農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷與農(nóng)機(jī)具修復(fù)方法的探討-

1、農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備保持良好的技術(shù)狀態(tài)，是農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)者研究可靠性的前提，也是農(nóng)業(yè)機(jī)械操作者使用維護(hù)的目的。農(nóng)業(yè)機(jī)械在操作使用中如何正確地預(yù)防、控制設(shè)備的故障和排除各種障礙，發(fā)揮農(nóng)業(yè)機(jī)械為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的最大效能一直是人們研究的重要課題。筆者從分析農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備在操作使用中常見的故障變化規(guī)律著手，提出機(jī)械故障診斷和農(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。一、故障變化規(guī)律 1故障形成的因素 (1自然因素：即農(nóng)機(jī)具設(shè)備受外部和內(nèi)部各種不可抗拒的自然因素的影響。如拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障率高低與季節(jié)有關(guān)。冬季低溫使用時(shí)，故障率高于夏季。如發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給系在冬季常因氣溫低、霧化不良，燃油容易凝固發(fā)生油路堵塞而不易啟

2、動(dòng)。 (2人為因素：即農(nóng)機(jī)具在制造和修理時(shí)使用了不合格的零件或違反了裝配技術(shù)要求；在使用中沒有遵守操作技術(shù)規(guī)程；沒有執(zhí)行規(guī)定的保養(yǎng)維護(hù)制度以及在運(yùn)輸、保管中不當(dāng)?shù)仍?，而使農(nóng)機(jī)具過早地喪失了它的應(yīng)有功能。 2磨損與時(shí)間的關(guān)系規(guī)律 一般將磨損過程分為三個(gè)階段，即初期磨損階段(又稱走合階段、穩(wěn)定磨損階段(又稱正常工作磨損階段和急劇磨損階段，如圖1所示。 (1初期磨損階段(Oa曲線：因農(nóng)機(jī)具在制造及修復(fù)零件時(shí)，零件內(nèi)表面或外表面難免留下刀痕，這些刀痕和凸起部分，會(huì)在走合時(shí)磨落成金屬屑及其氧化物顆粒，這些金屬屑、氧化物顆粒應(yīng)在走合維護(hù)時(shí)清除，如果留在零件摩擦表面會(huì)引起嚴(yán)重的磨料磨損，加速機(jī)件的磨損過程

3、。 (2穩(wěn)定磨損階段(ab曲線：隨著走合的進(jìn)展，表面粗糙度逐漸磨平，實(shí)際接觸面積不斷增大，單位面積壓力減小，磨損速度逐漸平緩，正常工作條件形成，進(jìn)入穩(wěn)定磨損階段，在這期問，工作時(shí)間最長，磨損速度最小，只要按規(guī)定正確使用和維護(hù)，一般不會(huì)發(fā)生故障。 (3急劇磨損階段(be曲線：在這個(gè)階段由于磨損的不斷積累，造成零件的配合間隙過大，以金屬的直接接觸代替原來的液體摩擦或邊界摩擦，因而導(dǎo)致強(qiáng)烈的磨損。使農(nóng)機(jī)具運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)附加的沖擊載荷、振動(dòng)和噪聲、溫度升高，在這一階段如不及時(shí)進(jìn)行調(diào)整或修理，會(huì)造成事故性故障，最終導(dǎo)致零件完全失效。 3故障變化規(guī)律 農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)生故障的變化規(guī)律一般分為三個(gè)時(shí)期，即早期故障期、

4、偶然故障期、耗損故障期，如圖2所示。 (1早期故障期(oA段：指新進(jìn)或大修后的農(nóng)業(yè)機(jī)械在走合期引起的故障。此時(shí)期特征是初始投入使用故障率較高，隨著使用時(shí)間的延長，其故障率呈漸減性(ab曲 線。 (2偶然故障期(AB段：指農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備在走合期結(jié)束后，轉(zhuǎn)入正常使用的有效壽命期。只要在正確維護(hù)和使用條件下，沒有特定的故障起主導(dǎo)作用，即使發(fā)生故障也是偶然的，故障率基本恒定，其值甚小(be直線。 (3耗損故障期(BE段：指農(nóng)機(jī)具通過長時(shí)期的使用，因零件達(dá)到使用極限，往往出現(xiàn)的故障率很高，耗損故障期的曲線是漸增性(ce曲線。 二、農(nóng)業(yè)機(jī)械的故障診斷方法 可分為主觀故障診斷方法和客觀故障診斷方法。 1農(nóng)業(yè)機(jī)

5、械的主觀故障診斷方法 農(nóng)機(jī)具的主觀故障診斷就是采用常規(guī)的眼看、耳聽、鼻嗅、手摸和詢問操作者的診斷方法，類似于中醫(yī)醫(yī)生的望、聞、問、切，該方法因診斷人的經(jīng)驗(yàn)而異，診斷結(jié)果并不完全一致。農(nóng)機(jī)具的主觀故障診斷方法具體操作是： (1采用眼看的感官視覺檢驗(yàn)：直接觀察農(nóng)機(jī)具的異?，F(xiàn)象。如漏油、漏水、發(fā)動(dòng)機(jī)排出的煙色以及機(jī)件松脫、明顯斷裂、扭曲變形等。為提高視覺檢驗(yàn)精度，在某些情況下，可借助放大鏡對(duì)零件的磨損、破損、裂紋等進(jìn)行檢驗(yàn)，還可借助于手錘敲擊對(duì)裂紋和鉚釘?shù)乃蓜?dòng)進(jìn)行檢查。為彌補(bǔ)視覺中某些箱體內(nèi)部檢驗(yàn)的不足，還可借助于光導(dǎo)纖維作為光傳導(dǎo)的內(nèi)窺鏡來檢測(cè)，或新、舊零件進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)等操作。 (2采用耳聽聲覺的

6、檢驗(yàn)：根據(jù)響聲的特征來判斷故障部位，辨別故障發(fā)生時(shí)應(yīng)注意到的異響聲與伴隨聲等現(xiàn)象，注意響聲與轉(zhuǎn)速、溫度、載荷以及發(fā)出響聲位置的關(guān)系，這樣才能提高判斷故障的準(zhǔn)確率。如發(fā)動(dòng)機(jī)活塞敲缸與轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度有關(guān)。轉(zhuǎn)速和溫度低時(shí)，響聲清晰；負(fù)荷大時(shí)，響聲明顯。 (3采用鼻嗅氣味的檢驗(yàn)：根據(jù)氣味的特征來判斷故障可能發(fā)生的部位，辨別故障發(fā)生時(shí)應(yīng)注意到的異常氣味與伴隨的煙氣等現(xiàn)象。如皮帶的橡膠氣味、摩擦片的燒焦味等，都會(huì)有明顯的異常氣味嗅到。 (4采用手摸觸覺的檢驗(yàn)：用手觸摸懷疑有故障或與故障相關(guān)的部位，以便找出故障所在。如用手觸摸制動(dòng)鼓若有燙手的現(xiàn)象，則證明車輪制動(dòng)器有制動(dòng)阻滯故障。 (5詢問操作者的檢驗(yàn)：就

7、是訪問一線使用者，了解農(nóng)機(jī)具使用條件和時(shí)間，以及故障發(fā)生時(shí)韻現(xiàn)象和病史等，以便判斷故障或?yàn)楣收显\斷提供參考資料。 2農(nóng)業(yè)機(jī)械的客觀故障診斷方法 農(nóng)機(jī)具的客觀故障診斷方法，類似西醫(yī)的體溫表、血壓計(jì)、心電圖儀、CT機(jī)等各種人體診斷儀器，不因儀器操作的使用者而異，診斷結(jié)果比較客觀地反映農(nóng)機(jī)具運(yùn)行的當(dāng)前工況?？煞譃楣?、量具檢驗(yàn)法，物理檢驗(yàn)法，儀器檢驗(yàn)法。 (1工、量具檢驗(yàn)法： 利用通用量具、專用量具測(cè)量零件現(xiàn)有的尺寸及形位公差值，與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的許用值進(jìn)行對(duì)比，確定零件能否繼續(xù)使用。 (2物理檢驗(yàn)法：利用電、磁、光、聲、熱等物理量，通過對(duì)工件引起的變化來探測(cè)零件技術(shù)狀況的一種方法。這種方法通常用來檢

8、驗(yàn)零件內(nèi)部隱蔽缺陷而又不損壞零件本身的一種無損的探傷檢驗(yàn)，如磁力探傷法，磁粉法、滲透法和射線法等。 (3儀器檢驗(yàn)法：就是使用儀器、儀表、傳感器、故障診斷儀器、設(shè)備等去檢測(cè)、分析故障之源的定性診斷方法。如用氣缸表測(cè)量氣缸壓力來判斷氣缸密封性的故障，根據(jù)測(cè)得結(jié)果來分析故障原因。 三、農(nóng)機(jī)具的修復(fù)方法 農(nóng)機(jī)具的修復(fù)方法，可采用金屬扣合、塑性變形、鑲加零件和局部修換等幾種方法。 1采用金屬扣合法 金屬扣合是利用金屬材料(波形鍵的塑性變形來完成扣合作用，以達(dá)到鑄件裂紋和斷裂的修復(fù)目的。金屬扣合法可用于不易補(bǔ)焊的鋼件、不允許有較大變形的鑄件以及有色金屬件的修復(fù)，對(duì)于大型鑄件的修復(fù)效果更突出。按扣合的性質(zhì)和

9、特點(diǎn)，可分為強(qiáng)固扣合、強(qiáng)密扣合、優(yōu)級(jí)扣合和熱扣合四種工藝。 (1強(qiáng)固扣合工藝：強(qiáng)固扣合適用于修復(fù)壁厚840ram的一般強(qiáng)度要求的薄壁機(jī)件。工藝實(shí)施方法：按波形鍵的凸緣結(jié)構(gòu)位置制造鉆模。利用鉆模在垂直于裂紋或斷裂面的方向上依次鉆孔。注意利用第一孔使鉆模定位。用鑿子加工波形槽。加工中要注意，必須使槽與鍵的配合間隙在0102ram以內(nèi)。 在波形鍵四周涂上環(huán)氧樹脂粘接劑，并嵌入波形槽中。鉚擊已嵌好的波形鍵的凸緣處。鉚擊強(qiáng)度應(yīng)由兩端向中間凸緣依次減弱。 (2強(qiáng)密扣合工藝：它是在強(qiáng)固扣合法的基礎(chǔ)上，在兩波形鍵之間裂紋或折斷面的結(jié)合線上加工綴縫栓孔，并使第二次鉆的綴縫栓孔稍微切人已裝好的波形鍵和綴縫栓，形成

10、一條密封的“金屬紐帶”，以達(dá)到阻止流體受壓滲漏的目的。綴縫栓可用直徑為58ram的低碳鋼或純銅等軟質(zhì)材料制造，這樣便于鉚緊。 (3優(yōu)級(jí)扣合工藝：優(yōu)級(jí)扣合主要用于修復(fù)在工作過程中要求承受高載荷的厚壁機(jī)件，如水壓機(jī)橫梁、軋鋼機(jī)主梁輥筒等。為使載荷分布到更多的面積和遠(yuǎn)離裂紋或折斷處，須在垂直于裂紋或折斷面的方向上鑲?cè)脘撝频拇u形加強(qiáng)件，用綴縫栓聯(lián)接，有時(shí)還用波形鍵加強(qiáng)。 (4熱扣合工藝：利用加熱的扣合件在冷卻過程中產(chǎn)生收縮而將開裂的機(jī)件鎖緊。該法適用于修復(fù)大型飛輪、齒輪和重型設(shè)備機(jī)身的裂紋及折斷面。 2采用塑性變形修復(fù)法 塑性變形修復(fù)零件一般有以下幾種方 法： (1鐓粗法：借助壓力來增加零件的外徑，以

11、補(bǔ)償外徑的磨損部分，主要用來修復(fù)有色金屬套筒和圓柱形零件，可修復(fù)內(nèi)徑或外徑磨損量小于06ram的零件。 (2擠壓法：利用壓力將零件不需嚴(yán)格控制尺寸部位的材料擠壓到受磨損的部位，主要適用于筒形零件內(nèi)徑的修復(fù)。 (3擴(kuò)脹法：這種方法的原理與擠壓法相同，不同的是零件受壓向外擴(kuò)脹，以增大外形尺寸，補(bǔ)償磨損部分。主要應(yīng)用于外徑磨損的套筒形零件。 (4壓力校直法：用壓力對(duì)零件進(jìn)行校直，校直必須矯枉過正，這樣，零件的彎曲變形量只有在矯枉過正的條件下，由校直中產(chǎn)生的塑性變形量進(jìn)行抵消。 (5砸擊校直法：通過砸擊零件上的彎曲低點(diǎn)部分，引起金屬材料延伸，在零件彎曲低點(diǎn)的表面處產(chǎn)生伸展性塑性變形，從而改變了零件彎曲部分的內(nèi)應(yīng)力分布狀況，使彎曲部位伸直。 (6火焰校直法：用氣焊乙炔焰迅速加熱零件的彎曲最高點(diǎn)，該處的表面層金屬就會(huì)迅速膨脹使零件加深彎曲度，在加熱點(diǎn)周圍和彎曲最低點(diǎn)處，冷金屬部分會(huì)限制加熱點(diǎn)金屬的膨脹。于是，被加熱的金屬就會(huì)受到擠壓在高溫下產(chǎn)生塑性變形。而加熱點(diǎn)處的金屬實(shí)際上就縮小了。當(dāng)加熱點(diǎn)處迅速冷卻后，必然造成零件的反向彎曲。 3采用鑲加零件修復(fù)法 配合零件磨損后，在結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度允許的條件下，增加一個(gè)零件來補(bǔ)償由于磨損及修復(fù)而去掉的部分，以恢復(fù)原有零件精度，這樣的方法稱為鑲加零件修復(fù)法。 4采用局部修換法 有些零件在使用過程中，往往各部位的磨損量不均勻，有的只有某個(gè)部位