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农业机械设备保持良好的技术状态，是农机设计者研究可靠性的前提，也是农业机械操作者使用维护的目的。农业机械在操作使用中如何正确地预防、控制设备的故障和排除各种障碍，发挥农业机械为农业生产服务的最大效能一直是人们研究的重要课题。笔者从分析农业机械设备在操作使用中常见的故障变化规律着手，提出机械故障诊断和农机具的修复方法，以达到延长农机具的使用寿命。 一、故障变化规律 1．故障形成的因素 (1)自然因素：即农机具设备受外部和内部各种不可抗拒的自然因素的影响。如拖拉机的发动机故障率高低与季节有关。冬季低温使用时，故障率高于夏季。如发动机的燃料供给系在冬季常因气温低、雾化不良，燃油容易凝固发生油路堵塞而不易启动。 (2)人为因素：即农机具在制造和修理时使用了不合格的零件或违反了装配技术要求；在使用中没有遵守操作技术规程；没有执行规定的保养维护制度以及在运输、保管中不当等原因，而使农机具过早地丧失了它的应有功能。 2．磨损与时间的关系规律 一般将磨损过程分为三个阶段，即初期磨损阶段(又称走合阶段)、稳定磨损阶段(又称正常工作磨损阶段)和急剧磨损阶段，如图1所示。 (1)初期磨损阶段(Oa曲线)：因农机具在制造及修复零件时，零件内表面或外表面难免留下刀痕，这些刀痕和凸起部分，会在走合时磨落成金属屑及其氧化物颗粒，这些金属屑、氧化物颗粒应在走合维护时清除，如果留在零件摩擦表面会引起严重的磨料磨损，加速机件的磨损过程。 (2)稳定磨损阶段(ab曲线)：随着走合的进展，表面粗糙度逐渐磨平，实际接触面积不断增大，单位面积压力减小，磨损速度逐渐平缓，正常工作条件形成，进入稳定磨损阶段，在这期问，工作时间最长，磨损速度最小，只要按规定正确使用和维护，一般不会发生故障。 (3)急剧磨损阶段(be曲线)：在这个阶段由于磨损的不断积累，造成零件的配合间隙过大，以金属的直接接触代替原来的液体摩擦或边界摩擦，因而导致强烈的磨损。使农机具运转时出现附加的冲击载荷、振动和噪声、温度升高，在这一阶段如不及时进行调整或修理，会造成事故性故障，最终导致零件完全失效。 3．故障变化规律 农业机械发生故障的变化规律一般分为三个时期，即早期故障期、偶然故障期、耗损故障期，如图2所示。 (1)早期故障期(oA段)：指新进或大修后的．农业机械在走合期引起的故障。此时期特征是初始投入使用故障率较高，随着使用时间的延长，其故障率呈渐减性(ab曲线)。 (2)偶然故障期(AB段)：指农业机械设备在走合期结束后，转入正常使用的有效寿命期。只要在正确维护和使用条件下，没有特定的故障起主导作用，即使发生故障也是偶然的，故障率基本恒定，其值甚小(be直线)。 (3)耗损故障期(BE段)：指农机具通过长时期的使用，因零件达到使用极限，往往出现的故障率很高，耗损故障期的曲线是渐增性(ce曲线)。 二、农业机械的故障诊断方法 可分为主观故障诊断方法和客观故障诊断方法。 1．农业机械的主观故障诊断方法 农机具的主观故障诊断就是采用常规的眼看、耳听、鼻嗅、手摸和询问操作者的诊断方法，类似于中医医生的望、闻、问、切，该方法因诊断人的经验而异，诊断结果并不完全一致。农机具的主观故障诊断方法具体操作是： (1)采用眼看的感官视觉检验：直接观察农机具的异常现象。如漏油、漏水、发动机排出的烟色以及机件松脱、明显断裂、扭曲变形等。为提高视觉检验精度，在某些情况下，可借助放大镜对零件的磨损、破损、裂纹等进行检验，还可借助于手锤敲击对裂纹和铆钉的松动进行检查。为弥补视觉中某些箱体内部检验的不足，还可借助于光导纤维作为光传导的内窥镜来检测，或新、旧零件进行对比检验等操作。 (2)采用耳听声觉的检验：根据响声的特征来判断故障部位，辨别故障发生时应注意到的异响声与伴随声等现象，注意响声与转速、温度、载荷以及发出响声位置的关系，这样才能提高判断故障的准确率。如发动机活塞敲缸与转速、负荷、温度有关。转速和温度低时，响声清晰；负荷大时，响声明显。 (3)采用鼻嗅气味的检验：根据气味的特征来判断故障可能发生的部位，辨别故障发生时应注意到的异常气味与伴随的烟气等现象。如皮带的橡胶气味、摩擦片的烧焦味等，都会有明显的异常气味嗅到。 (4)采用手摸触觉的检验：用手触摸怀疑有故障或与故障相关的部位，以便找出故障所在。如用手触摸制动鼓若有烫手的现象，则证明车轮制动器有制动阻滞故障。 (5)询问操作者的检验：就是访问一线使用者，了解农机具使用条件和时间，以及故障发生时韵现象和病史等，以便判断故障或为故障诊断提供参考资料。 2．农业机械的客观故障诊断方法 农机具的客观故障诊断方法，类似西医的体温表、血压计、心电图仪、CT机等各种人体诊断仪器，不因仪器操作的使用者而异，诊断结果比较客观地反映农机具运行的当前工况。可分为工、量具检验法，物理检验法，仪器检验法。 (1)工、量具检验法：利用通用量具、专用量具测量零件现有的尺寸及形位公差值，与技术标准所规定的许用值进行对比，确定零件能否继续使用。 (2)物理检验法：利用电、磁、光、声、热等物理量，通过对工件引起的变化来探测零件技术状况的一种方法。这种方法通常用来检验零件内部隐蔽缺陷而又不损坏零件本身的一种无损的探伤检验，如磁力探伤法，磁粉法、渗透法和射线法等。 (3)仪器检验法：就是使用仪器、仪表、传感器、故障诊断仪器、设备等去检测、分析故障之源的定性诊断方法。如用气缸表测量气缸压力来判断气缸密封性的故障，根据测得结果来分析故障原因。 三、农机具的修复方法 农机具的修复方法，可采用金属扣合、塑性变形、镶加零件和局部修换等几种方法。 1．采用金属扣合法 金属扣合是利用金属材料(波形键)的塑性变形来完成扣合作用，以达到铸件裂纹和断裂的修复目的。金属扣合法可用于不易补焊的钢件、不允许有较大变形的铸件以及有色金属件的修复，对于大型铸件的修复效果更突出。按扣合的性质和特点，可分为强固扣合、强密扣合、优级扣合和热扣合四种工艺。 (1)强固扣合工艺：强固扣合适用于修复壁厚8～40ram的一般强度要求的薄壁机件。工艺实施方法：①按波形键的凸缘结构位置制造钻模。利用钻模在垂直于裂纹或断裂面的方向上依次钻孔。注意利用第一孔使钻模定位。②用凿子加工波形槽。加工中要注意，必须使槽与键的配合间隙在0．1～0．2ram以内。③ 在波形键四周涂上环氧树脂粘接剂，并嵌入波形槽中。④铆击已嵌好的波形键的凸缘处。铆击强度应由两端向中间凸缘依次减弱。 (2)强密扣合工艺：它是在强固扣合法的基础上，在两波形键之间裂纹或折断面的结合线上加工缀缝栓孔，并使第二次钻的缀缝栓孔稍微切人已装好的波形键和缀缝栓，形成一条密封的“金属纽带”，以达到阻止流体受压渗漏的目的。缀缝栓可用直径为5～8ram的低碳钢或纯铜等软质材料制造，这样便于铆紧。 (3)优级扣合工艺：优级扣合主要用于修复在工作过程中要求承受高载荷的厚壁机件，如水压机横梁、轧钢机主梁辊筒等。为使载荷分布到更多的面积和远离裂纹或折断处，须在垂直于裂纹或折断面的方向上镶入钢制的砖形加强件，用缀缝栓联接，有时还用波形键加强。 (4)热扣合工艺：利用加热的扣合件在冷却过程中产生收缩而将开裂的机件锁紧。该法适用于修复大型飞轮、齿轮和重型设备机身的裂纹及折断面。 2．采用塑性变形修复法 塑性变形修复零件一般有以下几种方法： (1)镦粗法：借助压力来增加零件的外径，以补偿外径的磨损部分，主要用来修复有色金属套筒和圆柱形零件，可修复内径或外径磨损量小于0．6ram的零件。 (2)挤压法：利用压力将零件不需严格控制尺寸部位的材料挤压到受磨损的部位，主要适用于筒形零件内径的修复。 (3)扩胀法：这种方法的原理与挤压法相同，不同的是零件受压向外扩胀，以增大外形尺寸，补偿磨损部分。主要应用于外径磨损的套筒形零件。 (4)压力校直法：用压力对零件进行校直，校直必须矫枉过正，这样，零件的弯曲变形量只有在矫枉过正的条件下，由校直中产生的塑性变形量进行抵消。 (5)砸击校直法：通过砸击零件上的弯曲低点部分，引起金属材料延伸，在零件弯曲低点的表面处产生伸展性塑性变形，从而改变了零件弯曲部分的内应力分布状况，使弯曲部位伸直。 ． (6)火焰校直法：用气焊乙炔焰迅速加热零件的弯曲最高点，该处的表面层金属就会迅速膨胀使零件加深弯曲度，在加热点周围和弯曲最低点处，冷金属部分会限制加热点金属的膨胀。于是，被加热的金属就会受到挤压在高温下产生塑性变形。而加热点处的金属实际上就缩小了。当加热点处迅速冷却后，必然造成零件的反向弯曲。 3．采用镶加零件修复法 配合零件磨损后，在结构和强度允许的条件下，增加一个零件来补偿由于磨损及修复而去掉的部分，以恢复原有零件精度，这样的方法称为镶加零件修复法。 4．采用局部修换法 有些零件在使用过程中，往往各部位的磨损量不均匀，有的只有某个部位磨损严重，而其余部位尚好或磨损轻微。如果零件结构允许，可将磨损严重的部位切除，重制新件用机械联结、焊接或粘接的方法固定在原来的零件上，使零件得以修复的方法称为局部修换法。 综上所述，正确的故障诊断是保证农业机械合理的修复工艺和修复质量的关键环节，通过诊断确定零件技术状况和采取必要的修复工艺措施，进行合理地修复方法是达到恢复农机具原有机械性能和延长农业机械使用寿命的可靠保证。
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