自走式玉米收獲機(jī)的常見(jiàn)故障及維修技術(shù)

邢巍巍

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院，哈爾濱 150081)

0 引言

玉米是我國(guó)重要的糧食作物，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)普及，我國(guó)大部分玉米種植區(qū)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)。玉米收獲機(jī)作為玉米生產(chǎn)的重要機(jī)型，承擔(dān)著玉米的收獲任務(wù)，近年來(lái)隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的變革，玉米生產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)面積不斷擴(kuò)大，對(duì)于中大型收獲機(jī)的需求量不斷提升，自走式玉米收獲機(jī)作為功能豐富技術(shù)先進(jìn)的玉米收獲機(jī)，其銷(xiāo)售量和使用量得到了快速增長(zhǎng)。在自走式玉米收獲機(jī)高效率完成生產(chǎn)任務(wù)的過(guò)程中，其可能因?yàn)轳{駛習(xí)慣、田間環(huán)境、玉米種類(lèi)、機(jī)械狀態(tài)等多種因素產(chǎn)生故障問(wèn)題，了解玉米收獲機(jī)常見(jiàn)故障的特征、產(chǎn)生原因，有利于合理開(kāi)展維修，保證自走式玉米收獲機(jī)的使用效率。

1 自走式玉米收獲機(jī)發(fā)展情況

隨著機(jī)械化生產(chǎn)的普及，自走式玉米收獲機(jī)進(jìn)一步替代了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用較多的背負(fù)式和牽引式機(jī)型，成為了玉米生產(chǎn)的主力。自走式玉米收獲機(jī)在機(jī)械結(jié)構(gòu)上具有先天優(yōu)勢(shì)，其產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中能夠利用專(zhuān)用的底盤(pán)結(jié)構(gòu)合理布置割臺(tái)、剝皮機(jī)、糧倉(cāng)及相關(guān)的機(jī)械傳動(dòng)、電氣控制、液壓系統(tǒng)，使各個(gè)功能部件的配合更加精確，整機(jī)結(jié)構(gòu)更為合理。隨著玉米生產(chǎn)模式的變化及農(nóng)民認(rèn)識(shí)的逐步提高，自走式玉米收獲機(jī)的機(jī)型銷(xiāo)量也發(fā)生了明顯的變化。2015年以前，自走式玉米收獲機(jī)是以2行、3行機(jī)型最為熱銷(xiāo)，2015年以后，尤其是2018—2021年，4行、5行的中大型玉米收獲機(jī)逐步占領(lǐng)市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)一線(xiàn)農(nóng)機(jī)企業(yè)如中收集團(tuán)、中聯(lián)眾科、勇猛機(jī)械、雷沃農(nóng)機(jī)等企業(yè)生產(chǎn)的4行、5行機(jī)型獲得了農(nóng)民的好評(píng)與認(rèn)可。先進(jìn)的中大型自走式玉米收獲機(jī)也突顯了在大面積玉米收獲過(guò)程的技術(shù)先進(jìn)性[1]。

但總體上講，技術(shù)先進(jìn)的玉米收獲機(jī)和中大型玉米收獲機(jī)在玉米生產(chǎn)中的占比仍不盡人意。一方面是由于近幾年玉米生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者受市場(chǎng)價(jià)格影響收入不高，降低了其購(gòu)置新型自走式玉米收獲機(jī)的信心，加之中大型玉米收獲機(jī)本身制造成本高，其售價(jià)一直居高不下，即使有農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼的幫扶，大部門(mén)農(nóng)民甚至農(nóng)機(jī)合作社對(duì)于自走式玉米收獲機(jī)的購(gòu)置仍存在較大的負(fù)擔(dān)。另一方面，我國(guó)玉米生產(chǎn)模式受到地域影響存在較大的差異性，中大型玉米收獲機(jī)使用過(guò)程中對(duì)于種植密度過(guò)大、行距不規(guī)范等耕地的適用性會(huì)相應(yīng)降低，導(dǎo)致自走式玉米收獲機(jī)的應(yīng)用面積下降，部分山區(qū)、丘陵等地區(qū)的玉米耕地由于地形、地勢(shì)不良，只能使用傳統(tǒng)的背負(fù)式機(jī)型作業(yè)，這對(duì)自走式玉米收獲機(jī)的適用性提出了更高要求。對(duì)比來(lái)看，我國(guó)自主生產(chǎn)的玉米收獲機(jī)在技術(shù)先進(jìn)性、使用可靠性等方面與國(guó)際先進(jìn)機(jī)型相比存在較大的差距，主要受到農(nóng)用柴油機(jī)技術(shù)、生產(chǎn)加工能力、裝置精確度等眾多因素的影響，尤其在使用過(guò)程中自走式玉米收獲機(jī)的故障率偏高會(huì)嚴(yán)重降低農(nóng)民的用機(jī)信心，影響自走式玉米收獲機(jī)技術(shù)的普及。

2 導(dǎo)致玉米收獲機(jī)故障的原因

2.1 收獲機(jī)自身的技術(shù)原因

在玉米收獲機(jī)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要滿(mǎn)足玉米的喂入、摘穗、切斷、輸送、剝皮、收集等功能，需要設(shè)計(jì)眾多的機(jī)械零部件，并將其組成各個(gè)功能系統(tǒng)，還要在裝配過(guò)程使各個(gè)系統(tǒng)形成良好的配合關(guān)系。因此，在玉米收獲機(jī)設(shè)計(jì)和制造的過(guò)程中，常存在以下技術(shù)性問(wèn)題，易導(dǎo)致玉米收獲機(jī)故障：1)為在有限空間內(nèi)滿(mǎn)足機(jī)械功能，部分零部件不得不采用尺寸更小、更單薄的材料，這些零部件成為易損件，必須定期檢查和更換，否則易產(chǎn)生故障；2)部分零件的功能易受到田間環(huán)境影響，如摘穗輥、輸送鏈條，可能因過(guò)載而失效；3)裝配過(guò)程不合理，如間隙調(diào)整不當(dāng)、鏈條張緊不合理等，也會(huì)造成故障問(wèn)題。

2.2 駕駛操作原因

駕駛操作問(wèn)題是導(dǎo)致自走式玉米收獲機(jī)故障的另一個(gè)主要因素，也是收獲機(jī)使用過(guò)程中的常見(jiàn)故障因素，使用操作不當(dāng)造成故障的原因有很多。例如，割臺(tái)高度過(guò)低易造成割臺(tái)前部磕碰或分禾器扶正秸稈的能力下降；超速駕駛會(huì)造成整機(jī)轉(zhuǎn)速增加，鏈傳動(dòng)等薄弱零部件易被拉斷，摘穗和剝皮質(zhì)量可能會(huì)降低等。此外駕駛員在駕駛過(guò)程中不重視收獲機(jī)的功能異?；虍愴懻駝?dòng)等問(wèn)題，常造成小故障演變?yōu)榇蠊收蟍2]。

2.3 農(nóng)田環(huán)境原因

一方面，耕地條件對(duì)于玉米收獲機(jī)的使用壽命影響很大，例如，耕地中存在大量雜草，可能在收獲過(guò)程中造成雜草大量纏繞在摘穗輥、剝皮輥、傳動(dòng)軸等轉(zhuǎn)動(dòng)部件上，輕則造成整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷增加，重則造成軸端變形、軸端斷裂、摘穗剝皮功能失效等問(wèn)題，此外田間玉米種植的密度、行距等也影響玉米收獲機(jī)的性能發(fā)揮與故障率；另一方面，生產(chǎn)地區(qū)處于高溫、高寒等地帶，也會(huì)在一定程度影響收獲機(jī)的故障率，例如，高溫與高寒都會(huì)造成潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑能力降低，可能導(dǎo)致零件磨損；地區(qū)的揚(yáng)塵、沙塵暴等天氣會(huì)造成大量粉塵和沙粒堆積于機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)部位，造成磨損，引起早期故障。

2.4 維修保養(yǎng)原因

維修保養(yǎng)導(dǎo)致故障的原因主要包括三方面：1)日常檢查保養(yǎng)不到位。很多駕駛員不重視玉米收獲機(jī)的日常檢查與保養(yǎng)工作，當(dāng)收獲機(jī)在日常工作結(jié)束后，部分工作位置常因?yàn)闄C(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)和田間振動(dòng)而出現(xiàn)的緊固件松動(dòng)、張緊鏈條松動(dòng)、零部件松動(dòng)，沒(méi)有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，可能造成嚴(yán)重故障問(wèn)題；或是由于潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂沒(méi)有及時(shí)添加或更換造成零部件磨損嚴(yán)重。2)換件質(zhì)量不合格。在對(duì)損壞零部件進(jìn)行更換時(shí)，部分駕駛員貪圖便宜，常更換劣質(zhì)零件，可能因?yàn)楦鼡Q零件的質(zhì)量問(wèn)題引起更大的故障。3)油液質(zhì)量不合格。潤(rùn)滑油是傳統(tǒng)機(jī)械潤(rùn)滑的重要介質(zhì)，部分駕駛員選擇的潤(rùn)滑油存在質(zhì)量不合格、標(biāo)號(hào)不規(guī)范等問(wèn)題，起不到潤(rùn)滑效果，易造成傳動(dòng)結(jié)構(gòu)因磨損而損壞。

3 典型故障問(wèn)題的處理

3.1 機(jī)械零部件故障

3.1.1 軸類(lèi)零件的變形

軸類(lèi)零件變形是多方因素導(dǎo)致的，最主要的因素是使用過(guò)程中過(guò)載與雜草纏繞。當(dāng)軸類(lèi)零件產(chǎn)生變形，常用的處理方式包括以下幾種：一是對(duì)于傳動(dòng)不精密或低轉(zhuǎn)速的軸，通過(guò)人工檢測(cè)方法檢測(cè)軸的變形情況，可利用角尺、拉線(xiàn)、水平儀等設(shè)備對(duì)軸的變形狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并標(biāo)注變形嚴(yán)重的位置，再通過(guò)壓力機(jī)在標(biāo)注點(diǎn)進(jìn)行加壓矯正；二是對(duì)于傳動(dòng)精密、轉(zhuǎn)速較高的軸，應(yīng)利用動(dòng)平衡測(cè)試儀進(jìn)行變形測(cè)試，并對(duì)定位偏移量較大的位置進(jìn)行矯正，再通過(guò)動(dòng)平衡儀重新測(cè)試，直到動(dòng)平衡狀態(tài)良好為止。除對(duì)軸類(lèi)零件進(jìn)行矯正維修外，還要分析軸變形的原因，對(duì)于雜草纏繞導(dǎo)致的軸變形，可考慮增加防纏繞的護(hù)罩或清草裝置，還要建議駕駛員不要超負(fù)荷、超速使用收獲機(jī)[3]。

3.1.2 傳動(dòng)件的磨損

傳動(dòng)件磨損是收獲機(jī)使用過(guò)程中的常見(jiàn)故障問(wèn)題，磨損根據(jù)產(chǎn)生的情況分為正常磨損和早期磨損兩類(lèi)。正常磨損是傳動(dòng)件在標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)下穩(wěn)定工作產(chǎn)生的摩擦損失，其需經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間才會(huì)造成零件失效問(wèn)題；早期磨損是由于設(shè)計(jì)失誤、零部件加工缺陷、維護(hù)保養(yǎng)不及時(shí)、使用不規(guī)范而造成的磨損問(wèn)題。當(dāng)零部件出現(xiàn)了磨損而導(dǎo)致失效時(shí)，常用的維修方式包括以下幾種：一是軸類(lèi)零件磨損。軸類(lèi)零件磨損包括工作部位的磨損和軸端磨損兩類(lèi)，軸類(lèi)零件的磨損通?？赏ㄟ^(guò)低溫鍍鐵的方式進(jìn)行修復(fù)，對(duì)于局部磨損，也可通過(guò)激光熔覆和表面噴涂的方式進(jìn)行修復(fù)；二是齒輪類(lèi)零件磨損。齒輪類(lèi)零件的磨損應(yīng)進(jìn)行成對(duì)或成套齒輪的全部更換，不可僅更換磨損嚴(yán)重的齒輪，以免造成齒輪間的配合缺陷；三是割刀、秸稈粉碎刀磨損，這類(lèi)零件多為可拆卸的組合結(jié)構(gòu)，可將磨損嚴(yán)重的部分零件拆卸更換。

3.1.3 零件的斷裂

零件斷裂主要是由于受力不均衡或受力過(guò)大導(dǎo)致的，部分?jǐn)嗔褑?wèn)題也可能是由于加工、焊接或材料缺陷導(dǎo)致的。當(dāng)收獲機(jī)的金屬零件出現(xiàn)斷裂，應(yīng)根據(jù)其工作精度和重要性進(jìn)行維修考慮，若零件工作精度不高或運(yùn)行速度及頻率不高，可對(duì)其進(jìn)行焊接、嵌套或貼附焊接維修；對(duì)于轉(zhuǎn)速較高、受頻繁沖擊載荷的零件，應(yīng)考慮對(duì)其整體更換。

3.1.4 零件開(kāi)焊、脫漆

當(dāng)零件出現(xiàn)開(kāi)焊時(shí)，大部分情況可以采用補(bǔ)焊修復(fù)，補(bǔ)焊前應(yīng)對(duì)開(kāi)焊位置進(jìn)行處理，去除附近的灰塵、雜物，并用摩擦片去除原焊口，再進(jìn)行補(bǔ)焊。補(bǔ)焊時(shí)注意不要在田間進(jìn)行，并遠(yuǎn)離易燃物，以免引起火災(zāi)。對(duì)于脫漆的零件，應(yīng)及時(shí)處理，以免銹蝕，可用砂紙適當(dāng)打磨，再重新噴漆。

3.2 收獲質(zhì)量故障

3.2.1 分禾器故障

分禾器是自走式玉米收獲機(jī)最前端的裝置，其主要功能是將玉米植株扶正，并引導(dǎo)植株進(jìn)入割臺(tái)部分。分禾器護(hù)罩下多設(shè)計(jì)有鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，利用鏈條上安裝的撥齒將玉米的秸稈引導(dǎo)進(jìn)入割臺(tái)部分。分禾器中安裝的帶有撥齒的鏈條稱(chēng)為撥禾鏈，在日常使用時(shí)，撥禾鏈易產(chǎn)生以下故障：1)撥禾鏈磨損，包括鏈條磨損和拔齒磨損，這是由于撥禾鏈?zhǔn)褂眠^(guò)程需要長(zhǎng)時(shí)間頻繁的與玉米秸稈接觸、碰撞，為避免撥禾鏈磨損造成引導(dǎo)秸稈能力降低，應(yīng)當(dāng)對(duì)磨損嚴(yán)重的撥禾鏈做到及時(shí)更換。2)撥禾鏈纏繞雜草，易造成撥禾鏈掉鏈，針對(duì)這一問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)在使用過(guò)程中注意撥禾鏈的纏草問(wèn)題，建議廠家注意增加撥禾鏈的清草設(shè)計(jì)。此外，要注意調(diào)整撥禾鏈張緊度時(shí)，要松緊適宜，避免過(guò)松造成掉鏈，還要避免過(guò)勁造成鏈條磨損[4]。

3.2.2 割臺(tái)故障

割臺(tái)部分易發(fā)生的故障主要包括以下幾方面：1)摘穗輥夾傷玉米。表現(xiàn)為摘穗完成后玉米果穗根部的部分籽粒受擠壓而被破壞，會(huì)在一定程度影響玉米的保存和整體質(zhì)量。果穗被夾傷主要是由于摘穗輥間隙調(diào)整不當(dāng)造成的，應(yīng)對(duì)摘穗輥間隙進(jìn)行重新調(diào)整，此外，收獲時(shí)摘穗輥轉(zhuǎn)速過(guò)高也可能造成果穗尾部夾傷破壞，應(yīng)選擇適宜的轉(zhuǎn)速作業(yè)。2)摘穗輥堵塞。摘穗輥堵塞可能是由于喂入量過(guò)大造成的，也可能是由于摘穗輥長(zhǎng)時(shí)間使用表面磨損過(guò)于光滑造成的，當(dāng)秸稈不能及時(shí)被排出，就會(huì)造成堵塞問(wèn)題，此時(shí)應(yīng)檢查摘穗輥的磨損狀態(tài)，部分摘穗輥設(shè)有彈簧調(diào)整結(jié)構(gòu)，還應(yīng)檢查彈簧是否出現(xiàn)老化問(wèn)題，對(duì)于磨損嚴(yán)重的摘穗輥和老化的彈簧應(yīng)及時(shí)給予更換。摘穗輥堵塞的另一個(gè)原因就是雜草纏繞，當(dāng)大量雜草纏繞于摘穗輥的軸頸，會(huì)阻礙玉米秸稈進(jìn)入摘穗輥的過(guò)程，導(dǎo)致大量秸稈在摘穗輥的前方聚集造成堵塞，因此也就對(duì)摘穗輥增設(shè)適合的防纏草結(jié)構(gòu)，減少雜草纏繞產(chǎn)生的影響。

3.2.3 剝皮機(jī)故障

剝皮機(jī)的故障主要表現(xiàn)在兩種形式：1)剝皮不凈。多表現(xiàn)為剝皮完成后仍有包皮存留在玉米果穗上，這是由于剝皮能力不足或玉米喂入量過(guò)大造成的。剝皮能力不足可能是由于剝皮輥磨損、剝皮輥間隙調(diào)整不當(dāng)、壓板壓力不足等原因造成的。應(yīng)檢查剝皮輥磨損狀態(tài)，對(duì)磨損嚴(yán)重的剝皮輥進(jìn)行更換或維修處理，重新調(diào)整剝皮輥的配合間隙，檢查是否恢復(fù)良好的剝皮能力。若仍剝皮不凈，可適當(dāng)加大壓板壓力。2)籽粒損失量大。主要是由于剝皮能力過(guò)強(qiáng)造成的，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)減少壓板壓力，并放慢收獲速度，減少剝皮過(guò)程中的振動(dòng)和沖擊。

3.2.4 秸稈粉碎裝置故障

通常情況下要求玉米秸稈粉碎的長(zhǎng)度應(yīng)低于10 cm，若粉碎質(zhì)量不合格，主要是粉碎刀具性能不良造成的，此時(shí)應(yīng)檢查刀軸傳動(dòng)帶的松緊狀態(tài)，查看是否出現(xiàn)松弛、打滑、磨損問(wèn)題，調(diào)整或更換傳動(dòng)帶，確保傳動(dòng)效率。還應(yīng)檢查刀具的磨損狀態(tài)，查看是否有刀片損壞或丟失，確保粉碎刀具的完好。此外，還要注意刀軸是否存在雜草纏繞或粘黏泥土問(wèn)題，確保刀軸的清潔[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，玉米收獲機(jī)做為玉米生產(chǎn)的重要機(jī)型，其在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障問(wèn)題是多樣性的，駕駛?cè)藛T在使用和操作玉米收獲機(jī)的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)重視機(jī)械狀態(tài)的檢查，發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題和異常狀態(tài)，做到及時(shí)檢修，嚴(yán)重故障時(shí)要尋找專(zhuān)業(yè)維修機(jī)構(gòu)進(jìn)行處理，不得私自拆卸及維修設(shè)備。此外，還要注意日常使用過(guò)程中的維修保養(yǎng)工作，確保玉米收獲機(jī)在最佳的狀態(tài)下參與玉米收獲作業(yè)。