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

羅 喬

(吉安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 吉安 343000)

0 引言

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備故障診斷與修復(fù)可在一定程度上保障機(jī)械設(shè)備的可持續(xù)應(yīng)用，因此，研究人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其研究工作，因農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備在使用條件、使用環(huán)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(duì)不同機(jī)械的具體需求探索更加適宜、科學(xué)、便利的修復(fù)方法，高效率解決農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)的各種問(wèn)題。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備故障簡(jiǎn)述

1.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備故障類型

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備故障包括突變性故障、漸發(fā)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(dǎo)致的故障，該種作用超出了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的承受限度，不具備任何征兆，有一定的突變性。漸發(fā)性故障是機(jī)械設(shè)備初期參數(shù)逐漸劣化造成的故障，當(dāng)前階段的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備故障大多是該種原因造成，并與機(jī)械材料疲勞、腐蝕、磨損等過(guò)程有著直接關(guān)系。

1.2 故障原因

故障原因總體來(lái)說(shuō)分為以下三種：第一，磨損性故障。因農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備使用頻率過(guò)高，且缺乏必要的維護(hù)保養(yǎng)措施造成的故障，這是最為常見(jiàn)的故障原因。第二，錯(cuò)用性故障。因?qū)λ玫霓r(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備缺乏足夠了解，并未按照其標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行操作與使用，使其出現(xiàn)較為嚴(yán)重的故障問(wèn)題。第三，薄弱性故障。主要原因是機(jī)械設(shè)備在設(shè)計(jì)階段即存在一定問(wèn)題，在后續(xù)使用過(guò)程中該部位易出現(xiàn)故障。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)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(jīng)驗(yàn)，以手觸、鼻聞、耳聽(tīng)等方式來(lái)獲取農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備故障信息。

2.1.1 手觸

手觸指的是對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備溫度高低、機(jī)件細(xì)紋，以及運(yùn)行時(shí)的頻率變化、振動(dòng)大小等實(shí)施接觸分析，綜合機(jī)械運(yùn)行情況進(jìn)行故障位置、原因判斷。在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備已經(jīng)發(fā)生機(jī)械故障的情況下，禁止采用手觸診斷方式。

2.1.2 鼻聞

根據(jù)氣味特征，比如通過(guò)鼻聞來(lái)明確有無(wú)焦味或者其他異味，依托故障診斷經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷故障位置，在采用鼻聞方式時(shí)需采取相應(yīng)保護(hù)措施，對(duì)身體有害的氣味不能依靠鼻聞方式進(jìn)行故障診斷。

2.1.3 耳聽(tīng)

耳聽(tīng)診斷方式的應(yīng)用主要是根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備響聲判定，綜合設(shè)備響聲與荷載、溫度、轉(zhuǎn)速等來(lái)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(zhǔn)確性。

2.2 客觀層面故障診斷

客觀故障診斷是在進(jìn)行故障診斷時(shí)依據(jù)外部因素進(jìn)行故障診斷。

2.2.1 專業(yè)儀器

檢測(cè)儀器、測(cè)量?jī)x器來(lái)實(shí)施檢測(cè)處理，通過(guò)量具來(lái)測(cè)出零件尺寸與對(duì)應(yīng)的形位公差值，對(duì)比技術(shù)規(guī)范下的允許值，判斷該零件能否正常使用。

2.2.2 專業(yè)知識(shí)

利用磁力、電學(xué)、光學(xué)等方面的知識(shí)進(jìn)行零件內(nèi)部測(cè)量，判斷其內(nèi)部是否有隱蔽缺陷存在，從而提升零件檢測(cè)效果。

2.2.3 專項(xiàng)診斷

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備在結(jié)構(gòu)、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(lái)說(shuō)，主要是汽缸表進(jìn)行壓力測(cè)試，檢驗(yàn)其密閉性。

2.2.4 了解農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)

了解不同農(nóng)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)，才可以更好地對(duì)其加以診斷與修復(fù)，首先需要熟悉機(jī)械原理，每個(gè)零件組合實(shí)現(xiàn)的功能，通過(guò)書(shū)本理論與實(shí)踐結(jié)合，加深對(duì)其了解與認(rèn)知。其次還需膽大、心細(xì)，在拆卸時(shí)要了解結(jié)構(gòu)形式，注意拆卸順序，多做記號(hào)，便于復(fù)原；對(duì)每個(gè)部件做故障分析，確定損壞才可以拆卸，再分解檢查內(nèi)部零件的情況，未確定前不可盲目亂拆。簡(jiǎn)而言之，多了解故障現(xiàn)象，多分析相關(guān)聯(lián)的零件，損壞會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象，多推斷分析，先易后難、先外后里、先簡(jiǎn)單再?gòu)?fù)雜的順序確定故障點(diǎn)。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備修復(fù)方法

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備修復(fù)方法包含種類較多，應(yīng)在進(jìn)行故障分析，明確故障原因之后選擇相應(yīng)的故障修復(fù)方法，實(shí)現(xiàn)故障問(wèn)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(shí)現(xiàn)扣合，多用于鑄件斷裂與裂縫修復(fù)處理，特別是一些難以實(shí)施補(bǔ)焊的鑄件與鋼件，應(yīng)用該方式有著較好的處理效果。

3.1.1 強(qiáng)固扣合

薄壁設(shè)備修復(fù)厚壁在8～40 mm之間，需以強(qiáng)固工藝來(lái)進(jìn)行修復(fù)，具體流程如下：第一，綜合分析與檢測(cè)波形鍵具體凸緣結(jié)構(gòu)位置，然后制造鉆模，應(yīng)用鉆模在斷裂面或者裂紋垂直方向上按照固定規(guī)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(huán)氧樹(shù)脂粘接劑涂抹，然后在波形槽中嵌入波形鍵，控制好鉚擊強(qiáng)度，使其由兩端至中間過(guò)程中逐漸減弱。選擇純銅軟質(zhì)、低碳鋼進(jìn)行控制機(jī)制完善，強(qiáng)化鉚緊效果。

3.1.2 強(qiáng)密扣合

強(qiáng)密扣合方式是以強(qiáng)固扣合為基礎(chǔ)，在兩波形鍵區(qū)間折斷面或者裂紋結(jié)合線位置進(jìn)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(yōu)級(jí)扣合

優(yōu)級(jí)扣合方式多用于高承載的厚壁掛機(jī)，在修復(fù)過(guò)程中，需在折斷面或者裂紋垂直面鑲嵌鋼制加強(qiáng)件，通過(guò)綴縫栓進(jìn)行連接，必要時(shí)還需借助波形鍵進(jìn)行加強(qiáng)。優(yōu)級(jí)扣合使載荷能夠分離到更多的面積，且遠(yuǎn)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(kāi)裂機(jī)件，完成修復(fù)，且扣合件會(huì)在冷卻收縮時(shí)進(jìn)一步鎖緊機(jī)件。熱扣合多用于重型設(shè)備機(jī)體、齒輪、大型飛輪的折斷面與裂紋修復(fù)。

3.2 塑性變形法

3.2.1 鐓粗法

鐓粗法針對(duì)的是外徑或者內(nèi)徑磨損量高于0.6 mm的位置，通過(guò)壓力將內(nèi)徑、外徑進(jìn)行減少、增加的修復(fù)技術(shù)，鐓粗法修復(fù)方式對(duì)于技能水平要求較高，要求修復(fù)人員能夠控制好各個(gè)階段的壓力，使其發(fā)揮出最大的價(jià)值。

3.2.2 擴(kuò)脹法與擠壓法

筒形構(gòu)件在進(jìn)行內(nèi)徑、外徑修復(fù)時(shí)需通過(guò)擴(kuò)脹法與擠壓法來(lái)進(jìn)行處理，擠壓法是將不需要進(jìn)行嚴(yán)格控制區(qū)域的材料擠壓到損傷部位，而擴(kuò)脹法雖然有著相似的原理，但是不同的是構(gòu)件在擴(kuò)脹時(shí)會(huì)擴(kuò)增外形尺寸[2]。

3.2.3 壓力校直法

通過(guò)壓力將構(gòu)件由彎曲高點(diǎn)向彎曲低點(diǎn)進(jìn)行矯正，從而抵消塑性變形量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)校直目的，在矯正過(guò)程中，若是條件允許應(yīng)選擇專業(yè)設(shè)備進(jìn)行矯正工作，可預(yù)設(shè)矯正數(shù)值，避免矯正過(guò)度，若是條件不足，則需要尋找專業(yè)人員進(jìn)行矯正工作，避免影響農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的整體性能。

3.2.4 砸擊校直法

砸擊構(gòu)件彎曲低點(diǎn)，讓該構(gòu)件表面形成伸展性塑性變形，變化彎曲位置內(nèi)應(yīng)力分布情況，讓彎曲部位可以伸直。需要注意的是在砸擊時(shí)，應(yīng)控制好砸擊力度、砸擊頻率、砸擊點(diǎn)、砸擊時(shí)間，達(dá)到最好的砸擊效果，并在將要校直時(shí)，開(kāi)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(guò)度砸擊。

3.2.5 火焰校直法

通過(guò)氣焊乙炔將構(gòu)件彎曲最高點(diǎn)不斷加熱，此時(shí)構(gòu)件表面金屬會(huì)不斷膨脹，而加熱點(diǎn)周邊區(qū)域以及彎曲最低點(diǎn)冷金屬對(duì)加熱點(diǎn)金屬發(fā)生的膨脹會(huì)形成抑制作用，從而使加熱點(diǎn)位置金屬發(fā)生壓縮塑性變形，再輔以恰當(dāng)?shù)臒崽幚?，使修?fù)位置產(chǎn)生彎曲伸直。

3.3 鑲加零件修復(fù)

零件在長(zhǎng)久使用后會(huì)發(fā)生磨損，在強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)允許時(shí)，需添加零件對(duì)磨損位置與修復(fù)時(shí)去除的位置進(jìn)行補(bǔ)償，使零件恢復(fù)原有結(jié)構(gòu)與精度，這即為鑲加零件修復(fù)。具體步驟如下：第一，集中檢查零部件，綜合檢查結(jié)果選擇修復(fù)處理具體方式，然后對(duì)零部件規(guī)格與尺寸進(jìn)行記錄，保障零部件鑲加規(guī)范性與合理性。第二，判定磨損、修復(fù)位置，按照強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行裝配，全面分析機(jī)械零部件應(yīng)用需求、環(huán)境，保障各個(gè)零部件不會(huì)制約整體運(yùn)行，而僅起到補(bǔ)償磨損的作用。第三，在進(jìn)行零部件鑲加時(shí)，需集中約束精度參數(shù)，并進(jìn)行分析監(jiān)管，保證其滿足規(guī)范要求，且需從根本上提升處理工序順暢度、完整性以及應(yīng)用效果，為零件處理與應(yīng)用奠定基礎(chǔ)[3]。

3.4 組件調(diào)整

部分組合配件在長(zhǎng)久使用后發(fā)生磨損，間隙減少或增加，在該零件可調(diào)整時(shí)，不需要重新更換零件，應(yīng)用組件調(diào)整的方式即可實(shí)現(xiàn)修復(fù)，例如，收割機(jī)割刀間隙修復(fù)、發(fā)動(dòng)機(jī)氣門間隙修復(fù)等。組件調(diào)整修復(fù)方式的應(yīng)用前提是對(duì)各項(xiàng)組件進(jìn)行定期檢查，統(tǒng)計(jì)與分析組件磨損或故障原因，制定對(duì)應(yīng)的組件調(diào)整計(jì)劃，確保組件的正常使用。

3.5 局部修理更換

在進(jìn)行農(nóng)機(jī)修復(fù)時(shí)，為保障整體修復(fù)工序完整性與合理性，需對(duì)相應(yīng)位置進(jìn)行分析，提升控制流程的價(jià)值，即在某局部位置發(fā)生磨損但其他位置完好時(shí)可選擇局部處理以降低成本損失并提升更換效率。

在實(shí)踐操作時(shí)，需綜合考慮農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的具體狀況實(shí)施參數(shù)校對(duì)：第一，機(jī)械聯(lián)結(jié)方式。主要是分析零部件的聯(lián)結(jié)要素以及聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)。第二，焊接方式。零部件在修復(fù)時(shí)選擇的焊接方式對(duì)于整個(gè)過(guò)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(jié)方式。判定過(guò)程主要依托參數(shù)是農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備尺寸要素，在進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)尺寸分析后可基本判斷局部修理更換要點(diǎn)，并采取適宜的方式進(jìn)行新零部件的固定以及更換處理，使農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備可正常運(yùn)行。此外，在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備局部修復(fù)過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合該位置的實(shí)際狀況選擇適宜的機(jī)油，確保所用的潤(rùn)滑油可提升機(jī)械設(shè)備綜合運(yùn)維效果，且需要根據(jù)不同控制環(huán)節(jié)以及不同季節(jié)進(jìn)行機(jī)油定期更換。

3.6 預(yù)防性維修

預(yù)防性維修核心目的在于降低農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的故障發(fā)生率或者是避免農(nóng)機(jī)設(shè)備性能持續(xù)惡化，這就要求維修人員對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的使用情況有一個(gè)大致性了解，依托于當(dāng)前的技術(shù)條件，提前制定針對(duì)性的維修計(jì)劃與方案，即從預(yù)防層面出發(fā)，引入大數(shù)據(jù)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，分析該農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的檢查記錄，或者系統(tǒng)地分析該設(shè)備在質(zhì)量、生產(chǎn)效能上存在的各種不正常征兆，在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障問(wèn)題之前對(duì)其加以預(yù)防性的修理與維護(hù)。預(yù)防性維修可最大程度地降低設(shè)備的維修成本投入，并可在了解設(shè)備磨損規(guī)律的情況下，對(duì)其進(jìn)行周期性、計(jì)劃性地維護(hù)檢修，確保其始終處于備用或者使用狀態(tài)。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(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備中潛在的故障問(wèn)題。

3.7 維修后的保養(yǎng)工作

按照“防重于治、養(yǎng)重于修”的原則，切實(shí)執(zhí)行技術(shù)保養(yǎng)規(guī)程，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的清潔、檢查、調(diào)整、緊固、潤(rùn)滑、添加、堵漏和更換損壞零件等技術(shù)維護(hù)工作；燃油動(dòng)力機(jī)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(jī)器、工具)、一完好(技術(shù)狀態(tài)完好)；配套農(nóng)具要做到三靈活(操作、轉(zhuǎn)動(dòng)、升降靈活)、五不(不曠、不鈍、不變形、不銹蝕、不缺件)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，文中對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備故障診斷與修復(fù)方法進(jìn)行了研究與分析，強(qiáng)調(diào)了診斷與修復(fù)對(duì)于長(zhǎng)久使用農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的重要性。因此，要求設(shè)備使用者能夠按照正確的方式來(lái)定期對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行故障診斷，并采用最恰當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)機(jī)械故障實(shí)施修復(fù)，使其一直處于使用或者備用狀態(tài)，這對(duì)于農(nóng)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。

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