農業機械設備故障診斷與修復方法研究

羅 喬

(吉安職業技術學院，江西 吉安 343000)

0 引言

農業機械設備故障診斷與修復可在一定程度上保障機械設備的可持續應用，因此，研究人員應加強對其研究工作，因農業機械設備在使用條件、使用環境、本身特征等方面有著較大的不同，所以要求研究人員能夠針對不同機械的具體需求探索更加適宜、科學、便利的修復方法，高效率解決農業機械設備出現的各種問題。

1 農業機械設備故障簡述

1.1 農業機械設備故障類型

農業機械設備故障包括突變性故障、漸發性故障兩種。突變性故障是因外界偶然因素或者其他不良因素共同作用導致的故障，該種作用超出了農業機械設備的承受限度，不具備任何征兆，有一定的突變性。漸發性故障是機械設備初期參數逐漸劣化造成的故障，當前階段的農業機械設備故障大多是該種原因造成，并與機械材料疲勞、腐蝕、磨損等過程有著直接關系。

1.2 故障原因

故障原因總體來說分為以下三種：第一，磨損性故障。因農業機械設備使用頻率過高，且缺乏必要的維護保養措施造成的故障，這是最為常見的故障原因。第二，錯用性故障。因對所用的農業機械設備缺乏足夠了解，并未按照其標準流程進行操作與使用，使其出現較為嚴重的故障問題。第三，薄弱性故障。主要原因是機械設備在設計階段即存在一定問題，在后續使用過程中該部位易出現故障。

2 農業機械設備故障診斷方式

2.1 主觀層面故障診斷

主觀故障診斷主要依靠診斷人員的工作經驗，以手觸、鼻聞、耳聽等方式來獲取農業機械設備故障信息。

2.1.1 手觸

手觸指的是對農業機械設備溫度高低、機件細紋，以及運行時的頻率變化、振動大小等實施接觸分析，綜合機械運行情況進行故障位置、原因判斷。在農業機械設備已經發生機械故障的情況下，禁止采用手觸診斷方式。

2.1.2 鼻聞

根據氣味特征，比如通過鼻聞來明確有無焦味或者其他異味，依托故障診斷經驗來判斷故障位置，在采用鼻聞方式時需采取相應保護措施，對身體有害的氣味不能依靠鼻聞方式進行故障診斷。

2.1.3 耳聽

耳聽診斷方式的應用主要是根據農業機械設備響聲判定，綜合設備響聲與荷載、溫度、轉速等來判斷響聲位置，并分辨出其屬于伴隨聲或異響聲，提高故障診斷準確性。

2.2 客觀層面故障診斷

客觀故障診斷是在進行故障診斷時依據外部因素進行故障診斷。

2.2.1 專業儀器

檢測儀器、測量儀器來實施檢測處理，通過量具來測出零件尺寸與對應的形位公差值，對比技術規范下的允許值，判斷該零件能否正常使用。

2.2.2 專業知識

利用磁力、電學、光學等方面的知識進行零件內部測量，判斷其內部是否有隱蔽缺陷存在，從而提升零件檢測效果。

2.2.3 專項診斷

農業機械設備在結構、功能、特征等方面有著較大的不同，破壞程度、破壞方式、故障原因與位置等有著較大的差別，因此故障診斷方式也有著較大的差異性。以汽缸來說，主要是汽缸表進行壓力測試，檢驗其密閉性。

2.2.4 了解農業機械設備結構

了解不同農機械設備的結構，才可以更好地對其加以診斷與修復，首先需要熟悉機械原理，每個零件組合實現的功能，通過書本理論與實踐結合，加深對其了解與認知。其次還需膽大、心細，在拆卸時要了解結構形式，注意拆卸順序，多做記號，便于復原；對每個部件做故障分析，確定損壞才可以拆卸，再分解檢查內部零件的情況，未確定前不可盲目亂拆。簡而言之，多了解故障現象，多分析相關聯的零件，損壞會出現的現象，多推斷分析，先易后難、先外后里、先簡單再復雜的順序確定故障點。

3 農業機械設備修復方法

農業機械設備修復方法包含種類較多，應在進行故障分析，明確故障原因之后選擇相應的故障修復方法，實現故障問題的有效解決。

3.1 金屬扣合

金屬扣合是利用金屬塑性變形特征實現扣合，多用于鑄件斷裂與裂縫修復處理，特別是一些難以實施補焊的鑄件與鋼件，應用該方式有著較好的處理效果。

3.1.1 強固扣合

薄壁設備修復厚壁在8～40 mm之間，需以強固工藝來進行修復，具體流程如下：第一，綜合分析與檢測波形鍵具體凸緣結構位置，然后制造鉆模，應用鉆模在斷裂面或者裂紋垂直方向上按照固定規律鉆孔；第二，鑿出波形槽，并保持鍵、槽間隔在0.1～0.2 mm間；第三，波形鍵周圍用環氧樹脂粘接劑涂抹，然后在波形槽中嵌入波形鍵，控制好鉚擊強度，使其由兩端至中間過程中逐漸減弱。選擇純銅軟質、低碳鋼進行控制機制完善，強化鉚緊效果。

3.1.2 強密扣合

強密扣合方式是以強固扣合為基礎，在兩波形鍵區間折斷面或者裂紋結合線位置進行綴縫栓孔加工，將第二次鉆削的綴縫栓孔稍微切入已裝好的綴縫栓和波形鍵中，形成密封金屬帶，避免滲漏。

3.1.3 優級扣合

優級扣合方式多用于高承載的厚壁掛機，在修復過程中，需在折斷面或者裂紋垂直面鑲嵌鋼制加強件，通過綴縫栓進行連接，必要時還需借助波形鍵進行加強。優級扣合使載荷能夠分離到更多的面積，且遠離折斷處與裂紋處[1]。

3.1.4 熱扣合

熱扣合指的是加工適宜扣合件，將其加熱膨脹然后扣在開裂機件，完成修復，且扣合件會在冷卻收縮時進一步鎖緊機件。熱扣合多用于重型設備機體、齒輪、大型飛輪的折斷面與裂紋修復。

3.2 塑性變形法

3.2.1 鐓粗法

鐓粗法針對的是外徑或者內徑磨損量高于0.6 mm的位置，通過壓力將內徑、外徑進行減少、增加的修復技術，鐓粗法修復方式對于技能水平要求較高，要求修復人員能夠控制好各個階段的壓力，使其發揮出最大的價值。

3.2.2 擴脹法與擠壓法

筒形構件在進行內徑、外徑修復時需通過擴脹法與擠壓法來進行處理，擠壓法是將不需要進行嚴格控制區域的材料擠壓到損傷部位，而擴脹法雖然有著相似的原理，但是不同的是構件在擴脹時會擴增外形尺寸[2]。

3.2.3 壓力校直法

通過壓力將構件由彎曲高點向彎曲低點進行矯正，從而抵消塑性變形量，進而實現校直目的，在矯正過程中，若是條件允許應選擇專業設備進行矯正工作，可預設矯正數值，避免矯正過度，若是條件不足，則需要尋找專業人員進行矯正工作，避免影響農業機械設備的整體性能。

3.2.4 砸擊校直法

砸擊構件彎曲低點，讓該構件表面形成伸展性塑性變形，變化彎曲位置內應力分布情況，讓彎曲部位可以伸直。需要注意的是在砸擊時，應控制好砸擊力度、砸擊頻率、砸擊點、砸擊時間，達到最好的砸擊效果，并在將要校直時，開始逐步降低砸擊力度、砸擊頻率，直至最后完成砸擊校直，避免過度砸擊。

3.2.5 火焰校直法

通過氣焊乙炔將構件彎曲最高點不斷加熱，此時構件表面金屬會不斷膨脹，而加熱點周邊區域以及彎曲最低點冷金屬對加熱點金屬發生的膨脹會形成抑制作用，從而使加熱點位置金屬發生壓縮塑性變形，再輔以恰當的熱處理，使修復位置產生彎曲伸直。

3.3 鑲加零件修復

零件在長久使用后會發生磨損，在強度與結構允許時，需添加零件對磨損位置與修復時去除的位置進行補償，使零件恢復原有結構與精度，這即為鑲加零件修復。具體步驟如下：第一，集中檢查零部件，綜合檢查結果選擇修復處理具體方式，然后對零部件規格與尺寸進行記錄，保障零部件鑲加規范性與合理性。第二，判定磨損、修復位置，按照強度參數進行裝配，全面分析機械零部件應用需求、環境，保障各個零部件不會制約整體運行，而僅起到補償磨損的作用。第三，在進行零部件鑲加時，需集中約束精度參數，并進行分析監管，保證其滿足規范要求，且需從根本上提升處理工序順暢度、完整性以及應用效果，為零件處理與應用奠定基礎[3]。

3.4 組件調整

部分組合配件在長久使用后發生磨損，間隙減少或增加，在該零件可調整時，不需要重新更換零件，應用組件調整的方式即可實現修復，例如，收割機割刀間隙修復、發動機氣門間隙修復等。組件調整修復方式的應用前提是對各項組件進行定期檢查，統計與分析組件磨損或故障原因，制定對應的組件調整計劃，確保組件的正常使用。

3.5 局部修理更換

在進行農機修復時，為保障整體修復工序完整性與合理性，需對相應位置進行分析，提升控制流程的價值，即在某局部位置發生磨損但其他位置完好時可選擇局部處理以降低成本損失并提升更換效率。

在實踐操作時，需綜合考慮農業機械設備的具體狀況實施參數校對：第一，機械聯結方式。主要是分析零部件的聯結要素以及聯結結構。第二，焊接方式。零部件在修復時選擇的焊接方式對于整個過程同樣有著重要影響，主要檢查與分析該焊接方式的適宜性，判斷其是否滿足焊接需求。第三，粘結方式。判定過程主要依托參數是農業機械設備尺寸要素，在進行零件結構尺寸分析后可基本判斷局部修理更換要點，并采取適宜的方式進行新零部件的固定以及更換處理，使農業機械設備可正常運行。此外，在進行農業機械設備局部修復過程中，應結合該位置的實際狀況選擇適宜的機油，確保所用的潤滑油可提升機械設備綜合運維效果，且需要根據不同控制環節以及不同季節進行機油定期更換。

3.6 預防性維修

預防性維修核心目的在于降低農業機械設備的故障發生率或者是避免農機設備性能持續惡化，這就要求維修人員對農業機械設備的使用情況有一個大致性了解，依托于當前的技術條件，提前制定針對性的維修計劃與方案，即從預防層面出發，引入大數據技術與數據庫技術，分析該農業機械設備的檢查記錄，或者系統地分析該設備在質量、生產效能上存在的各種不正常征兆，在農業機械設備出現故障問題之前對其加以預防性的修理與維護。預防性維修可最大程度地降低設備的維修成本投入，并可在了解設備磨損規律的情況下，對其進行周期性、計劃性地維護檢修，確保其始終處于備用或者使用狀態。此外，周期性維修分為小修、中修、大修，可選擇每周一小修、每月一中修、每年一大修，解決農業機械設備中潛在的故障問題。

3.7 維修后的保養工作

按照“防重于治、養重于修”的原則，切實執行技術保養規程，對農業機械設備進行系統的清潔、檢查、調整、緊固、潤滑、添加、堵漏和更換損壞零件等技術維護工作；燃油動力機械要做到四不漏(不漏油、不漏水、不漏氣、不漏電)、五凈(油、水、氣、機器、工具)、一完好(技術狀態完好)；配套農具要做到三靈活(操作、轉動、升降靈活)、五不(不曠、不鈍、不變形、不銹蝕、不缺件)。

4 結語

綜上所述，文中對農業機械設備故障診斷與修復方法進行了研究與分析，強調了診斷與修復對于長久使用農業機械設備的重要性。因此，要求設備使用者能夠按照正確的方式來定期對農業機械設備進行故障診斷，并采用最恰當的方式對機械故障實施修復，使其一直處于使用或者備用狀態，這對于農業的長遠發展有著積極的促進作用。

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