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關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)機(jī)械 導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展 技術(shù)闡明
中圖分類號:S231 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
隨著中國當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也逐步走向現(xiàn)代化模式,信息化、數(shù)字化技術(shù)的廣泛應(yīng)用,為現(xiàn)如今農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了更加精準(zhǔn)的方向,要使相關(guān)輔助機(jī)械能更好的自主完成播種、除草、施肥、整土、收割等工作,則必須具備完善的農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)功能,即要求農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航能夠精準(zhǔn)感知周圍環(huán)境,對收集到的信息進(jìn)行翻譯處理,對自身定位以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息作出準(zhǔn)確的判定,對生產(chǎn)方向進(jìn)行合理的規(guī)劃,進(jìn)而全方位的完成各項(xiàng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)。
1機(jī)械自主導(dǎo)航技術(shù)
1.1衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)
俄羅斯、美國、中國以及大多數(shù)歐洲國家都有屬于自己的衛(wèi)星導(dǎo)航體系,而衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也被廣泛應(yīng)用,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,由于GPS技術(shù)的成功,美國最先將衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械中去,在其生產(chǎn)中也起了巨大的推動作用,其他國家也在致力于開展農(nóng)業(yè)機(jī)械GPS導(dǎo)航技術(shù)的研究工作,相比于日本、荷蘭等國家而言,我國的衛(wèi)星GPS導(dǎo)航技術(shù)起步較晚,但近年來卻得到了重視并且得以高速發(fā)展,現(xiàn)如今農(nóng)業(yè)機(jī)械衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)已基本成熟,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域里,帶有衛(wèi)星導(dǎo)航裝備的拖拉機(jī)以及各種機(jī)械工具都已投入生產(chǎn)一線,這種先進(jìn)技術(shù)雖然可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)質(zhì)量,但是一方面對周圍環(huán)境也有一定的影響。
1.2視覺導(dǎo)航技術(shù)
相比于GPS導(dǎo)航技術(shù),視覺導(dǎo)航更具有靈活性,在收集材料時,對各種圖像能夠直觀、精確的呈現(xiàn)和保存,機(jī)械導(dǎo)航對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)周圍的環(huán)境認(rèn)識更加精準(zhǔn),信息面得以寬泛化。美國和英國的視覺導(dǎo)航技術(shù)研究應(yīng)用較早,此外,韓國和歐美國家也緊跟其后加以研究,中國的視覺導(dǎo)航技術(shù)起步于20世紀(jì)90年代,逐年來有不少農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)W者對其進(jìn)行深刻的研究考察,他們構(gòu)筑了視覺導(dǎo)航研究實(shí)驗(yàn)平臺,通過Lab色彩空間處理圖像,對農(nóng)業(yè)視覺導(dǎo)航進(jìn)行分析和研究。視覺傳感器的出現(xiàn)也是一大突破,它可以獲取農(nóng)作物周圍的環(huán)境情況,對雜草、障礙物等目標(biāo)物進(jìn)行定位和精確的導(dǎo)航,這種技術(shù)在農(nóng)田生產(chǎn)中已被廣泛應(yīng)用,但該技術(shù)仍然存在對光照、作物狀態(tài)等不可實(shí)時控制的盲區(qū)。
1.3其他導(dǎo)航技術(shù)
衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)和視覺導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中起到了至關(guān)重要的作用,為農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化提供了方便,成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的兩項(xiàng)重要導(dǎo)航技術(shù)。但除此之外,還有其他一些導(dǎo)航技術(shù),也為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了便利,具體如下所示:
1.3.1電磁導(dǎo)航技術(shù)
這種技術(shù)又稱埋線導(dǎo)航,在生產(chǎn)應(yīng)用中具有操作簡單,使用壽命長和抗干擾等優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是不易改變行徑,使用單一、有限。
1.3.2機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)
機(jī)械導(dǎo)航的發(fā)展相對較早,因?yàn)樗哂谐杀镜汀⒉僮骱唵巍⑹褂眯暂^強(qiáng)、容易維護(hù)等等優(yōu)點(diǎn);但也存在機(jī)器與障礙物之間沒有遮擋設(shè)施等缺點(diǎn)。
1.3.3超聲波導(dǎo)航技術(shù)
超聲波測量技術(shù)具有方向性好、傳播性能強(qiáng),波長短、頻率高等優(yōu)勢,這種導(dǎo)航技術(shù)在使用過程中遇到雜質(zhì)時,會發(fā)生明顯的反射現(xiàn)象,能及時提醒工作人員進(jìn)行補(bǔ)救等操作。
1.3.4地磁導(dǎo)航技術(shù)
由于造價成本較低,地磁導(dǎo)航技術(shù)在很早之前就被運(yùn)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航中了,然而國內(nèi)很多地磁導(dǎo)航技術(shù)的研究并不完善,仍舊處于仿真和預(yù)研階段,具體實(shí)踐還有待研究。
2農(nóng)業(yè)導(dǎo)航機(jī)械技術(shù)分析
2.1環(huán)境感知
機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)中的環(huán)境感知也是關(guān)鍵技術(shù)之一,環(huán)境感知技術(shù),即環(huán)境感知傳感器通過自身所攜帶的機(jī)械對周圍環(huán)境的感知、測評,并從環(huán)境范圍里提取有效信息,加以整理研究,并確定該范圍內(nèi)的環(huán)境模型。環(huán)境感知技術(shù)的強(qiáng)弱也直接決定著策略的實(shí)施效率高低質(zhì)量。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)嵺`中,例如:一個機(jī)械除草機(jī)器人,它是否能夠辨別雜草和農(nóng)作物的色彩視覺差,這也直接影響著其的工作效率。
2.2對機(jī)械導(dǎo)航的控制
隨著機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用,對其進(jìn)行控制技術(shù)的提升工作也顯得尤為重要,機(jī)械導(dǎo)航控制主要分:橫向控制和縱向控制。
所謂縱向控制,即為對機(jī)械導(dǎo)航的速度控制,而機(jī)械導(dǎo)航一般在工作過程中沒有太高的速度,所以控制重點(diǎn)放在橫向控制上,即對機(jī)械導(dǎo)航機(jī)器的轉(zhuǎn)向控制,在此過程中,機(jī)械導(dǎo)航控制器的設(shè)計(jì)就顯得很重要了。
2.3地圖模型的構(gòu)建
地圖構(gòu)建是地圖技術(shù)中額核心內(nèi)容,即通過機(jī)器人傳感器獲取空間模型,通過視覺傳感、激光技術(shù)和聲納等方式對相關(guān)信息進(jìn)行合理化的處理,構(gòu)建成環(huán)境地圖模型。越精確的地圖在農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航中越能提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。在地圖構(gòu)建中,需要了解地圖主要分為柵格、幾何、拓?fù)涞貓D,三種地圖表示方法各有優(yōu)勢,在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該因地制宜,切勿亂取亂用。
3農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航的發(fā)展
農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)日漸成熟,GPS導(dǎo)航技術(shù)的飛速發(fā)展,玉米收獲自動化技術(shù)已被商業(yè)化應(yīng)用,在一定程度上節(jié)約了勞動力,提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,節(jié)省了作業(yè)時間。但是,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)田環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性依舊是導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展所面臨的考驗(yàn)核難題,例如有些在開闊場地很容易完成的導(dǎo)航測評,若換成密植果園這種種植密度大的環(huán)境,則很難精準(zhǔn)地完成測評工作。
因此,農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航在實(shí)時實(shí)地操作過程中還將面臨著各種各樣的難題,所以因地實(shí)施戰(zhàn)略部署很重要,在機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的改進(jìn)上,也要注重各種導(dǎo)航技術(shù)的有機(jī)合作,在種植密度大的農(nóng)田里,激光導(dǎo)航顯然優(yōu)于機(jī)械導(dǎo)航技術(shù),對于不同的農(nóng)田特點(diǎn),應(yīng)該設(shè)計(jì)不同的導(dǎo)航傳感器組合,致力于在不同的土地里,都可以做到導(dǎo)航測評的精準(zhǔn)性,穩(wěn)定有效地完成測評研究工作。
4總結(jié)
導(dǎo)航技術(shù)作為農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動化的關(guān)鍵技術(shù),近年來被社會各界廣泛關(guān)注,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域里導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用也取得了不少成就和突破,但對于導(dǎo)航研究中所面臨的考驗(yàn),也應(yīng)該迎難而上,研究更多更全面的導(dǎo)航預(yù)研組合,完善農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn)
[1] 姬長英,周俊.農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展分析[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2014(09):44-54.
高元恩是在1月11日天津勇猛機(jī)械股份有限公司舉辦的商務(wù)年會上發(fā)表主題演講時做上述表示的。作為農(nóng)機(jī)行業(yè)最具權(quán)威的專家之一,高元恩曾擔(dān)任機(jī)械工業(yè)部農(nóng)業(yè)裝備司司長等職務(wù),長期關(guān)注農(nóng)機(jī)行業(yè)發(fā)展并堅(jiān)持分享自己的觀點(diǎn)。
他告訴中國工業(yè)報(bào)記者,中國乃至全球農(nóng)機(jī)工業(yè)都處于調(diào)整狀態(tài)。特別是農(nóng)機(jī)行業(yè)高企的庫存令人“頭疼”。他在接受記者采訪時還表示,農(nóng)機(jī)行業(yè)要理性看待所謂的“高端裝備”,產(chǎn)品定位要與我國農(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)際相符合,不能一味追求所謂的高端。
農(nóng)業(yè)變革影響農(nóng)機(jī)走勢
盡管農(nóng)機(jī)行業(yè)2015年取得了不俗的業(yè)績,但高元恩認(rèn)為今年農(nóng)機(jī)市場形勢嚴(yán)峻,行業(yè)面臨著很多不確定因素,農(nóng)機(jī)行業(yè)將進(jìn)入深度調(diào)整期,農(nóng)機(jī)企業(yè)要準(zhǔn)備過苦日子。他的這一系列判斷與他對我國“三農(nóng)”發(fā)展?fàn)顩r的觀察密不可分。
當(dāng)前,我國農(nóng)業(yè)面臨著深層次改革。農(nóng)業(yè)面臨提高價格和增加補(bǔ)貼兩個“天花板”,以及生態(tài)環(huán)境和資源要素兩道“緊箍咒”。要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,只能促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變,加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。
具體而言,我國農(nóng)業(yè)面臨庫存高企、國內(nèi)外農(nóng)產(chǎn)品價格倒掛、農(nóng)民增產(chǎn)難增收等三大問題。關(guān)于高庫存。高元恩掌握的數(shù)據(jù)顯示,到2015年9月份,糧食庫存已經(jīng)達(dá)到了2.3億噸。而2015年糧食豐收將進(jìn)一步加劇庫存,2015年的庫存主要來自玉米,有專家估計(jì)2015年年底玉米的庫存將達(dá)到2億噸。“這些庫存的糧食都是國家拿錢收購來的,財(cái)政負(fù)擔(dān)比較重。”高元恩說。
值得注意的是,因?yàn)閮r格倒掛,糧食市場去年出現(xiàn)了“洋貨上市,國貨進(jìn)倉”的局面,若這些糧食長時間存放就會變質(zhì),無法食用,就會成為廢物。這對我國農(nóng)業(yè)、農(nóng)機(jī)的長遠(yuǎn)發(fā)展非常不利。2015年糧價大幅下滑還影響了農(nóng)民的收入,直接導(dǎo)致農(nóng)民的消費(fèi)水平將下降,購買農(nóng)機(jī)的能力在下降。同時,收入降低影響農(nóng)民種糧積極性,使用農(nóng)業(yè)機(jī)械的需求也會降低。
關(guān)于農(nóng)民增產(chǎn)難增收。高元恩援引有關(guān)數(shù)據(jù)介紹,2015年我國的糧食種植成本增加了3%,糧價下滑了30%~40%,正是由于成本上升,糧價下降導(dǎo)致農(nóng)民收入下滑,影響了土地流轉(zhuǎn)速度和新型經(jīng)營主體的進(jìn)一步形成。“有的種糧大戶因效益不佳已經(jīng)決定減少流轉(zhuǎn)土地的面積。”
以玉米為例,去年11月份,農(nóng)業(yè)部下發(fā)了關(guān)于鐮刀灣地區(qū)玉米種植結(jié)構(gòu)調(diào)整意見,要求占據(jù)全國玉米種植面積70%以上的黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古等13地未來5年減少5000萬畝玉米種植面積,意味著將減少全國玉米種植總面積的1/3,每年1000萬畝。
高元恩介紹說,“這項(xiàng)調(diào)整指出,鼓勵農(nóng)民不種玉米種青貯、雜豆以及其他經(jīng)濟(jì)作物。要發(fā)展種植飼養(yǎng)結(jié)合,種植加工結(jié)合。另外‘藏糧于土,藏糧于技’,就是要實(shí)行輪作制度保護(hù)土地,要把糧食藏在肥沃的土壤里,需要時再拿出來用,還要通過科技促進(jìn)糧食的發(fā)展。”
以上一系列農(nóng)業(yè)改革動向都將深刻影響農(nóng)機(jī)行業(yè)。高元恩認(rèn)為,農(nóng)民增產(chǎn)不增收等問題對農(nóng)機(jī)市場形成利空,農(nóng)機(jī)行業(yè)的調(diào)整將進(jìn)一步加劇。農(nóng)機(jī)企業(yè)要去關(guān)注變化了的政策和市場,及時調(diào)整應(yīng)對策略、控制風(fēng)險(xiǎn)。
積極應(yīng)對環(huán)保升級
農(nóng)機(jī)行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)升級已經(jīng)在2015年產(chǎn)生了很大的影響。“一些生產(chǎn)小型玉米收獲機(jī)的企業(yè)對于市場研判不準(zhǔn)確,造成了大量的產(chǎn)品庫存。
這還是在降價促銷的情況下出現(xiàn)的庫存積壓,這對2016年的市場策略帶來挑戰(zhàn)。”高元恩說。
談及國二升級國三帶來的影響,高元恩說,農(nóng)機(jī)企業(yè)面臨著技術(shù)儲備不足、人員培訓(xùn)不夠、用戶的使用和維修條件都沒有做好準(zhǔn)備的問題。“2015年下半年很多企業(yè)也做了很多適配國三發(fā)動機(jī)的實(shí)驗(yàn),出現(xiàn)了很多問題,諸如發(fā)動機(jī)無法啟動、發(fā)動機(jī)無力等這樣那樣的問題。”
“如果2016年不解決好這些問題,國二升級國三的問題無非是推遲了,并不能從根本上改變行業(yè)面臨的問題。農(nóng)機(jī)企業(yè)要在2016年應(yīng)盡全力解決上述問題。”高元恩說。
“更大的市場在等著我們”
對于農(nóng)機(jī)行業(yè)的未來,高元恩認(rèn)為“前途是光明的”。中央在“十三五”規(guī)劃的建議稿中明確提出,要大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,要加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式,以構(gòu)建現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)營體系、生產(chǎn)體系和產(chǎn)業(yè)體系為重點(diǎn),著力轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)經(jīng)營方式、生產(chǎn)方式、資源利用方式和管理方式,由依賴資源消耗的粗放經(jīng)營轉(zhuǎn)到可持續(xù)發(fā)展上來,走一條產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展道路。
農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化離不開農(nóng)業(yè)機(jī)械。只有智能高效綠色的農(nóng)業(yè)裝備,農(nóng)業(yè)的質(zhì)量效益和競爭力才能進(jìn)一步提高,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。正因?yàn)檗r(nóng)業(yè)機(jī)械如此重要,所以國家對農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)是非常重視的,從“中國制造2025”把農(nóng)業(yè)機(jī)械納為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域就能證明了這一點(diǎn)。
高元恩介紹,國家發(fā)改委也正在出臺6個重大行業(yè)的專項(xiàng)發(fā)展計(jì)劃,支持農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)。所以農(nóng)機(jī)行業(yè)經(jīng)過調(diào)整提升后,一定會有更好的前景,一定有更大的市場在等著我們,農(nóng)機(jī)行業(yè)前程似錦。
關(guān)鍵詞:中藥配方顆粒;包裝設(shè)備;歷史現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
中圖分類號:F27
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
doi:10.19311/ki.1672-3198.2017.08.034
0 引言
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,傳統(tǒng)的中藥飲片也發(fā)生著變化,中藥配方顆粒就是其中之一。中藥配方顆粒的劑量準(zhǔn)確,而且清潔衛(wèi)生,同時避免了人工抓藥造成的差錯。目前中藥配方顆粒除了在我國廣泛的使用外,也進(jìn)入了國際市場,促進(jìn)了中醫(yī)學(xué)在世界范圍內(nèi)的推廣,中藥配方顆粒的科學(xué)、規(guī)范的應(yīng)用促進(jìn)了中醫(yī)學(xué)和中藥學(xué)向現(xiàn)代化的發(fā)展,繁榮了我國的中醫(yī)事業(yè)。
中藥配方顆粒是以中藥湯劑為原料,經(jīng)過提取、純化分離、制粒、干燥、包裝五個步驟制成,而實(shí)現(xiàn)中藥配方顆粒包裝的主要手段就是包裝機(jī)械,包裝環(huán)節(jié)使用的材料、工藝和設(shè)備等都可能造成藥品污染,從而影響藥品的安全,包裝設(shè)備對保證藥品安全具有非常重要的作用。在計(jì)量、填充、包裹、封口等生產(chǎn)工序中,包裝設(shè)備對提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)和提高衛(wèi)生水平等方面都具有非常重要的意義。
1 中藥配方顆粒包裝設(shè)備的發(fā)展
1.1 我國中藥配方顆粒包裝設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀
我國包裝機(jī)械行業(yè)起步比較晚,技術(shù)水平比較低,主要依賴進(jìn)口設(shè)備,在20世紀(jì)80年代我國開始制造用于煙草加工、制糖、制鹽等行業(yè)的包裝機(jī)械。20世紀(jì)90年代中藥配方顆粒行業(yè)興起,中藥生產(chǎn)企業(yè)引入一些半自動的食品包裝機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn),部分老舊設(shè)備甚至沿用至今。
20世紀(jì)90年代后期包裝機(jī)械行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時期,通過引進(jìn)和吸收國外的先進(jìn)技術(shù),使我國包裝機(jī)械取得了一定的進(jìn)步,但是從包裝機(jī)械的質(zhì)量和性能上來看,我國的包裝機(jī)械與發(fā)達(dá)國家的相比還存在一定差距。如目前我國很多企業(yè)還以生產(chǎn)小型立式包裝機(jī)為主,三邊封立式顆粒包裝機(jī)的生產(chǎn)能力為40-90包/min,同類機(jī)型在國外已經(jīng)淘汰。我國的旋轉(zhuǎn)式高速顆粒包裝機(jī)的生產(chǎn)能力為200-500包/min,而日本的同類機(jī)型的生產(chǎn)能力為200-1000包/min,且性能穩(wěn)定。我國的多列條狀袋顆粒包裝機(jī)最多可以做到12列,生產(chǎn)能力為300-600包/min,日本的同類機(jī)型最多可以做到20列,生產(chǎn)能力為300-1200包/min,而意大利的同類機(jī)型最多可以做到24列,生產(chǎn)能力是多少包300-1500/min。
隨著國家對中藥配方顆粒的開放政策不斷松動,中藥配方顆粒市場將會越來越繁榮,隨之而來就是大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)升級、廠房建設(shè)、生產(chǎn)線建設(shè)和設(shè)備升級改造,中藥配方顆粒將成為新的投資熱點(diǎn)。因此,中藥配方顆粒包裝設(shè)備也即將面臨良好的發(fā)展機(jī)遇。
1.2 我國中藥配方顆粒包裝設(shè)備發(fā)展中存在的問題
雖然近幾年來我國包裝機(jī)械行業(yè)每年都會有新機(jī)型投放市場,但是在包裝機(jī)械的自動化、智能化、成套性以及前沿技術(shù)應(yīng)用等方面,還無法與國際先進(jìn)水平相比。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國目前約有7000多家包裝機(jī)械制造企業(yè),而專門從事中藥配方顆粒包裝設(shè)備研發(fā)的企業(yè)非常少,而且中小型企業(yè)占據(jù)大多數(shù),由于企業(yè)自身規(guī)模、技術(shù)基礎(chǔ)和資金等條件的限制,很難開展深層次的包裝技術(shù)研發(fā)與變革,大多數(shù)企業(yè)的技術(shù)實(shí)力和自動化水平層次還比較低。
我國包裝機(jī)械行業(yè)利潤低,企業(yè)盈利能力差,很難吸引優(yōu)秀的專業(yè)技術(shù)人才,導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)的人才隊(duì)伍參差不齊,自主技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱,多年來技術(shù)創(chuàng)新主要依靠有實(shí)力的企業(yè)進(jìn)行,或者依靠國家臨時組建的產(chǎn)學(xué)研技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目來完成,原始創(chuàng)新動力不足,創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)缺乏長效機(jī)制,而且包裝機(jī)械的發(fā)展離不開機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步,目前我國包裝機(jī)械的研發(fā)依然停留在仿制階段,還沒有掌握發(fā)達(dá)國家先進(jìn)設(shè)備的核心技術(shù),設(shè)備的研制也不能緊跟市場需求。
我國包裝機(jī)械行業(yè)缺乏知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識,對于知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)也缺乏有力的法律制約,往往技術(shù)人員歷經(jīng)心血開發(fā)出來的新型設(shè)備剛剛投放市場就被仿制,而且同一種產(chǎn)品在短時間內(nèi)會有多家企業(yè)同時生產(chǎn),由于沒有申請知識產(chǎn)權(quán)保護(hù),原始設(shè)計(jì)企業(yè)無法追究其他仿制廠家的責(zé)任,給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,在一定程度上降低了企業(yè)對新技術(shù)研發(fā)的積極性,阻礙了行業(yè)的發(fā)展。
2 我國中藥配方顆粒包裝設(shè)備的問題對策
2.1 夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ),加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)
中藥配方顆粒包裝設(shè)備是機(jī)械、計(jì)算機(jī)、電氣、材料和中醫(yī)制藥等多學(xué)科集成的科技成果,我國必須對機(jī)械加工技術(shù)、自動化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、加熱技術(shù)、包裝材料技術(shù)、制藥工程技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法等基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行深入的研究,從而提高包裝機(jī)械的自動化程度、運(yùn)行穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率,改善包b袋的封口質(zhì)量,達(dá)到相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),通過質(zhì)量保證體系和環(huán)境管理體系的認(rèn)證,增強(qiáng)我國包裝機(jī)械行業(yè)的市場競爭力。
企業(yè)的技術(shù)競爭就是人才的競爭,我國必須加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng),積極引導(dǎo)企業(yè)和高校進(jìn)行深度合作,對專業(yè)技術(shù)人才進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng),立足于高校和企業(yè)兩大平臺,基于工程項(xiàng)目的共同開發(fā)對企業(yè)技術(shù)人才和高校學(xué)生進(jìn)行雙向培養(yǎng),將理論知識和工程實(shí)踐結(jié)合,提高企業(yè)技術(shù)人員的理論知識水平,增強(qiáng)高校學(xué)生的工程實(shí)踐能力,聯(lián)合培養(yǎng)卓越工程師和創(chuàng)新型技術(shù)人才。
2.2 企業(yè)要堅(jiān)持質(zhì)量第一,實(shí)施品牌戰(zhàn)略
隨著GMP標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高,國家對制藥行業(yè)的監(jiān)管更加嚴(yán)格,導(dǎo)致中藥生產(chǎn)企業(yè)對制藥設(shè)備的要求會不斷提高,企業(yè)必須不斷提升產(chǎn)品性能和質(zhì)量才能滿足制藥行業(yè)的需求。
我國的包裝機(jī)械行業(yè)應(yīng)該走品牌戰(zhàn)略,只有堅(jiān)持“質(zhì)量第一”的企業(yè)才具備創(chuàng)造知名品牌的基礎(chǔ),轉(zhuǎn)變企業(yè)的經(jīng)營理念,注重產(chǎn)品質(zhì)量全程控制的生產(chǎn)意識,學(xué)習(xí)國外的成功經(jīng)驗(yàn),逐步走向“少品種、專業(yè)化、大批量”的生產(chǎn)方式,積極參與國際競爭,在競爭中不斷學(xué)習(xí)和進(jìn)步,不斷探索高新技術(shù)的應(yīng)用和前沿工藝的研究,以務(wù)實(shí)的心態(tài)發(fā)展企業(yè),用高質(zhì)量和高性能的產(chǎn)品淘汰競爭者,增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力,逐步成長為著名企業(yè)、成為著名品牌。
2.3 調(diào)動企業(yè)積極性,國家政策扶植
國家和地方政府應(yīng)及時了解企業(yè)的困難,幫助企業(yè)解決實(shí)際問題,加大對重點(diǎn)企業(yè)的財(cái)政投入,形成以政府資金為引導(dǎo)、企業(yè)資本投入為主體,并吸納社會投資的多元化投入機(jī)制,支持企業(yè)的技術(shù)革新、試驗(yàn)研究和新型裝備的研制,推動企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造和產(chǎn)業(yè)升級,對重點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施財(cái)政補(bǔ)貼政策。
在技術(shù)層面上,強(qiáng)化行業(yè)專家委員會為企業(yè)排憂解難的作用,適時診斷行業(yè)發(fā)展的技術(shù)難題,幫助企業(yè)解決技術(shù)問題。加強(qiáng)企業(yè)對發(fā)明專利、軟件著作權(quán)等自主知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)意識,建立技術(shù)創(chuàng)新的長效機(jī)制,充分調(diào)動企業(yè)的自主創(chuàng)新意識,進(jìn)一步做強(qiáng)龍頭企業(yè),盤活創(chuàng)新型小企業(yè),鼓勵我國包裝機(jī)械工業(yè)由“中國制造”向“中國智造”發(fā)展。
3 中藥配方顆粒包裝設(shè)備的未來發(fā)展趨勢
3.1 高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用
新型包裝機(jī)械往往是機(jī)電一體化的裝置,其實(shí)質(zhì)就是基于系統(tǒng)控制的觀點(diǎn),運(yùn)用過程控制原理,將機(jī)械、電氣、電子、信息和檢測等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)組合,實(shí)現(xiàn)整體最優(yōu)化的成果。而我國的一些技術(shù)人員對新技術(shù)不敢用,甚至不會用,在一定程度上限制了包裝機(jī)械水平的提升。
目前,國外的新型包裝機(jī)大都采用伺服電機(jī)控制,提升了設(shè)備的工作精度和速度;多級機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)采用分離傳動技術(shù),縮短整機(jī)的傳動鏈,減小多級傳動造成的系統(tǒng)誤差,使機(jī)械結(jié)構(gòu)大為簡化;復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動采用多電機(jī)拖動同步化技術(shù),提升了機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性;工業(yè)CCD和機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用,提升了物料識別、分揀和搬運(yùn)的速度,極大地提升了設(shè)備的工作效率;氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的廣泛應(yīng)用,極大地降低了設(shè)備的故障率,由于制藥企業(yè)對工作環(huán)境的潔凈衛(wèi)生要求非常嚴(yán)格,新型氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本都免維護(hù)和保養(yǎng),使包裝設(shè)備能夠更好的滿足制藥企業(yè)的潔凈要求。
3.2 市場競爭由價格戰(zhàn)轉(zhuǎn)向技術(shù)戰(zhàn)
我國包裝機(jī)械行業(yè)有很多小型企業(yè),一些企業(yè)品牌塑造意識不強(qiáng),新產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)實(shí)力弱,經(jīng)常仿制市場上已有的設(shè)備,然后通過低價銷售來吸引客戶,這種經(jīng)營行為破壞了市場規(guī)則,往往毀掉的是企業(yè)自身的發(fā)展,甚至危害整個包裝機(jī)械行業(yè)。行業(yè)龍頭企業(yè)應(yīng)該通過引進(jìn)高端的專業(yè)技術(shù)人才,進(jìn)行長期的技術(shù)沉淀,不斷提升技術(shù)研發(fā)實(shí)力,積極的引進(jìn)國外的新技術(shù),深度消化后轉(zhuǎn)變成自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),順應(yīng)市場發(fā)展的要求,研發(fā)更貼近用戶的新產(chǎn)品,不斷提升產(chǎn)品品質(zhì),將生產(chǎn)管理和售后服務(wù)全面升級,塑造新的品牌形象,并且加快產(chǎn)品出口步伐,參與國際市場的競爭。
我國包裝機(jī)械行業(yè)的很多中小企業(yè)發(fā)展不太穩(wěn)定,經(jīng)濟(jì)效益不好,市場競爭力差,難以很好的生存下去。國家和地方政府應(yīng)該加強(qiáng)對中小企業(yè)進(jìn)行集約整合,淘汰不良企業(yè),集中優(yōu)質(zhì)的中小企業(yè)組成“企業(yè)集群”,并加大投資力度,進(jìn)行深度技術(shù)改革,實(shí)施“聯(lián)合發(fā)展”,不斷發(fā)展和壯大我國包裝機(jī)械行業(yè),增強(qiáng)國際競爭力。
3.3 設(shè)計(jì)開發(fā)引入新的設(shè)計(jì)方法
目前,國外的包裝機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)普遍采用三維數(shù)字建模、虛擬樣機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),即設(shè)計(jì)人員根據(jù)客戶提出的要求,在計(jì)算機(jī)上采用三維CAD軟件構(gòu)建三維模型,并組成數(shù)字虛擬樣機(jī),利用計(jì)算機(jī)仿真軟件對數(shù)字虛擬樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動仿真、熱和磁場模擬、電磁兼容模擬、力學(xué)校核等工作,三維模型可以向客戶充分的展示設(shè)計(jì)意圖,同時可以根據(jù)客戶的意見和建議進(jìn)行修訂,達(dá)到客戶滿意的效果。
基于中藥配方顆粒包裝設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),按其功能可分為送膜、料斗、袋成形、充填、計(jì)量、加熱、封口和切斷等,在設(shè)計(jì)過程中引入模塊化設(shè)計(jì)方法,根據(jù)功能劃分模塊,不同的模塊決定不同的功能和性能,制造過程中可以根據(jù)需求選擇相應(yīng)的功能模塊組裝成整機(jī),而且這種選擇的方案是不受限制的,為客戶實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的個性化定制,能夠靈活的滿足客戶需求。
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和新設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用,將極大地提高設(shè)計(jì)人員的工作效率,大大的縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。
3.4 更加智能化,設(shè)計(jì)更加人性化
當(dāng)前以信息化與制造業(yè)深度融合為主要特征的新一輪科技革命已經(jīng)開始,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將與制造技術(shù)有機(jī)結(jié)合,新一代智能產(chǎn)品將不斷出現(xiàn),現(xiàn)有的生產(chǎn)方式將徹底改變,制造過程將更加智能化,企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理、銷售和服務(wù)將全面升級,基于互聯(lián)網(wǎng)的個性化定制、眾包設(shè)計(jì)、云制造等新型制造模式將會迅速發(fā)展起來,包裝機(jī)械工業(yè)作為中國制造業(yè)的重要成員,正朝著高速、多功能化、控制自動化和系統(tǒng)集成化的方向發(fā)展,智能機(jī)器人、電磁加熱技術(shù)、視覺技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等將會得到廣泛的應(yīng)用,包裝機(jī)械的智能化、網(wǎng)絡(luò)化將會成為必然。
在可預(yù)見的未來,智能中藥顆粒包裝設(shè)備的設(shè)計(jì)將會更加人性化,將會進(jìn)入醫(yī)院“工作”,根據(jù)醫(yī)生在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上開出的中藥處方自動進(jìn)行計(jì)量、配置和包裝,并送至病房交到患者手中或者基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將藥品直接送至患者家中,免除患者排隊(duì)取藥的不便。
4 結(jié)論
隨著中藥配方顆粒的發(fā)展前景看好,中藥配方顆粒包裝設(shè)備也進(jìn)入了快速發(fā)展時期,市場競爭也將從價格競爭向技術(shù)競爭轉(zhuǎn)變,依靠仿制別人產(chǎn)品的企業(yè)一定會被市場淘汰,企業(yè)必須專注于對機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)的研究,并掌握行業(yè)的核心技術(shù),堅(jiān)持自主創(chuàng)新的理念,打造高品質(zhì)的產(chǎn)品,不斷提升企業(yè)的市場競爭力,積極的開拓國際市場,才能實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)械行業(yè)的健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]肖桂蘭.中藥顆粒劑的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J].中國中醫(yī)藥,2013,15(11):130-131.
[2]鈄姹潁曾莉紅.基于食品安全的我國食品包裝機(jī)械技術(shù)發(fā)展路徑探討[J].包裝工程,2011,(13):118-121.
[3]楊祖彬,戴宏民.綠色包裝印刷工藝及材料[M].北京:印刷工業(yè)出版社,2009.
[4]鹿保鑫,馮江,王峰等.我國食品包裝機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].農(nóng)機(jī)化研究,2007,(6):241-242.
[5]李三江,李亞娜.國外包裝機(jī)械的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢及國內(nèi)包裝機(jī)械的發(fā)展策略之我見[J].科技資訊,2015,(35):154-156.
[6]馬希青,李秋生,柴保明.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新實(shí)踐[J].河北工程大學(xué)學(xué)報(bào),2015,32(2):107-111.
[7]食品和包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展措施與建議[N].中國食品報(bào),2015-11-30.
[8]侯評梅.自動化技術(shù)將大力拓展我國食品包裝機(jī)械的未來空間[J].自動化博覽,2009,29(11):32-33.
[9]醫(yī)藥包裝發(fā)展趨勢將價格戰(zhàn)變?yōu)榧夹g(shù)戰(zhàn)[N].中國包裝報(bào),2014-05-5.
機(jī)床是先進(jìn)制造技術(shù)的載體和裝備工業(yè)的基本生產(chǎn)手段,機(jī)械制造的工作母機(jī),是裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備,主要應(yīng)用領(lǐng)域是船舶、工程機(jī)械、軍工、農(nóng)機(jī)、電力設(shè)備、鐵路機(jī)車、汽車等行業(yè)。在船舶、工程機(jī)械等行業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)張壓力的推動之下,機(jī)床工業(yè)正迎來快速發(fā)展階段。
就最近幾年的發(fā)展情況看,在機(jī)床工業(yè)的下游產(chǎn)業(yè)中,船舶、工程機(jī)械、重型機(jī)械、軍工是發(fā)展最快的行業(yè),這些行業(yè)的企業(yè)在從產(chǎn)能閑置發(fā)展到滿產(chǎn)超產(chǎn)的過程中,對機(jī)床設(shè)備的更新?lián)Q代和小規(guī)模添置需求帶動了機(jī)床工業(yè)穩(wěn)定中速增長;當(dāng)前各大造船公司、工程機(jī)械公司的產(chǎn)能利用率基本都在100%以上,尤其是造船行業(yè),手持訂單遠(yuǎn)超當(dāng)前產(chǎn)能。生產(chǎn)任務(wù)已經(jīng)排到了2011年,擴(kuò)大產(chǎn)能已成為必然,擴(kuò)產(chǎn)必須的生產(chǎn)設(shè)備尤其是機(jī)床設(shè)備的需求量將迎來加速增長,其他如汽車、電力設(shè)備的需求也將維持穩(wěn)定增長。
二、各機(jī)械子行業(yè)交替推動機(jī)床工業(yè)發(fā)展。大型重型機(jī)床速度遠(yuǎn)快于中小型機(jī)床
機(jī)床是制造機(jī)器的機(jī)器,為汽車、船舶、軍工、工程機(jī)械等各個裝備制造產(chǎn)業(yè)提供裝備,因此與宏觀經(jīng)濟(jì)、特別是制造領(lǐng)域的固定資產(chǎn)投資密切相關(guān)。同時機(jī)床行業(yè)的直接下游是機(jī)械制造,因此機(jī)床行業(yè)與機(jī)械制造業(yè)的關(guān)系更為密切。機(jī)床工業(yè)給其下游多個機(jī)械制造子行業(yè)提品,因此不同時期,各裝備制造子行業(yè)有繁榮,有衰退,而機(jī)床工業(yè)發(fā)展比其下游行業(yè)要相對穩(wěn)健。在各個不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段,各個子行業(yè)交替成為推動機(jī)床行業(yè)發(fā)展的主動力,機(jī)床行業(yè)將跟隨發(fā)展最快的子行業(yè)增長。
在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段,船舶、工程機(jī)械,重型機(jī)械、石化生產(chǎn)設(shè)備等重型設(shè)備是發(fā)展最快和增長前景最為明確的下游行業(yè),汽車工業(yè)雖然整體盈利水平增長跟不上產(chǎn)量增長,但產(chǎn)銷量的增長還是比較明朗的,因此汽車工業(yè)對機(jī)床的需求仍將穩(wěn)定增長。
重型工業(yè)發(fā)展是此輪中國經(jīng)濟(jì)繁榮的主要增長點(diǎn),成為拉動我國經(jīng)濟(jì)的重要力量,中國目前正處于重型機(jī)械、重化工業(yè)發(fā)展階段的中段,這一階段還將持續(xù)很長時間,重型機(jī)械行業(yè)發(fā)展應(yīng)該快于輕型、中型機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展,相對應(yīng)地其所推動的大型、重型機(jī)床行業(yè)的發(fā)展速度將遠(yuǎn)快于中小型機(jī)床,因此我們更看好大型、重型機(jī)床行業(yè)的發(fā)展前景。
三、高精密機(jī)床壁壘很高
機(jī)床行業(yè)作為精密機(jī)械制造業(yè),發(fā)展特點(diǎn)是循序漸進(jìn),逐步累積,產(chǎn)品性能很難在短時間內(nèi)取得爆發(fā)式進(jìn)展。如同其它制造業(yè)一樣,基于亞洲國家的成本優(yōu)勢,近年來機(jī)床工業(yè)有向亞洲新興國家轉(zhuǎn)移的趨勢,但這種趨勢發(fā)展的速度比較緩慢,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其它類機(jī)械設(shè)備制造業(yè),這主要也是因?yàn)闄C(jī)床工業(yè)技術(shù)和工藝提高的難度很高。當(dāng)然我們認(rèn)為這種轉(zhuǎn)移的趨勢不可逆轉(zhuǎn)。
高精機(jī)床是先發(fā)優(yōu)勢明顯的行業(yè),技術(shù)與工藝非常嚴(yán)苛,每提高一步都需要很豐富的技術(shù)、工藝上的沉淀和艱苦的努力。對于后發(fā)的國家和企業(yè)來說很難彌補(bǔ),這也是我國機(jī)床工業(yè)長期落后,貿(mào)易逆差居高不下的重要原因。這與我國其他行業(yè)特別是其他機(jī)械子行業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn),產(chǎn)品開始大規(guī)模出口的形勢形成了鮮明對比。相對于其他機(jī)械行業(yè)來說,我國管理部門對機(jī)床行業(yè)的重視和扶持力度是相當(dāng)大的,但是機(jī)床行業(yè)的逆差水平是所有機(jī)械類子行業(yè)中最高的,這充分說明了高精機(jī)床提高的難度。
正因?yàn)楦呔珯C(jī)床行業(yè)提高難度大,所以機(jī)床行業(yè)先進(jìn)國家對本國機(jī)床企業(yè)保護(hù)的力度也比其他行業(yè)要大,西方國家對我國機(jī)床業(yè)不僅在技術(shù)上嚴(yán)格限制轉(zhuǎn)讓,而且基于政治原因在高精機(jī)床產(chǎn)品上也對我國實(shí)施限制和禁運(yùn)。高精機(jī)床是當(dāng)前為數(shù)不多的西方國家對我國采取限制和禁運(yùn)措施的產(chǎn)品。
當(dāng)然機(jī)床行業(yè)這種高壁壘特點(diǎn)確實(shí)給國內(nèi)機(jī)床企業(yè)發(fā)展制造了障礙,但這也成為國內(nèi)高精機(jī)床行業(yè)龍頭企業(yè)的保護(hù)墻和后發(fā)企業(yè)的進(jìn)入壁壘,龍頭機(jī)床企業(yè)相對國內(nèi)后發(fā)企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢會維持很長一段時期。
四、中國機(jī)床工業(yè)取得很大進(jìn)步
機(jī)床是裝備工業(yè)的基礎(chǔ),生產(chǎn)裝備的裝備,機(jī)床工業(yè)是關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)的基礎(chǔ)工業(yè)和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),在發(fā)達(dá)國家無一不重視機(jī)床工業(yè)。我國機(jī)床工業(yè)經(jīng)過多年艱苦努力,建立起較大的規(guī)模和較完整的體系,奠定了有利的技術(shù)基礎(chǔ),具備相當(dāng)?shù)母偁帉?shí)力。整體上說,我國機(jī)床工業(yè)已跨入世界行列的第一方陣。2000年以來,世界機(jī)床工業(yè)由歐洲向亞洲新興國家轉(zhuǎn)移趨勢,雖然緩慢但難以逆轉(zhuǎn)。
“十五”以來,我國機(jī)床消費(fèi)連創(chuàng)紀(jì)錄,大陸市場機(jī)床消費(fèi)總額(國內(nèi)產(chǎn)品銷售產(chǎn)值十進(jìn)口額一出口額)和進(jìn)口額已連續(xù)5年居世界第一,成為令全球矚目的機(jī)床消費(fèi)大國。2006年中國大陸市場機(jī)床消費(fèi)額達(dá)131.1億美元,同比增長約20%;機(jī)床進(jìn)口72.4億美元,同比增長11.55%,增幅比上年同期提高1.7個百分點(diǎn)。中國機(jī)床消費(fèi)額占全球機(jī)床銷售總額的比重已達(dá)到20%以上,為機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了難得的市場機(jī)遇。世界機(jī)床消費(fèi)位列二、三、四名的日本約占15%,美國約占11.6%,德國約占10.6%。
作為一個世界上發(fā)揮重要作用的大國,我國必須從各個方面確保國家的獨(dú)立自主地位。我國機(jī)床行業(yè)產(chǎn)品種類齊全,可生產(chǎn)品種已經(jīng)超過3600種,基本已經(jīng)無空白領(lǐng)域,大部分滿足了我國裝備制造業(yè)對機(jī)床的需求。
近年來,我國機(jī)床市場需求非常旺盛,2003年至2006年之間,銷售收入增長率分別為21%、21%、17%,27%,而數(shù)控機(jī)床更是以50%以上的速度增長。機(jī)床工具行業(yè)整體銷售收入連年以20%以上的復(fù)合增長率增長,從目前的情況來看,國內(nèi)機(jī)床行業(yè)需求旺盛趨勢還將延續(xù)。在技術(shù)含量較高的金屬切削機(jī)床方面,機(jī)床產(chǎn)量連年上升,年復(fù)合增長率22%以上,數(shù)控金屬切削機(jī)床產(chǎn)量上升幅度更快,數(shù)控金切機(jī)床比例穩(wěn)步增長,2001年中國數(shù)控金切機(jī)床比例只有9%,到2007年上半年已經(jīng)達(dá)到了20%。由于我國目前正處于工業(yè)化初期,很多金屬加工產(chǎn)品要求的精度并不要求很高,加上我國勞動力成本低廉,因此低端普通機(jī)床仍然有一定的市場銷路。
五、國產(chǎn)機(jī)床數(shù)控化率逐年提高
數(shù)控機(jī)床的工作原理就是將加工過程所需的各種操作(如主軸變速、工件的松開與夾緊、進(jìn)刀與退刀、開車與停車、自動關(guān)停冷卻液)和步驟以及工件的形狀尺寸用數(shù)字化的代碼表示,通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置,數(shù)控裝置對輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算,發(fā)出各種控制信號,控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他驅(qū)動元件,使機(jī)床自動加工出所需要的工件。所以,數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取,即數(shù)控編程。
數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比有很多
無可比擬優(yōu)點(diǎn):1、適合于復(fù)雜異形零件的加工;2、加工精度高;3、加工穩(wěn)定可靠;4、高柔性,加工對象改變時,一般只需要更改數(shù)控程序,體現(xiàn)出很好的適應(yīng)性,5、高生產(chǎn)率;6、勞動條件好,機(jī)床自動化程度高,操作人員勞動強(qiáng)度大大降低,工作環(huán)境較好。
缺點(diǎn)是:1、投資大,使用費(fèi)用高;2、生產(chǎn)準(zhǔn)備工作復(fù)雜;3、維修困難,數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品,技術(shù)含量高,對維修人員的技術(shù)要求很高。歐洲、美國、日本的機(jī)床業(yè)都很重視數(shù)控化,目前歐美日的金屬切削機(jī)床的產(chǎn)值數(shù)控化率均在80%以上,數(shù)量數(shù)控化率也在60%以上。
我國數(shù)控機(jī)床開發(fā)晚,起點(diǎn)低,前期發(fā)展緩慢。數(shù)控系統(tǒng)裝置是數(shù)控機(jī)床的神經(jīng)中樞,是長期阻礙中國數(shù)控領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。“九五”以后國家有關(guān)部門明確發(fā)展以PC為平臺的數(shù)控系統(tǒng),通過“九五”的攻關(guān),現(xiàn)在框架上已初步完成。解決了多坐標(biāo)聯(lián)動的技術(shù)難題。從過去的三坐標(biāo)聯(lián)動達(dá)到了最多可達(dá)入坐標(biāo)聯(lián)動,打破了國外對我國的技術(shù)“限制”。同時,我國國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)已具備批量生產(chǎn)能力,市場品牌也在逐步樹立,正在改變國際強(qiáng)手在中國市場上奇貨可居的壟斷局面。
經(jīng)過多年的發(fā)展的我國數(shù)控機(jī)床已經(jīng)取得了很大進(jìn)步,遠(yuǎn)高于普通機(jī)床的發(fā)展速度,2002年國產(chǎn)數(shù)控金屬切削機(jī)床24803臺,06年達(dá)到了82024臺,數(shù)量數(shù)控化率從9%提高到了20%,產(chǎn)值數(shù)控化率為44%。
但是總體來說我國數(shù)控金切機(jī)床還是相對比較落后,國內(nèi)市場占有率低,基本依賴進(jìn)口,這是導(dǎo)致我國金屬加工、金屬切削機(jī)床的貿(mào)易逆差連年上升的重要原因。我國數(shù)控金切機(jī)床消費(fèi)對進(jìn)口產(chǎn)品的依存度長期維持在70%以上,如何發(fā)展我國數(shù)控金切機(jī)床,是我國機(jī)床業(yè)界的重要任務(wù),同時也是我國機(jī)床擴(kuò)張和增長的重大機(jī)會。
六、對進(jìn)口機(jī)床依存度仍然很高
長期以來我國機(jī)床工業(yè)取得了很大發(fā)展,但是相對于發(fā)達(dá)國家的機(jī)床工業(yè)我們?nèi)匀宦浜螅饕诩庸ぞ取⒎€(wěn)定性、無故障時間上與國外產(chǎn)品有較大差距,而且數(shù)控化率偏低,雖然我國大陸機(jī)床主機(jī)的銷售收入增長很快,但進(jìn)口增長也很快,進(jìn)出口逆差有逐年擴(kuò)大趨勢,只是在07年上半年,進(jìn)出口逆差有稍稍縮小的跡象,總體而言,我國對進(jìn)口機(jī)床的依存度較高,一直維持在50%以上。這其中,數(shù)控金切機(jī)床對國外產(chǎn)品的依存度很高是重要原因。我國數(shù)控金切機(jī)床對進(jìn)口存度達(dá)到了70%,可以說基本依賴進(jìn)口。
造成這種局面的主要原因是我國機(jī)床產(chǎn)品,尤其是高精機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的性能、質(zhì)量、穩(wěn)定性落后,而且提高速度緩慢;另一個原因是國內(nèi)對機(jī)床行業(yè)的保護(hù)力度還不到位。前些年為了吸引外資,對外商直接投資企業(yè)購買外國設(shè)備免稅。近年來,政府已經(jīng)對這些政策進(jìn)行了修改,外商投資企業(yè)進(jìn)口機(jī)床的免稅條款已經(jīng)廢除,而且國內(nèi)企業(yè)的固定資產(chǎn)投資購買國產(chǎn)設(shè)備可以抵稅。這些措施有力地支持了國產(chǎn)機(jī)床業(yè)的發(fā)展。
當(dāng)然我國機(jī)床行業(yè)對進(jìn)口度高,也從側(cè)面說明了機(jī)床行業(yè)提高的速度較慢,很難取得爆發(fā)性的飛躍,行業(yè)壁壘非常高,因此國內(nèi)機(jī)床行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先企業(yè),在技術(shù)和產(chǎn)品性能上優(yōu)勢將保持很長一段時間,其他后來者很難在短時間內(nèi)超越。同時對外依存度高也給予了我國機(jī)床行業(yè)較大的發(fā)展空間。
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì)制造;自動化;發(fā)展
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.045
0 引言
機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化在制造業(yè)中占重要比值,是國民經(jīng)濟(jì)的主要來源,可以改變市場機(jī)制的運(yùn)行模式,對制造業(yè)的發(fā)展具有很強(qiáng)的帶動作用。在信息時代的影響下,機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化行業(yè)在發(fā)展的時候,必須樹立長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)。雖然我國的機(jī)械制造及其自動化水平比較成熟穩(wěn)定,但是和發(fā)達(dá)國家進(jìn)行比較,依然存在很多不足之處。因此,必須及時明確發(fā)展方向,找準(zhǔn)位置。
1 機(jī)械制造及其自動化行業(yè)的現(xiàn)狀
在改革開放的影響下,中國的制造業(yè)得到空前發(fā)展,促進(jìn)了制造業(yè)的擴(kuò)展。我國制造業(yè)主要集中在產(chǎn)品的研發(fā)和開放方面,雖然在技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用和發(fā)展中取得了理想的成果,但是依然建立了屬于我們自己的知識產(chǎn)權(quán)品牌。在電器市場購買電子產(chǎn)品的時候,導(dǎo)購員經(jīng)常會說:“此商品購于哪個國家”,由此可見品牌的重要性。我國現(xiàn)在的機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)和發(fā)達(dá)國家有將近30年的落差,必須及時轉(zhuǎn)變發(fā)展方向,創(chuàng)造屬于我們自己的品牌的機(jī)械產(chǎn)品。
機(jī)械制造業(yè)在實(shí)際進(jìn)展中主要面臨以下幾個問題:
1.1 合資問題
在改革開放的帶動下, 我國的機(jī)械制造行業(yè)得到了迅速發(fā)展,從國外引進(jìn)了一大批技術(shù)和新裝備,引起了人們的廣泛關(guān)注。在20世紀(jì)90年代的時候,國外很多大型的外資公司開始進(jìn)入我國市場。從我國現(xiàn)在的狀況分析,國際化公司的涌入,主要集中在我國的電器、辦公和設(shè)備等行業(yè)。大型的國際公司比較看好我國的高增產(chǎn)行業(yè),經(jīng)常可以看到軸承行業(yè)和油泵行業(yè)被收購或者合并。
1.2 技術(shù)存在欠缺
我國機(jī)械制造行業(yè)本身就存在一些問題,在外國企業(yè)的涌入下,進(jìn)口的機(jī)械制造成為了宣傳口號。在中國,很多實(shí)力雄厚的企業(yè),為了展示自身的產(chǎn)品和能力,從國外引進(jìn)了一定的設(shè)備和機(jī)器,在潛移默化的影響下,人們普遍認(rèn)為引進(jìn)的技術(shù)是最好的,是值得信賴的。 國內(nèi)陸續(xù)的建立了一些知名品牌,例如海爾、海信,它們振興中華的口號是:“振興中華”。現(xiàn)在的產(chǎn)品具有很強(qiáng)的依賴性,當(dāng)國內(nèi)的產(chǎn)品,在某個部位技術(shù)應(yīng)用到國外技術(shù)的時候,國外人士就會認(rèn)為中國的產(chǎn)品存在缺陷。在最近30年內(nèi),中國有將近一半的機(jī)械電器打著“振興中華”的口號,還有一半技術(shù)是引入的國外技術(shù)。生產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)和設(shè)備將我國工業(yè)化生產(chǎn)的弱點(diǎn)暴露。機(jī)械設(shè)計(jì)和制造是國家技術(shù)水平的脊柱,如果不加大對機(jī)械技術(shù)的保護(hù),就會讓經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平下降,影響我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
1.3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)落后30年
我國機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)一直落后于國外國家。根據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示,我國機(jī)械制造行業(yè)比國外落后了30年。雖然我國的汽車制造等行業(yè)已經(jīng)發(fā)展了很多年,但是很少使用我國自己的設(shè)計(jì)。目前很多汽車制造公司開始對自己汽車制造業(yè)的外形和技術(shù)進(jìn)行關(guān)注。為什么在市場上已經(jīng)得到了汽車外形,還不能實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用,專家人士認(rèn)為,技術(shù)的研究需要不斷探索和學(xué)習(xí),需要專門人員進(jìn)行指導(dǎo)。機(jī)械行業(yè)之所以會走入歧途,主要因?yàn)槲覈谏a(chǎn)制造的時候,經(jīng)常仿制其他國家的產(chǎn)品,不能進(jìn)行自身技術(shù)的研究和開發(fā)。
1.4 國家的扶持力度比較輕
國內(nèi)相關(guān)認(rèn)識認(rèn)為,中國如今的制造業(yè)現(xiàn)狀和國家的扶持具有一定聯(lián)系。在過去的20年內(nèi),國家并沒有對機(jī)械制造行業(yè)引起重視,在資金和政策上都不能給予扶持,影響了機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展,導(dǎo)致知識相關(guān)產(chǎn)權(quán)不能得到有效保護(hù),新產(chǎn)品的研發(fā)一直不能得到認(rèn)可。
2 機(jī)械制造及其自動化的發(fā)展趨勢和前景
機(jī)械制造行業(yè)在很多年的發(fā)展中,已經(jīng)得到了相關(guān)理論和經(jīng)驗(yàn),并可以在市場化中進(jìn)行發(fā)展。隨著人們生活水平的提高,人們對機(jī)械制造及其自動化技術(shù)的要求越來越高。機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化已經(jīng)可以發(fā)展到人們生活的各個層次,對機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)帶來了巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
我國的機(jī)械制造行業(yè)已經(jīng)得到了新技術(shù),并且已經(jīng)將總發(fā)展方向進(jìn)行了規(guī)劃。機(jī)械行業(yè)雖然在長期的發(fā)展中,沒有準(zhǔn)確定義,但是人們通常將其理解為:使用先進(jìn)的技術(shù)、吸收大量的信息、不斷進(jìn)行電子和能源的使用,將節(jié)能環(huán)保的技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)中,獲得理想的經(jīng)濟(jì)技術(shù)成果,不斷吸取機(jī)械方面的制造技術(shù)和先進(jìn)的制造水平,對機(jī)械、電子信息、材料、能源和現(xiàn)代化結(jié)果進(jìn)行集中管理,讓銷售、生產(chǎn)、服務(wù)和質(zhì)量等具備很高的技術(shù)水準(zhǔn),制造效率高、清潔效果好的產(chǎn)品,是現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的主要效果。主要具備以下幾個特點(diǎn):
(1)以技術(shù)為中心,實(shí)現(xiàn)以人為本的轉(zhuǎn)變,讓科學(xué)技術(shù)的發(fā)展更加適應(yīng)人類的生存;(2)整合勞動分工,讓工人充分發(fā)揮作用;(3)在金字塔的扁平發(fā)展中,省略中間環(huán)節(jié);(4)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的并行工作模式,縮短工期,提高工作質(zhì)量;(5)轉(zhuǎn)變動態(tài)的自我管理小組,實(shí)現(xiàn)各個部門固定的勞動分工,劃分各部門的職責(zé);(6)機(jī)械制造技術(shù)在未來的發(fā)展主要集中在:機(jī)械制造自動化水平、精細(xì)工程和將該方法的改變。
3 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化技術(shù)的展望
機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)在市場中暫居重要位置,必須提高企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的效率。機(jī)械制造技術(shù)主要經(jīng)歷了剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化三個過程。市場化在發(fā)展的時候,都離不開計(jì)算機(jī)集成制造、現(xiàn)代化管理制造、信息制造、輔助制造和集成控制技術(shù)。
3.1 集成化
計(jì)算機(jī)集成制造(CIMS)是21世紀(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)及其制造業(yè)的主要生產(chǎn)方式,主要由多個子系統(tǒng)組成。
3.2 智能化
智能化制造系統(tǒng)是機(jī)械專家組成的人體一體化智能系統(tǒng),在機(jī)械生產(chǎn)的智能生產(chǎn)活動中,主要將分析、推理、判斷、想法和決定作為制造的理由。
智能系統(tǒng)中的智能主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的特性上,智能系統(tǒng)能夠很好的適應(yīng)發(fā)展,模塊化方法在設(shè)計(jì)和制造的時候,具有很大的靈活性,安全性可以得到保證。智能化生產(chǎn)的時候,需要對社會環(huán)境的污染和能源進(jìn)行全面的考察,讓市場范圍的競爭合理公平進(jìn)行。
3.3 敏捷化
敏捷化主要將競爭力和信譽(yù)作為基礎(chǔ),選擇合作者的虛擬公司作為共同奮進(jìn)的目標(biāo),進(jìn)一步提高企業(yè)的綜合競爭力。產(chǎn)品必須及時作出反應(yīng),滿足用戶的使用需求。為了快速的實(shí)現(xiàn)敏捷化,需要建立一個虛擬企業(yè)關(guān)鍵技術(shù),進(jìn)行虛擬技術(shù)的制造。虛擬制造技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù),敏捷制造的主要環(huán)節(jié)依附于虛擬環(huán)境。
3.4 清潔化
工業(yè)化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的繁榮,對環(huán)境也帶來了一定影響。日漸加劇的環(huán)境影響,讓人們開始認(rèn)識到生態(tài)自然環(huán)境的重要性。綠色生產(chǎn)理念逐漸成為機(jī)械制造中的方向。在社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展下,綠色經(jīng)濟(jì)應(yīng)運(yùn)而生。進(jìn)行綠色生產(chǎn)的主要目的就是保護(hù)環(huán)境,讓資源實(shí)現(xiàn)有效利用。在生產(chǎn)的過程中,人們應(yīng)該對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、使用和回收等多個階段進(jìn)行考慮,實(shí)現(xiàn)環(huán)境安全。
3.5 虛擬化
多媒體、信息技術(shù)和科學(xué)技術(shù)形成了統(tǒng)一的多學(xué)科知識,形成了比較完整的系統(tǒng)。從現(xiàn)代化生產(chǎn)進(jìn)行分析,主要由計(jì)算機(jī)仿真和虛擬制造系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成。在計(jì)算機(jī)模式和商品的生產(chǎn)中,很多商品都是為了仿真制造的,應(yīng)該及時做好防范措施。要想生產(chǎn)相互高質(zhì)量、高效益的產(chǎn)品,就必須提升企業(yè)的綜合競爭力,讓商品的質(zhì)量控制在一定范圍內(nèi)。
4 結(jié)束語
本文主要對我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化行業(yè)發(fā)展的概況進(jìn)行分析,從機(jī)械制造及其自動化行業(yè)的現(xiàn)狀、機(jī)械制造及其自動化的發(fā)展趨勢和前景、機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化技術(shù)的展望三方面進(jìn)行闡述,希望可以提高我國機(jī)械制造的水平,促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]王洪斌.試析我國機(jī)械制造業(yè)的信息化[J].黑龍江科技信息, 2014(14).
[2]林森,趙麗麗.淺析我國機(jī)械制造業(yè)的信息化[J].黑龍江科技信息,2015(03).
[3]楚丹尼.信息化推動我國機(jī)械制造業(yè)發(fā)展[J].湖南農(nóng)機(jī), 2011(01).
[4]呂志偉,李振虎.我國機(jī)械制造業(yè)的信息化發(fā)展進(jìn)程[J].商品與質(zhì)量,學(xué)術(shù)觀察,2013(03).
(1.重慶市經(jīng)貿(mào)中等專業(yè)學(xué)校,重慶 402160;2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院,蘭州 730070;
3.敦煌市七里鎮(zhèn)人民政府農(nóng)林牧服務(wù)中心,甘肅 敦煌 736200)
摘要:研究壓面機(jī)壓輥和面團(tuán)的受力,從結(jié)構(gòu)和功能上對壓輥進(jìn)行改善與優(yōu)化。利用CAD和SolidWorks建立壓面機(jī)整體平面圖和三維圖,并借助ABAQUS軟件對壓面機(jī)的執(zhí)行部件壓輥進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明,壓輥轉(zhuǎn)速50 r/min、直徑140 mm時,壓面過程中與面團(tuán)接觸最多,面團(tuán)的受力區(qū)域最大,更易排除面團(tuán)中的空氣,得到致密的面筋組織,面筋更筋道。
關(guān)鍵詞 :壓面機(jī);虛擬樣機(jī);SolidWorks三維建模;ABAQUS仿真分析
中圖分類號:TS211.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:0439-8114(2015)05-1208-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.05.046
收稿日期:2014-12-16
基金項(xiàng)目:國家中等職業(yè)教育改革發(fā)展示范學(xué)校建設(shè)計(jì)劃項(xiàng)目(CQ201208);干旱環(huán)境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)基金項(xiàng)目(GSCS-201209);
“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“西北綠洲農(nóng)牧循環(huán)技術(shù)集成與示范”(2012BAD14B10)
作者簡介:代治國(1986-),男,四川安岳人,助教,碩士,主要從事農(nóng)業(yè)工程技術(shù)與裝配研究,(電話)18875264877(電子信箱)563927918@qq.com;
通信作者,張 濤(1989-),男,甘肅慶陽人,在讀碩士研究生,主要從事農(nóng)業(yè)機(jī)械和農(nóng)業(yè)設(shè)施結(jié)構(gòu)研究,(電話)15294205018
(電子信箱)446824367@qq.com。
仿真設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)使得產(chǎn)品研發(fā)周期大大縮短, 極大地節(jié)省了人力、物力, 設(shè)計(jì)柔性化大大增強(qiáng), 這也是現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)發(fā)展的必然要求。壓面機(jī)作為一種常用炊具機(jī)械, 近年來, 隨著中國炊具機(jī)械行業(yè)的迅速發(fā)展以及人們對食品產(chǎn)業(yè)日益提高的需求, 傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式已遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代市場的發(fā)展。目前關(guān)于新型壓面機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)很多[1-11],但鮮見關(guān)于壓面機(jī)整體結(jié)構(gòu)和壓面時壓輥和面團(tuán)受力分析以及壓面效果的報(bào)道。
為此,針對壓面機(jī)這一常用炊具機(jī)械,從實(shí)際工作需求著手,依托三維建模、仿真及虛擬技術(shù),設(shè)計(jì)開發(fā)了一種新型壓面機(jī)壓輥,并對壓面機(jī)壓面過程進(jìn)行仿真。以ABAQUS軟件為平臺,建立新型壓面機(jī)壓輥的三維模型,通過ABAQUS軟件的后處理模塊改變參數(shù)設(shè)置,觀察面團(tuán)的受力變化、變形延壓效果等,分析壓輥對壓面過程的影響,將虛擬樣機(jī)及仿真技術(shù)應(yīng)用于新型壓面機(jī)設(shè)計(jì)。
1 壓面機(jī)設(shè)計(jì)原理及三維圖
1.1 壓輥的延壓原理
壓片機(jī)構(gòu)通過兩個壓輥的相對回轉(zhuǎn),面團(tuán)在摩擦力和壓力的作用下在輥隙中擠壓延伸,由于輥的間隙逐漸減小,壓力和剪切作用逐漸加強(qiáng),已完成面料在脫離壓輥后延展成厚薄均勻的面片。壓輥的延壓原理圖如圖1所示。
對面團(tuán)導(dǎo)入力學(xué)條件進(jìn)行分析,設(shè)P為壓輥對物料產(chǎn)生的徑向力,T為面料受到的摩擦力,φ為面料和壓輥的摩擦角,α為導(dǎo)入角即壓輥在接觸變形區(qū)對應(yīng)壓輥的中心角, f為摩擦系數(shù),h1和h2為面團(tuán)導(dǎo)入前后的厚度。面團(tuán)導(dǎo)入輥隙的力學(xué)條件是Tx≥Px,分析后得到α≥(h1-h(huán)2)/1-f,由此可得知,面團(tuán)的厚度變化較小或摩擦系數(shù)較大時,面團(tuán)更易導(dǎo)入壓輥中。
1.2 壓面機(jī)三維圖及平面圖
利用游標(biāo)卡尺對現(xiàn)有的普通壓面機(jī)進(jìn)行精確測量,根據(jù)尺寸數(shù)據(jù)繪制草圖,然后用CAD軟件進(jìn)行整體俯視圖、左視圖、主視圖的繪制,為了能夠直觀地改善和優(yōu)化普通壓面機(jī)的結(jié)構(gòu),利用SolidWorks對其進(jìn)行三維實(shí)體模型建模,壓面機(jī)平面圖和三維圖如圖2和圖3所示。
2 壓輥和面團(tuán)模型的建立及材料特性
按照實(shí)際模型的大體幾何尺寸創(chuàng)建壓輥、面團(tuán)等幾何模型,定義壓輥為三維解析性旋轉(zhuǎn)剛體,大約尺寸為600 cm3;面塊作為三維可變性拉伸物體,面團(tuán)模型的形狀沒有一定的標(biāo)準(zhǔn),這里作為橢圓形的餅來處理。面團(tuán)的材料屬性比較復(fù)雜,是一種典型的生物高分子黏彈性材料,因此把面團(tuán)當(dāng)作彈塑性材料來處理,并定義其大體密度為800 kg/m3,彈性模量為100 MPa,泊松比為0.3[12];根據(jù)模擬計(jì)算的要求及實(shí)際加工受力,采用C3D8R單元即三維八節(jié)點(diǎn)六面體縮減積分單元。壓輥的模擬中給它指定一定的速度,即給面團(tuán)一個小的進(jìn)給速度保證壓輥與面團(tuán)的接觸。旋壓過程是高度非線性問題,要分析接觸前后物體間的相互作用,產(chǎn)生接觸的物體滿足無穿透條件,選擇合適的主從及摩擦關(guān)系。壓輥與面團(tuán)的裝配圖和面團(tuán)的有限元模型如圖4和圖5。
3 仿真分析結(jié)果
3.1 不同轉(zhuǎn)速的壓輥壓面效果
分別取壓輥轉(zhuǎn)速為50、75 r/min,通過對比不同轉(zhuǎn)速的壓面效果,選擇合適的配置。圖6中a~f分別代表轉(zhuǎn)速在50 r/min和75 r/min時面團(tuán)的內(nèi)能曲線、動能曲線和云圖。
圖6中a、b、c、d分別表示不同轉(zhuǎn)速時壓軸所具有的內(nèi)能和動能,反映壓面機(jī)對面團(tuán)的擠壓效果,但從圖6可以看出, 通過改變轉(zhuǎn)速面團(tuán)的內(nèi)能曲線變化并不明顯,動能曲線變化也不明顯,總體上轉(zhuǎn)速在50 r/min時面團(tuán)的內(nèi)能、動能稍優(yōu)于75 r/min轉(zhuǎn)速的。隨著時間的延長面團(tuán)的動能呈拋物線遞增,這是因?yàn)槊鎴F(tuán)上的節(jié)點(diǎn)一直在做加速運(yùn)動。從圖6中應(yīng)力云圖e和d可以看出不同壓輥轉(zhuǎn)速時面團(tuán)的應(yīng)力集中區(qū)域,能更加直觀地反映不用轉(zhuǎn)速時面團(tuán)被擠壓的效果,其中顏色深的區(qū)域越大說明應(yīng)力集中越大,因此產(chǎn)生的面團(tuán)更有筋道。壓輥轉(zhuǎn)速的變化只是影響進(jìn)出面的效率,面團(tuán)的形變基本一樣,實(shí)際中壓輥的轉(zhuǎn)速要配合電機(jī)、面團(tuán)進(jìn)入速度和效率、出面裝置、噪音、安全等因素,所以要選擇合適的轉(zhuǎn)速。
3.2 相同轉(zhuǎn)速下不同直徑壓輥壓面效果
相同轉(zhuǎn)速下不同直徑壓輥的壓面效果見圖7。圖7中a~f分別代表壓輥直徑為118 mm和140 mm時面團(tuán)的內(nèi)能曲線、動能曲線和云圖。
從圖7中a、b、c、d可以看出,面團(tuán)的內(nèi)能和動能曲線大體相同,動能和內(nèi)能曲線只是ABAQUS的產(chǎn)物,直徑對于面團(tuán)變化的影響并不能清楚地看出來。從圖7中e和f可以明顯看出,同樣的面團(tuán)與壓輥的接觸面積不同,壓輥直徑為140 mm時與面團(tuán)的接觸更多,如果追蹤面團(tuán)上的一個點(diǎn),很容易看到該點(diǎn)較直徑為118 mm的點(diǎn)能獲得更長時間的擠壓,或者說持續(xù)擠壓使得面團(tuán)更硬。圖8中面團(tuán)受到壓輥的擠壓而產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū)域,其中顏色由深到淺分別代表最大應(yīng)力、第二應(yīng)力、最小應(yīng)力。從圖8可以看出,由于直徑140 mm的壓輥壓面過程中與面團(tuán)接觸多,面團(tuán)的受力區(qū)域大,更易排出面團(tuán)中的空氣得到致密的面筋組織,面筋更筋道。
4 小結(jié)
試驗(yàn)結(jié)果表明,新型壓面機(jī)壓輥轉(zhuǎn)速在50 r/min時面團(tuán)的內(nèi)能、動能稍優(yōu)于75 r/min轉(zhuǎn)速的,壓輥轉(zhuǎn)速的變化只是影響進(jìn)出面的效率,面團(tuán)的形變基本是一樣的。壓輥直徑為140 mm時壓輥與面團(tuán)的接觸更多,如果追蹤面團(tuán)上的一個點(diǎn),很容易看到該點(diǎn)較直徑為118 mm的點(diǎn)能獲得更長時間的擠壓,或者說持續(xù)擠壓使得面團(tuán)這種材料的物質(zhì)更硬,面更有筋道。
虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)可以有效縮短設(shè)計(jì)周期,利用ABAQUS仿真壓輥的壓面效果能夠?yàn)閴好鏅C(jī)整體設(shè)計(jì)提供參考。
參考文獻(xiàn):
[1] 劉克福,李曉虹.多用壓面機(jī)設(shè)計(jì)與研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造, 2009(3):32-34.
[2] 姜 英,王友林.壓面機(jī)輥軸斷口的觀察與分析[J].食品與機(jī)械,2005, 21(5):24-25.
[3] 姜 英,王友林,馮 柳.壓面機(jī)輥軸斷口的微觀形貌特征[J].機(jī)械與設(shè)計(jì),2006, 22(6):89-90, 106.
[4] 陳春燕.壓面機(jī)壓輥相關(guān)技術(shù)[J].糧食加工,2006(4):53-54.
[5] 曾 俊.壓面機(jī)多用切面刀裝置[P].中國:CN88206325.1, 1989-01-11.
[6] 劉克福,李曉虹.多用壓面機(jī)設(shè)計(jì)新思路[J].糧食加工,2008,33(2):59-60.
[7] 吳 靜,葛 立.壓面機(jī)新用途的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].湖南農(nóng)機(jī),2003(2):14-15.
[8] 葛 立.壓面機(jī)的改造及新用途的探索[J].農(nóng)業(yè)推廣與安全,2003(2):11-12.
[9] 張?jiān)V校仄涿罚称芳庸ぜ夹g(shù)裝備[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2007.
[10] 吳連生.失效分析技術(shù)[M].重慶:四川科學(xué)技術(shù)出版社,1985.