农业机械的故障检测与维修技术

代小雪

摘 要：农业机械在现代化农业生产中应用十分广泛，显著的提高了农业生产效率并降低了生产成本，但农机在长期高负荷作业下可能会受到多种因素影响而产生故障，为保证农业机械的可靠使用，对农机进行科学的故障诊断与修复是十分必要的。因此，针对农业机械的故障诊断方法进行了研究，并总结了适合于不同故障的维修技术特点。

关键词：农业机械;故障检测;维修技术

中图分类号：S232.8        文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.07.090

我国的农业生产环境较为复杂，农业机械作业过程中面临的影响因素较多，容易引发作业过程中产生故障问题。农业机械故障的监测技术直接影响到农机工作的技术状态，因此为保证农机的可靠运行和使用寿命，合理应用农机的故障检测与维修技术变得十分重要。随着农机技术的不断发展，农业机械的结构和功能越来越复杂，对农机故障的诊断与维修都带来了更大的困难，这就要求農机维修人员科学利用现代化检测设备，找出故障问题根本原因，选择合理的维修方式，使农机设备恢复良好的使用功能。

1 农业机械故障诊断与维修技术现状

1.1 农机故障诊断技术

农业机械的故障诊断技术主要是利用现代化的科学技术来检测农机故障产生的位置及原因，为故障的及时排除提供技术支持。现代化的农机故障诊断技术结合了数字技术、网络技术、计算机技术、通信技术等众多领域，利用传统诊断技术与信号处理技术相结合，保障农机故障诊断过程更为科学合理。

1.2 农机故障维修技术

农业机械的故障维修是在故障诊断的基础上进行的，当维修工人明确了农机故障产生的原因和可能位置，通常先经过人工拆卸预判故障部件，查看是否存在故障问题，当确定故障零件位置及损坏原因后，常采取零件维修、零部件更换等方式进行修理。随着维修技术的不断进步，很多金属零件的维修不再只依赖于零件替换，例如复杂零件的磨损问题可通过表面镀层、喷涂、激光熔覆等多种方式进行修复，显著降低了维修成本，并在一定程度提高了维修质量。

2 农机故障诊断技术的分类与特点

2.1 传统故障诊断方法

由于我国农机使用环境限制，传统农业机械的故障诊断多单纯依靠人工检测完成，通过视觉、触觉、听觉判断农机的故障原因，结合维修经验判断故障位置，并通过拆卸来验证对故障诊断的预判。通常情况下，例如泄漏、裂纹、变型等故障可以被准确检测，并进行适当维修，对于相对复杂问题的检测存在效率低下、维修成功率不高的问题。随着维修条件的改善，人工维修也可配合内窥镜等新设备进行诊断，在一定程度上提高了检测效率，但对于大型农业机械的故障维修质量仍不尽人意。

2.2 新型诊断技术

2.2.1 振动诊断技术

振动诊断技术主要是利用专用设备检测农机装备中零部件在传动过程中存在的异常振动，这些振动多是由于齿轮、轴承、蜗轮蜗杆等重要部件损坏导致的，零件的损坏导致原有的传动产生的均匀振动发生变化，呈现出有节奏的异常振动特点。

例如，农业机械上所使用的柴油机或者汽油机，在正常工作时因曲轴零部件的往复运动，呈现出平稳均衡的固有振动特点，但当传动零件损坏或磨损严重时，该振动特性被打破，利用振动诊断技术，能够根据振动形成特点寻找主要激励源，并根据传感器提供的信息利用预先设置的振动模型分析故障原因，确定故障部位，找出故障源。对于复杂的机械结构，先进的振动诊断设备还能通过将机械振动功率以故障图谱的形式进行分析（如图1所示），通过振动峰值间隔参数来确定故障发生的最高概率位置，使检测过程具备更高的合理性。

2.2.2 油样分析技术

现代化农机装备由很多的精密传动结构组成，当农业机械在高效率、高速度、高负荷的条件下作业时，润滑油与机油起着十分重要的润滑作用，与此同时，农机零件在传动过程中的磨损情况或零件损坏情况也在一定程度上能被油液体现出来。利用先进的油液分析技术对在农机中取出的润滑油或机油进行检测，能够准确分析出指定部位农机零件的磨损情况。

对于油液的检测主要包括两种形式，一是常规的成分检测与分析，对油液的黏度、闪点、pH值、含水量、机械运转杂质相关成分进行检测，进而从油液的变化情况分析出可能的故障问题;二是利用专业设备进行检测，例如使用污染指数测定仪、斑点测试试纸等，上述两种方法能有效实现对齿轮磨损、活塞汽缸套磨损、油路堵塞、轴承或轴颈磨损的诊断，并有利于发现存在的隐患，做到及时预防。

2.2.3 红外测温技术

红外测温技术是利用红外线测温仪器对农机装备各部件在运转状态下的温度进行检测，进而针对检测结果进行分析和判断农机故障问题的一种方法。专业的红外故障检测仪器会将检测后的数据传递给处理器，并反应到信息终端，当某个位置温度出现异常，诊断系统会对此进行分析，并同时发出警示，工作人员可通过系统对故障的分析结合自身经验对故障问题进行诊断。

2.3 专家数据库对故障诊断与维修的优化作用

农机故障诊断的专家数据库是在诊断技术不断丰富的条件下建立起来的，其可利用振动、油样分析、红外测温等多种检测技术的结果，使获取的数据突破传统的故障诊断模式，利用网络化的专家信息库做出更合理的故障诊断，并对相关故障提供有效的多种解决途径，专家数据库系统结构如图2所示利用源源不断的知识来优化数据库结构，并能利用推理程序快速寻找相关信息，做出准确而又快速的判断。对于维修难度大的机具，还可通过专家咨询的方式辅助加以解决，是农机维修及诊断技术与信息化技术的有机结合。

专家数据库作为具有大量农机专业知识及经验组成的人工智能计算机程序，具备良好的灵活性和可扩展性，对于复杂的、不确定性的农机问题，能够根据检测参数和表征进行科学推理，并有效提高诊断过程的成功率。

3 农机故障的维修技术

3.1 磨損零件的修复技术

对于磨损零件的修复主要采用三种方式：一是电镀修复技术，属于传统的磨损修复技术，在我国应用时间较长，通常采用镀铬或镀铁的形式，电镀修复能有效恢复磨损零件的几何尺寸，并在一定程度上提高其表面性能;二是表面喷覆修复技术，是利用激光、氧气乙炔火焰或电弧将合金粉末熔化，并将其利用高压气体喷射到磨损零件表面，与磨损位置形成良好的金属结合层，喷涂后可进行磨削加工，进而达到优于原零件表面状态的修复效果;三是焊接修复技术，在农机主轴、花键轴磨损及齿轮断裂等故障问题上应用较多，通过在零件磨损表面加焊涂层，或在断裂处进行熔化焊接，恢复零件原结构尺寸，常用的电焊修复技术包括手工电弧焊、氩弧焊、振动电堆焊等。以上三种常用修复技术对修复磨损零件具有良好效果，其应用范围和侧重点如下表所示。

3.2 变形零件的修复技术

农业机械在作业过程中，可能因为负载过大或局部载荷过大导致传动零件受力产生变形，最常见的是传动轴或支撑杆件的变形。对于发生变形的零件，常使用校直的方式恢复其使用功能，常用的校直方法包括压力校直法和热校直法两类。

3.3 断裂零件的修复技术

通常情况下，对于传动零件的断裂应采取更换零件的方法进行，但在我国农业生产的实际情况下，很多专用零件的替换需要等待较长时间，因此，可采取临时修复的方式保证农业生产的按时进行。通常对断裂零件可采用焊接修复、机械加固、胶粘修复等方式进行，以实现临时使用的功能需求。

4 结论

农业机械的故障问题常表现为随机性和多样性特点，因此对于现代化农业机械的故障诊断与维修，还需要相关专业人士对维修技术进行更深入和细致的研究，不断提升农机故障诊断的准确性，以保证维修工作的顺利实施。在现阶段，农业机械的故障诊断还需要工人以自身经验进行配合。因此，对于不同农业机械的故障表现，需要维修人员利用科学的方式进行诊断，并选择合理途径进行维修，才能保证农机维修的最佳效果，进而提高农业机械在生产过程中的效能发挥。

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