農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備故障診斷與修復(fù)方法研究

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備故障診斷與修復(fù)方法研究

李 苗1， 賈 杰2*

(1.東北林業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150040；2.東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150040)

摘要隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高，大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的農(nóng)機(jī)類型逐漸進(jìn)入人們的生產(chǎn)生活中來，農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用者也逐漸增多。尤其在農(nóng)忙季節(jié)，在各項(xiàng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)業(yè)機(jī)械的利用率不斷提高，各種各樣的機(jī)械故障也隨之而來。該文從分析農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備在操作使用中常見的機(jī)械故障著手，分析其形成原因，介紹其診斷方法以及提出了對農(nóng)機(jī)具的修復(fù)方法，以達(dá)到延長農(nóng)機(jī)具的使用壽命的目的。

關(guān)鍵詞農(nóng)業(yè)機(jī)械；故障診斷；修復(fù)方法

中圖分類號S232.8+5

基金項(xiàng)目中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助(編號：2572015

基金項(xiàng)目CB31)；黑龍江省自然科學(xué)基金青年科學(xué)(編號：QC2014C043)。

作者簡介李苗(1992-)，女，黑龍江哈爾濱人，本科生，專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化。*

收稿日期2015-06-03

Research of Fault Diagnosis and Repair Method in Agricultural Mechanical Equipment

LI Miao1, JIA Jie2*(1. College of Mechanical and Electric Engineering, Northeast Forestry University, Harbin, Heilongjiang 150040; 2. College of Civil Engineering, Northeast Forestry University, Harbin, Heilongjiang 150040 )

AbstractWith the improvement of agricultural mechanization level, large, complex structure of agricultural machinery type gradually into the people's production and living, users of agricultural machinery also gradually increasing. Especially, the busy farming season in the agricultural production, the utilization of agricultural machinery are all growing, all kinds of mechanical failure followed. Based on the analysis of agricultural machinery equipment in common mechanical faults in the operation, analyzed its forming reason, introduced the diagnosis method and put forward the repair methods of agricultural machinery, in order to achieve the goal of extend the service life of agricultural machinery.

Key words Agricultural machine; Fault diagnosis; Repair method

1農(nóng)業(yè)機(jī)械故障形成原因

1.1自然磨損農(nóng)業(yè)機(jī)械在受到外界及自身各種無法避免的因素的影響時(shí)所產(chǎn)生的磨損。例如零部件的磨損、材料老化的問題，雖然至今還無法徹底解決也無法避免，但可以通過良好的保養(yǎng)方法對他們進(jìn)行提前的預(yù)防和維護(hù)，避免故障的發(fā)生。

1.1.1曲軸與軸瓦的磨損。

(1)燒瓦。燒瓦現(xiàn)象一般是由于機(jī)油不足或機(jī)油變質(zhì)而使軸與軸瓦之間產(chǎn)生劇烈摩擦，機(jī)械溫度驟升，機(jī)油粘度特性減弱，軸與軸頸間不易形成強(qiáng)力油膜，最終導(dǎo)致燒瓦。造成此現(xiàn)象的原因很多，例如：農(nóng)業(yè)機(jī)械不間斷地進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)；機(jī)油變質(zhì)或機(jī)油嚴(yán)重不足；大修后曲軸軸頸與軸瓦之間的間隙不再符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；曲軸磨損破壞了曲軸軸頸表面的耐磨層；及冷啟動操作不當(dāng)?shù)取?/p>

(2) 軸瓦合金脫落。當(dāng)發(fā)動機(jī)沒有按照使用規(guī)則正確使用時(shí)，軸頸與軸瓦間直接接觸的表面發(fā)生劇烈摩擦，兩接觸表面上微觀凸起處在交變應(yīng)力作用下發(fā)生疲勞破壞產(chǎn)生裂紋，引起機(jī)油不斷滲入裂紋所產(chǎn)生的液壓作用使疲勞裂紋不斷擴(kuò)展，最終導(dǎo)致軸瓦合金的脫落。

(3) 軸瓦擦傷。軸瓦與軸頸兩接觸表面間的機(jī)油主要起潤滑、冷卻的作用。如果機(jī)油不足，則會嚴(yán)重削弱兩摩擦表面間的冷卻、潤滑效果，因此軸瓦擦傷主要發(fā)生在軸瓦與軸頸之間的潤滑油膜突然破裂的瞬間，此時(shí)軸瓦和軸頸之間由于潤滑不足產(chǎn)生摩擦而劃傷表面，形成溝槽等痕跡。

(4)軸瓦劇烈磨損。此現(xiàn)象主要發(fā)生在農(nóng)業(yè)機(jī)械突然啟動或突然加速而又缺油的瞬間，此時(shí)兩表面間發(fā)生直接摩擦而沒有任何機(jī)油和潤滑油對其進(jìn)行保護(hù)作用，因此導(dǎo)致軸瓦的劇烈磨損。

1.1.2活塞與氣缸的磨損。

(1)機(jī)油不合技術(shù)要求導(dǎo)致氣缸磨損。對于某種特定的農(nóng)業(yè)機(jī)械而言，應(yīng)該針對相應(yīng)的季節(jié)以及相應(yīng)的工作環(huán)境對其使用相應(yīng)的符合技術(shù)要求的機(jī)油，不能只從節(jié)約成本的角度出發(fā)而使用低級別、低質(zhì)量的潤滑油。

(2)氣缸與活塞的質(zhì)量及其裝配精度。工作人員在選擇裝配時(shí)也一定要對氣缸和活塞環(huán)的產(chǎn)品質(zhì)量和裝配精度進(jìn)行嚴(yán)格的考核，否則也同樣會使氣缸早期磨損。例如，氣缸及其內(nèi)部各零部件的制造加工精度和剛度、強(qiáng)度，對缸壁進(jìn)行熱處理工藝使之能夠提高性能以至于滿足各項(xiàng)技術(shù)要求，安裝時(shí)各零件的位置精度等因素均可影響氣缸和活塞環(huán)的耐磨性，降低氣缸的使用壽命。

(3)低溫下啟動。在東北地區(qū)，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備長期處于低溫環(huán)境下工作，機(jī)油具有極大的粘性，無法通過飛濺使?jié)櫥退Φ狡妆砻?，因此就無法在氣缸及活塞環(huán)表面形成潤滑油膜，此時(shí)就極容易發(fā)生拉缸，粘缸的現(xiàn)象，使氣缸過早磨損。如果在某種特殊的情況下不得不低溫啟動，又要防止此種現(xiàn)象的發(fā)生，最好在啟動時(shí)采取預(yù)熱措施。

(4)不潔空氣進(jìn)入氣缸。 當(dāng)遇到惡劣環(huán)境時(shí)，農(nóng)業(yè)機(jī)械在田間運(yùn)行就很容易將大量風(fēng)沙卷入到機(jī)械內(nèi)部的零部件中，這些雜質(zhì)極容易損壞氣缸及氣門組件，由于軸承等的轉(zhuǎn)動作用又會導(dǎo)致這些沙土進(jìn)入到潤滑油中，若雜質(zhì)進(jìn)入到潤滑系統(tǒng)，則將會加速更多零部件的磨損[1]。

1.1.3振動。在機(jī)械的長期運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于不停地受到振動的作用，使得利用摩擦力固定的緊固件逐漸發(fā)生松動現(xiàn)象，例如，螺紋連接的松動，聯(lián)軸器的振動等。

1.1.4零件腐蝕。在農(nóng)業(yè)機(jī)械中大部分的零部件都是有金屬材料制成的，因此在使用過程中避免不了會產(chǎn)生金屬零部件的腐蝕現(xiàn)象，例如金屬的生銹就是一種常見的腐蝕現(xiàn)象。金屬在干燥氣體中生銹是金屬零件與周圍空氣中的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕現(xiàn)象，稱為化學(xué)腐蝕。金屬零件在潮濕空氣或酸堿氣體中生銹是由于金屬零件與酸堿鹽的水溶液發(fā)生了電化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕現(xiàn)象，稱為電化學(xué)腐蝕。為了防止這樣現(xiàn)象的發(fā)生，我們通常將金屬零件的表面涂抹一層保護(hù)膜，例如油漆，防止金屬零件直接與周圍介質(zhì)相接觸。

1.1.5疲勞破壞。如圖1、2所示，農(nóng)業(yè)機(jī)械工作時(shí)，其內(nèi)部的很多零件都是在交變循環(huán)的載荷作用下工作的，當(dāng)交變應(yīng)力和循環(huán)的次數(shù)超過零部件的疲勞極限時(shí)，零件表面就會產(chǎn)生裂紋或點(diǎn)蝕，然后逐漸擴(kuò)大，直至零件發(fā)生斷裂或剝落。例如，齒輪、滾動軸承表面金屬因應(yīng)力集中產(chǎn)生的麻點(diǎn)，軸類零件一直受到對稱循環(huán)應(yīng)力導(dǎo)致彎曲或折斷。

圖1　被磨損的齒輪1

圖2　被磨損的齒輪2

1.1.6材料老化。當(dāng)一臺農(nóng)業(yè)機(jī)械超過了額定使用期限后，機(jī)器的各個(gè)零部件都會因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)間過長而容易發(fā)生故障或降低了其工作效率，同時(shí)也會因?yàn)楦髁慵g的磨損越來越劇烈，因而降低了零件之間的配合精度。例如，軸類零件的磨損，油路閥門的堵塞等現(xiàn)象。

1.1.7阻塞。阻塞一般是由于油底殼過臟或由于機(jī)體內(nèi)運(yùn)行溫度過高使合成冷卻機(jī)油產(chǎn)生膠質(zhì)而導(dǎo)致的，因此農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)在運(yùn)行5萬km左右時(shí)及時(shí)對油底殼進(jìn)行清洗，同時(shí)還應(yīng)時(shí)刻檢查并提高機(jī)械設(shè)備的冷卻性能。

1.1.8塑性變形。當(dāng)機(jī)械零件所受到的外載荷作用超過了材料的屈服極限時(shí)，就會發(fā)生塑性變形。機(jī)械的零部件一旦發(fā)生了塑性變形，其形狀和尺寸將永遠(yuǎn)不會再恢復(fù)原來的狀態(tài)。例如，齒輪和傳動軸發(fā)生塑性變形后，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都會發(fā)生劇烈的振動和噪聲，嚴(yán)重時(shí)將使機(jī)械無法正常運(yùn)行。

1.1.9熱損壞。指機(jī)械零部件被燒焦和燒穿的現(xiàn)象。例如，離合器或制動器的摩擦件燒壞，引起離合器打滑或制動不良，導(dǎo)致機(jī)器無法正常運(yùn)行。

1.1.10氣候條件的影響。由于天氣或者季節(jié)的影響，往往容易使農(nóng)業(yè)機(jī)械出現(xiàn)故障，特別是在田間工作時(shí)，由于在地域或時(shí)間上的不便，使得機(jī)械無法得到及時(shí)的維修，容易造成比較大的經(jīng)濟(jì)損失。機(jī)器一經(jīng)有故障發(fā)生，必然降低其工作效率，影響工作質(zhì)量，耗油量升高，提高工作成本，嚴(yán)重時(shí)甚至還會有安全隱患。

1.2人為故障

1.2.1作業(yè)現(xiàn)場條件差。最為典型的現(xiàn)象例如，工作環(huán)境惡劣，風(fēng)沙泥土多，施工場地崎嶇不平。在這樣的環(huán)境下工作，灰塵和泥土很容易進(jìn)入零部件和潤滑系統(tǒng)中，加速零部件的磨損，同時(shí)更容易堵塞油路，增加了故障發(fā)生的頻率。

1.2.2劣質(zhì)運(yùn)行油料的影響。長期使用劣質(zhì)油料，會明顯降低農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用壽命，增大發(fā)生故障的概率。使用高質(zhì)量的燃油，不僅減小發(fā)動機(jī)的磨損，而且可以避免油路的堵塞。使用優(yōu)質(zhì)的潤滑油，可以增強(qiáng)潤滑系統(tǒng)的潤滑效果，減少因潤滑而引起的故障。

1.2.3設(shè)計(jì)制造、維修質(zhì)量及操作水平的影響。這類故障的主要原因取決于操作人員的技術(shù)素質(zhì)，盡管由于人為而引發(fā)的故障是非正常的，但可以對其進(jìn)行有效預(yù)防。

(1) 設(shè)計(jì)制造的影響。對一臺農(nóng)業(yè)機(jī)械的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要使其結(jié)構(gòu)合理，還要使零件的強(qiáng)度滿足要求，否則機(jī)械就會縮短其使用壽命。此外，對零部件的材料和加工工藝也有一定的要求。制造時(shí)，如果零件表面質(zhì)量太低，或零件內(nèi)部有裂紋，都會使零件提前損壞，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)械發(fā)生故障。

(2) 維護(hù)質(zhì)量的影響。機(jī)械使用一段時(shí)間，使用者就應(yīng)對其進(jìn)行檢查維修，油路是否有堵塞現(xiàn)象，潤滑系統(tǒng)是否有雜質(zhì)進(jìn)入，緊固件是否發(fā)生松動，各個(gè)零部件之間的配合是否滿足精度要求等，這些都需要我們及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決，以免發(fā)生嚴(yán)重故障。

(3) 操作水平的影響。使用人員的違章操作會直接影響農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用壽命，例如，發(fā)動機(jī)的非正常啟動，一臺新機(jī)器沒有經(jīng)過正確的磨合階段就直接投入到滿載或超負(fù)荷作業(yè)中，或者在機(jī)械保存過程中，并沒有按照所規(guī)定的技術(shù)要求進(jìn)行正確操作，使機(jī)械內(nèi)部零件提早腐蝕、老化，這些都是由于人為原因所造成的[2]。

2農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷方法

2.1振動診斷農(nóng)業(yè)機(jī)械在工作運(yùn)行過程中，其內(nèi)部的軸承轉(zhuǎn)動，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒輪和葉片的轉(zhuǎn)動等都會引起各種振動。在機(jī)械工作時(shí)，操作者便可以通過聽振動的聲音和頻率來判斷機(jī)械是否存在潛在故障，這種方法是目前為止應(yīng)用最為廣泛的農(nóng)業(yè)機(jī)械故障的診斷技術(shù)，并且該技術(shù)不會干擾機(jī)械的正常工作，容易掌握和實(shí)施，簡單易行。

2.2噪聲監(jiān)控農(nóng)機(jī)設(shè)備在工作中由于各個(gè)部位受到不同的外力產(chǎn)生不同程度的振動，因此會產(chǎn)生頻率不同的噪聲，而機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲與發(fā)生故障時(shí)的噪聲有較為明顯的區(qū)別，操作者可以根據(jù)不同部位噪聲的不同來分辨機(jī)械故障發(fā)生的位置。實(shí)際檢測中，采用人工檢測的方法對噪聲產(chǎn)生部位以及噪聲類型進(jìn)行分析，人工檢測就是用耳朵對從機(jī)器中發(fā)出的不同的噪聲進(jìn)行辨別，從而分析機(jī)械是否正常運(yùn)行，并根據(jù)豐富的經(jīng)驗(yàn)大概判斷出機(jī)械故障發(fā)生的位置。同時(shí)也可以利用頻譜分析儀器對噪聲級別、噪聲類型進(jìn)行分析。

2.3油樣分析伴隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)忙時(shí)節(jié)運(yùn)用頻率的增加，農(nóng)業(yè)機(jī)械出現(xiàn)故障的幾率也不斷提高。提取并分析機(jī)油和潤滑油內(nèi)雜質(zhì)的組成成分，檢測油液粘稠程度和污染等級等便可分析出機(jī)械當(dāng)前的磨損情況，并查找出機(jī)械存在的潛在故障，及時(shí)排除隱患。

2.4紅外測溫機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦使得溫度升高，紅外測溫就是利用紅外測溫儀對這些變化的溫度進(jìn)行監(jiān)測，進(jìn)而檢查機(jī)械各個(gè)部位的溫度是否有異常。溫度數(shù)據(jù)將會反應(yīng)在計(jì)算機(jī)的終端上，如果出現(xiàn)機(jī)械某個(gè)部位溫度急劇升高的現(xiàn)象，系統(tǒng)會因發(fā)生異常自動報(bào)警，工作人員需要及時(shí)準(zhǔn)備相關(guān)維修設(shè)備并采取措施，盡量減少安全事故的發(fā)生，同時(shí)將對農(nóng)機(jī)設(shè)備的損壞降低到最小，延長農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用壽命[3]。

2.5小波理論機(jī)械故障的振動信號一般都是復(fù)合信號，其中包括多個(gè)信號分量，而每一個(gè)信號分量又都具有一個(gè)單一的頻率，這個(gè)頻率一般都是由機(jī)械的頻率所決定的。通過對小波理論的分析，證實(shí)在一定的情況下小波分解的頻率范圍是由離散信號的頻率決定的。因此小波分析便成為了一種新穎的信號檢測分析方法，這種方法可以更有效的實(shí)現(xiàn)對非平穩(wěn)信號的分離。

2.6模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由于機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障特征及原因普遍存在模糊性和復(fù)雜性，以模糊數(shù)學(xué)的思想為基礎(chǔ)，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，建立機(jī)械故障的模糊診斷模型對故障及其特點(diǎn)進(jìn)行分析，將故障的癥狀集進(jìn)行分解，分別進(jìn)行分析，再綜合分析，這樣可以為準(zhǔn)確找到故障源提供一個(gè)正確有利的方向，減小盲目性，提高工作效率和可靠性。

2.7時(shí)頻分析盡管傅里葉變換在信號的分析與處理中發(fā)揮著重要的作用，但是這種變換更側(cè)重于整體性的變換，并不能表示出其中的某種分量發(fā)生在什么時(shí)候以及發(fā)生了怎樣的變化。然而在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障時(shí)振動的信號都是不平穩(wěn)的，此時(shí)的傅里葉變換就不再能準(zhǔn)確的對故障進(jìn)行診斷，時(shí)頻分析便成為了一種有效的工具。因此引入了HHT來提取滾動軸承，齒輪和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)各類故障振動信號的特征。如圖3、4根據(jù)對希爾伯特-黃變換時(shí)頻熵方法的研究分析表明，齒輪在正常狀態(tài)下傳動時(shí)的振動信號的時(shí)頻熵較大，而發(fā)生故障時(shí)振蕩信號的時(shí)頻熵則會降低[4]。

2.8蟻群算法蟻群算法是一種能夠?qū)C(jī)械故障進(jìn)行快速高效的聚類診斷的方法，將蟻群算法與聚類方法相結(jié)合，建立機(jī)械故障的聚類模型，主要利用主元分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)對特征信息的有效提取和識別。這種方法具有搜索結(jié)果準(zhǔn)確、運(yùn)算穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，但由于其運(yùn)算規(guī)模較大，針對不同的情況應(yīng)該選擇合適的目標(biāo)函數(shù)和迭代次數(shù)，進(jìn)而提高算法的準(zhǔn)確性。

2.9專家系統(tǒng)由于農(nóng)業(yè)機(jī)械是一個(gè)多層次的復(fù)雜的系統(tǒng)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的很多指標(biāo)都是模糊的，無法直接量化處理，一慣的建立模型是有困難的，因此需要引入專家系統(tǒng)。所謂專家系統(tǒng)，即一個(gè)在知識庫中存放著各種故障現(xiàn)象以及引起這些故障的原因和現(xiàn)象之間關(guān)系的程序系統(tǒng)，機(jī)械一旦發(fā)生故障，通過計(jì)算機(jī)接口輸入故障現(xiàn)象，計(jì)算機(jī)按照知識庫中存放的原理進(jìn)行推理，從而判斷出引起故障的原因，提高了對農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷的效率和準(zhǔn)確性。

2.10支持向量機(jī)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比，支持向量機(jī)克服了局部收斂的缺陷，有更好的泛化能力，可以保證找到的極值解便是最優(yōu)解。在對農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力變化規(guī)律進(jìn)行預(yù)測時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)將變化規(guī)律抽象為某個(gè)復(fù)雜的泛函，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為泛函的逼近問題，這樣就可以獲得支持向量機(jī)的回歸模型。

2.11局部均值分解該診斷方法的引入能很好地自適應(yīng)性處理非平穩(wěn)信號，有效地提取有重要物理意義的瞬時(shí)頻率分量，不會造成任何信息的流失。例如對滾動軸承的不同故障的識別，先對滾動軸承振動信號進(jìn)行分解，再對其得到的一系列的PF分量進(jìn)行絡(luò)分析，從包絡(luò)譜中提取特征幅值比輸入到SVM分類器中進(jìn)行識別。

圖3　小波時(shí)頻分布

圖4　局域波時(shí)頻分布

3農(nóng)業(yè)機(jī)械故障修復(fù)方法

3.1金屬扣合法金屬扣合法利用波形鍵的塑性變形將鑄件上的裂紋或斷裂面的兩邊用扣合的機(jī)械方式連接起來以達(dá)到修復(fù)工件的目的。例如蒸汽機(jī)的機(jī)架、各種機(jī)床的床身等大型鑄件都不易采用焊接的方法修復(fù)，因此采用金屬扣合法更為合適。此外，這種方法還適用于要求不發(fā)生較大變形的鑄件。

(1) 強(qiáng)固扣合工藝。用于壁厚8～40 mm的對強(qiáng)度要求不高的薄壁機(jī)件的修復(fù)?？酆锨埃枰凑蘸线m的尺寸和形狀在裂紋或斷裂面的垂直方向上加工一個(gè)波形槽，將波形鍵逐片嵌入并對其進(jìn)行鉚擊，波形鍵發(fā)生塑性變形而充分地充滿整個(gè)波形槽的型腔，波形鍵的凸緣扣合在機(jī)件上，使斷裂處穩(wěn)固地聯(lián)接在一起。

(2) 強(qiáng)密扣合工藝。他是在前一種方法的基礎(chǔ)上改進(jìn)完成的，需要在兩波形鍵之間的裂紋或折斷面的接合處鉆2次綴縫栓孔，并使后一次的鉆孔稍微切入已完成綴縫栓，綴縫栓最好用軟質(zhì)材料制成，這樣易于鉚緊可以更好地防止液體因受到壓力而產(chǎn)生滲漏的現(xiàn)象。

(3) 優(yōu)級扣合工藝。某些厚壁機(jī)件在工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要承受重載荷，若這類機(jī)件上產(chǎn)生裂紋，應(yīng)使載荷盡量分布到更多遠(yuǎn)離裂紋或折斷處的面積上，并用綴縫栓或波形鍵將加強(qiáng)件嵌入到裂紋或折斷面的垂直方向上，以此對機(jī)件進(jìn)行修復(fù)。

(4)熱扣合工藝。若大型零件或重型設(shè)備有裂紋和折斷面，將扣合件加熱后冷卻，在這一系列過程中會使元件產(chǎn)生收縮進(jìn)而將有裂紋的機(jī)件鎖緊。

3.2塑性變形修復(fù)法

(1)鐓粗法。用來修復(fù)內(nèi)外徑磨損量較小的零件，一般是直徑小于0.6 mm的用有色金屬材料制成的圓柱形零件或套筒，利用外界施加的壓力增加外徑尺寸，進(jìn)而補(bǔ)償外徑的磨損。

(2)擠壓法。對筒形零件的內(nèi)徑進(jìn)行修復(fù)時(shí)，零件上有些部位的尺寸是不需要有嚴(yán)格控制的，可以通過對這些部位施加壓力的方法將此處材料擠壓到受磨損處，以對其進(jìn)行修復(fù)。

(3)擴(kuò)脹法。對套筒形零件的外徑磨損進(jìn)行修復(fù)時(shí)，其原理類似于擠壓法，但不同之處在于零件受到擠壓向外進(jìn)行擴(kuò)脹，達(dá)到增大外形尺寸的目的，進(jìn)而對磨損的部位進(jìn)行補(bǔ)償。

(4)壓力校直法。各種軸類零件被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械中，他們的直線精度直接影響著一臺機(jī)器的工作精度及使用壽命，然而這些零件在加工和運(yùn)輸過程中會由于某些原因產(chǎn)生彎曲變形，此時(shí)可以對零件施加壓力校直軸類零件，消除零件的彎曲變形。

(5)砸擊校直法。零件可能由于振動和外力作用產(chǎn)生彎曲，敲擊零件上彎曲處低凹的部分，使零件彎曲部分的內(nèi)應(yīng)力得到了重新分布，金屬材料發(fā)生塑性變形，使彎曲部分伸展變直。

(6)火焰校直法。用火焰加熱零件彎曲處的最高點(diǎn)，該點(diǎn)處的表面層金屬會迅速膨脹，被加熱的金屬會因膨脹受到擠壓在高溫下產(chǎn)生使實(shí)際體積縮小的塑性變形。當(dāng)加熱點(diǎn)處的金屬一經(jīng)冷卻后，就會使得零件向相反方向彎曲。

3.3鑲加零件法零件受到磨損無法正常工作后，在結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度允許的情況下可將磨損的部位去掉，用其他零件替代，使受損零件恢復(fù)正常的工作強(qiáng)度和精度。

3.4局部換修法農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，各部位的受力和振動不同導(dǎo)致磨損不均勻，零件某部位受到嚴(yán)重磨損，而其他部位可能幾乎未被磨損，在零件結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度允許的條件下，我們可以采用粘接、焊接等方法將新零件固定在磨損嚴(yán)重處，更換磨損零件部位[5]。

3.5發(fā)動機(jī)非正常磨損的預(yù)防措施

(1)農(nóng)業(yè)機(jī)械啟動前要嚴(yán)格按照使用規(guī)則對發(fā)動機(jī)進(jìn)行檢查，盡量采取多種預(yù)熱措施，啟動后應(yīng)盡量根據(jù)要求在不同階段注意相關(guān)事宜，發(fā)動機(jī)開始應(yīng)先低速運(yùn)行，待水溫逐漸升高后再起步，繼續(xù)升高一定溫度時(shí)才適合加負(fù)載[1]。

(2)合理選用機(jī)油，推薦盡量使用多級潤滑油，可適用于不同季節(jié)不同環(huán)境溫度，熱安定性較好，并且定期更換機(jī)油及機(jī)油濾清器，做好維護(hù)工作[6]。

(3)運(yùn)行過程中時(shí)刻注意發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并及時(shí)對其進(jìn)行檢測調(diào)整

4優(yōu)化建議

4.1提高人的素質(zhì)黑龍江省是全國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所占比重最大的省份，因此農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展水平和速遞很快[7]。大量的設(shè)備使用人員專業(yè)知識匱乏，因此需要提高工作人員的思想素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平，設(shè)計(jì)制造出零部件材料強(qiáng)度好，機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，并且能夠做到嚴(yán)格按照操作規(guī)程正確使用，維修人員能夠切實(shí)地將維修工作重視起來，定期對機(jī)器進(jìn)行全面檢查，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，對發(fā)生的故障采取合理有效的措施。

4.2強(qiáng)化潤滑管理工作要求工作人員嚴(yán)格遵守機(jī)械保養(yǎng)規(guī)范保養(yǎng)機(jī)器，同時(shí)要有專業(yè)人員對保養(yǎng)結(jié)果進(jìn)行檢測驗(yàn)收，時(shí)刻掌握機(jī)械潤滑系統(tǒng)的潤滑情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施，潤滑系統(tǒng)對于一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)來說尤為重要，因此做好潤滑工作可以降低機(jī)械故障的發(fā)生率，延長其使用壽命。

4.3技術(shù)革新和改造只將目光停滯在已研制出的技術(shù)產(chǎn)品上是不科學(xué)的，在思考著如何保養(yǎng)維修農(nóng)業(yè)機(jī)械的同時(shí)，更應(yīng)該思考技術(shù)的革新和改造；在提出有效預(yù)防措施的同時(shí)，更應(yīng)該從本質(zhì)上改進(jìn)機(jī)械的使用性能，研制出更高技術(shù)水平的機(jī)械產(chǎn)品，使其自身減少出現(xiàn)故障的概率。

5結(jié)論與展望

通過對農(nóng)業(yè)機(jī)械故障的研究，分析了機(jī)械故障的形成原因，診斷方法以及修復(fù)方法，但仍然更加期盼在針對已有研究成果及其不足的基礎(chǔ)上對農(nóng)業(yè)機(jī)械故障的研究方法有一個(gè)新的進(jìn)展。期望今后將更多地診斷方法在實(shí)際應(yīng)用中逐漸融合，能夠更精準(zhǔn)地對發(fā)生的故障進(jìn)行定位并及時(shí)獲得診斷方法，將更多機(jī)械領(lǐng)域的診斷方法引入到農(nóng)業(yè)機(jī)械中來，使目前診斷起來較有難度的問題在不久的將來迎刃而解。

參考文獻(xiàn)

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[7] 刑明.“十二·五”期間黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014,42(22):7675-7677.