自走式玉米收獲機的常見故障及維修技術(shù)

邢巍巍

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機械工程科學(xué)研究院，哈爾濱 150081)

0 引言

玉米是我國重要的糧食作物，隨著農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)普及，我國大部分玉米種植區(qū)已經(jīng)基本實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)。玉米收獲機作為玉米生產(chǎn)的重要機型，承擔(dān)著玉米的收獲任務(wù)，近年來隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的變革，玉米生產(chǎn)的經(jīng)營面積不斷擴大，對于中大型收獲機的需求量不斷提升，自走式玉米收獲機作為功能豐富技術(shù)先進的玉米收獲機，其銷售量和使用量得到了快速增長。在自走式玉米收獲機高效率完成生產(chǎn)任務(wù)的過程中，其可能因為駕駛習(xí)慣、田間環(huán)境、玉米種類、機械狀態(tài)等多種因素產(chǎn)生故障問題，了解玉米收獲機常見故障的特征、產(chǎn)生原因，有利于合理開展維修，保證自走式玉米收獲機的使用效率。

1 自走式玉米收獲機發(fā)展情況

隨著機械化生產(chǎn)的普及，自走式玉米收獲機進一步替代了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用較多的背負(fù)式和牽引式機型，成為了玉米生產(chǎn)的主力。自走式玉米收獲機在機械結(jié)構(gòu)上具有先天優(yōu)勢，其產(chǎn)品研發(fā)過程中能夠利用專用的底盤結(jié)構(gòu)合理布置割臺、剝皮機、糧倉及相關(guān)的機械傳動、電氣控制、液壓系統(tǒng)，使各個功能部件的配合更加精確，整機結(jié)構(gòu)更為合理。隨著玉米生產(chǎn)模式的變化及農(nóng)民認(rèn)識的逐步提高，自走式玉米收獲機的機型銷量也發(fā)生了明顯的變化。2015年以前，自走式玉米收獲機是以2行、3行機型最為熱銷，2015年以后，尤其是2018—2021年，4行、5行的中大型玉米收獲機逐步占領(lǐng)市場，國產(chǎn)一線農(nóng)機企業(yè)如中收集團、中聯(lián)眾科、勇猛機械、雷沃農(nóng)機等企業(yè)生產(chǎn)的4行、5行機型獲得了農(nóng)民的好評與認(rèn)可。先進的中大型自走式玉米收獲機也突顯了在大面積玉米收獲過程的技術(shù)先進性[1]。

但總體上講，技術(shù)先進的玉米收獲機和中大型玉米收獲機在玉米生產(chǎn)中的占比仍不盡人意。一方面是由于近幾年玉米生產(chǎn)經(jīng)營者受市場價格影響收入不高，降低了其購置新型自走式玉米收獲機的信心，加之中大型玉米收獲機本身制造成本高，其售價一直居高不下，即使有農(nóng)機購置補貼的幫扶，大部門農(nóng)民甚至農(nóng)機合作社對于自走式玉米收獲機的購置仍存在較大的負(fù)擔(dān)。另一方面，我國玉米生產(chǎn)模式受到地域影響存在較大的差異性，中大型玉米收獲機使用過程中對于種植密度過大、行距不規(guī)范等耕地的適用性會相應(yīng)降低，導(dǎo)致自走式玉米收獲機的應(yīng)用面積下降，部分山區(qū)、丘陵等地區(qū)的玉米耕地由于地形、地勢不良，只能使用傳統(tǒng)的背負(fù)式機型作業(yè)，這對自走式玉米收獲機的適用性提出了更高要求。對比來看，我國自主生產(chǎn)的玉米收獲機在技術(shù)先進性、使用可靠性等方面與國際先進機型相比存在較大的差距，主要受到農(nóng)用柴油機技術(shù)、生產(chǎn)加工能力、裝置精確度等眾多因素的影響，尤其在使用過程中自走式玉米收獲機的故障率偏高會嚴(yán)重降低農(nóng)民的用機信心，影響自走式玉米收獲機技術(shù)的普及。

2 導(dǎo)致玉米收獲機故障的原因

2.1 收獲機自身的技術(shù)原因

在玉米收獲機設(shè)計的過程中，要滿足玉米的喂入、摘穗、切斷、輸送、剝皮、收集等功能，需要設(shè)計眾多的機械零部件，并將其組成各個功能系統(tǒng)，還要在裝配過程使各個系統(tǒng)形成良好的配合關(guān)系。因此，在玉米收獲機設(shè)計和制造的過程中，常存在以下技術(shù)性問題，易導(dǎo)致玉米收獲機故障：1)為在有限空間內(nèi)滿足機械功能，部分零部件不得不采用尺寸更小、更單薄的材料，這些零部件成為易損件，必須定期檢查和更換，否則易產(chǎn)生故障；2)部分零件的功能易受到田間環(huán)境影響，如摘穗輥、輸送鏈條，可能因過載而失效；3)裝配過程不合理，如間隙調(diào)整不當(dāng)、鏈條張緊不合理等，也會造成故障問題。

2.2 駕駛操作原因

駕駛操作問題是導(dǎo)致自走式玉米收獲機故障的另一個主要因素，也是收獲機使用過程中的常見故障因素，使用操作不當(dāng)造成故障的原因有很多。例如，割臺高度過低易造成割臺前部磕碰或分禾器扶正秸稈的能力下降；超速駕駛會造成整機轉(zhuǎn)速增加，鏈傳動等薄弱零部件易被拉斷，摘穗和剝皮質(zhì)量可能會降低等。此外駕駛員在駕駛過程中不重視收獲機的功能異?；虍愴懻駝拥葐栴}，常造成小故障演變?yōu)榇蠊收蟍2]。

2.3 農(nóng)田環(huán)境原因

一方面，耕地條件對于玉米收獲機的使用壽命影響很大，例如，耕地中存在大量雜草，可能在收獲過程中造成雜草大量纏繞在摘穗輥、剝皮輥、傳動軸等轉(zhuǎn)動部件上，輕則造成整機運轉(zhuǎn)負(fù)荷增加，重則造成軸端變形、軸端斷裂、摘穗剝皮功能失效等問題，此外田間玉米種植的密度、行距等也影響玉米收獲機的性能發(fā)揮與故障率；另一方面，生產(chǎn)地區(qū)處于高溫、高寒等地帶，也會在一定程度影響收獲機的故障率，例如，高溫與高寒都會造成潤滑油的潤滑能力降低，可能導(dǎo)致零件磨損；地區(qū)的揚塵、沙塵暴等天氣會造成大量粉塵和沙粒堆積于機械的運轉(zhuǎn)部位，造成磨損，引起早期故障。

2.4 維修保養(yǎng)原因

維修保養(yǎng)導(dǎo)致故障的原因主要包括三方面：1)日常檢查保養(yǎng)不到位。很多駕駛員不重視玉米收獲機的日常檢查與保養(yǎng)工作，當(dāng)收獲機在日常工作結(jié)束后，部分工作位置常因為機械運轉(zhuǎn)和田間振動而出現(xiàn)的緊固件松動、張緊鏈條松動、零部件松動，沒有被及時發(fā)現(xiàn)，可能造成嚴(yán)重故障問題；或是由于潤滑油、潤滑脂沒有及時添加或更換造成零部件磨損嚴(yán)重。2)換件質(zhì)量不合格。在對損壞零部件進行更換時，部分駕駛員貪圖便宜，常更換劣質(zhì)零件，可能因為更換零件的質(zhì)量問題引起更大的故障。3)油液質(zhì)量不合格。潤滑油是傳統(tǒng)機械潤滑的重要介質(zhì)，部分駕駛員選擇的潤滑油存在質(zhì)量不合格、標(biāo)號不規(guī)范等問題，起不到潤滑效果，易造成傳動結(jié)構(gòu)因磨損而損壞。

3 典型故障問題的處理

3.1 機械零部件故障

3.1.1 軸類零件的變形

軸類零件變形是多方因素導(dǎo)致的，最主要的因素是使用過程中過載與雜草纏繞。當(dāng)軸類零件產(chǎn)生變形，常用的處理方式包括以下幾種：一是對于傳動不精密或低轉(zhuǎn)速的軸，通過人工檢測方法檢測軸的變形情況，可利用角尺、拉線、水平儀等設(shè)備對軸的變形狀態(tài)進行檢測，并標(biāo)注變形嚴(yán)重的位置，再通過壓力機在標(biāo)注點進行加壓矯正；二是對于傳動精密、轉(zhuǎn)速較高的軸，應(yīng)利用動平衡測試儀進行變形測試，并對定位偏移量較大的位置進行矯正，再通過動平衡儀重新測試，直到動平衡狀態(tài)良好為止。除對軸類零件進行矯正維修外，還要分析軸變形的原因，對于雜草纏繞導(dǎo)致的軸變形，可考慮增加防纏繞的護罩或清草裝置，還要建議駕駛員不要超負(fù)荷、超速使用收獲機[3]。

3.1.2 傳動件的磨損

傳動件磨損是收獲機使用過程中的常見故障問題，磨損根據(jù)產(chǎn)生的情況分為正常磨損和早期磨損兩類。正常磨損是傳動件在標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)下穩(wěn)定工作產(chǎn)生的摩擦損失，其需經(jīng)過較長時間才會造成零件失效問題；早期磨損是由于設(shè)計失誤、零部件加工缺陷、維護保養(yǎng)不及時、使用不規(guī)范而造成的磨損問題。當(dāng)零部件出現(xiàn)了磨損而導(dǎo)致失效時，常用的維修方式包括以下幾種：一是軸類零件磨損。軸類零件磨損包括工作部位的磨損和軸端磨損兩類，軸類零件的磨損通?？赏ㄟ^低溫鍍鐵的方式進行修復(fù)，對于局部磨損，也可通過激光熔覆和表面噴涂的方式進行修復(fù)；二是齒輪類零件磨損。齒輪類零件的磨損應(yīng)進行成對或成套齒輪的全部更換，不可僅更換磨損嚴(yán)重的齒輪，以免造成齒輪間的配合缺陷；三是割刀、秸稈粉碎刀磨損，這類零件多為可拆卸的組合結(jié)構(gòu)，可將磨損嚴(yán)重的部分零件拆卸更換。

3.1.3 零件的斷裂

零件斷裂主要是由于受力不均衡或受力過大導(dǎo)致的，部分?jǐn)嗔褑栴}也可能是由于加工、焊接或材料缺陷導(dǎo)致的。當(dāng)收獲機的金屬零件出現(xiàn)斷裂，應(yīng)根據(jù)其工作精度和重要性進行維修考慮，若零件工作精度不高或運行速度及頻率不高，可對其進行焊接、嵌套或貼附焊接維修；對于轉(zhuǎn)速較高、受頻繁沖擊載荷的零件，應(yīng)考慮對其整體更換。

3.1.4 零件開焊、脫漆

當(dāng)零件出現(xiàn)開焊時，大部分情況可以采用補焊修復(fù)，補焊前應(yīng)對開焊位置進行處理，去除附近的灰塵、雜物，并用摩擦片去除原焊口，再進行補焊。補焊時注意不要在田間進行，并遠(yuǎn)離易燃物，以免引起火災(zāi)。對于脫漆的零件，應(yīng)及時處理，以免銹蝕，可用砂紙適當(dāng)打磨，再重新噴漆。

3.2 收獲質(zhì)量故障

3.2.1 分禾器故障

分禾器是自走式玉米收獲機最前端的裝置，其主要功能是將玉米植株扶正，并引導(dǎo)植株進入割臺部分。分禾器護罩下多設(shè)計有鏈條傳動機構(gòu)，利用鏈條上安裝的撥齒將玉米的秸稈引導(dǎo)進入割臺部分。分禾器中安裝的帶有撥齒的鏈條稱為撥禾鏈，在日常使用時，撥禾鏈易產(chǎn)生以下故障：1)撥禾鏈磨損，包括鏈條磨損和拔齒磨損，這是由于撥禾鏈?zhǔn)褂眠^程需要長時間頻繁的與玉米秸稈接觸、碰撞，為避免撥禾鏈磨損造成引導(dǎo)秸稈能力降低，應(yīng)當(dāng)對磨損嚴(yán)重的撥禾鏈做到及時更換。2)撥禾鏈纏繞雜草，易造成撥禾鏈掉鏈，針對這一問題，應(yīng)當(dāng)在使用過程中注意撥禾鏈的纏草問題，建議廠家注意增加撥禾鏈的清草設(shè)計。此外，要注意調(diào)整撥禾鏈張緊度時，要松緊適宜，避免過松造成掉鏈，還要避免過勁造成鏈條磨損[4]。

3.2.2 割臺故障

割臺部分易發(fā)生的故障主要包括以下幾方面：1)摘穗輥夾傷玉米。表現(xiàn)為摘穗完成后玉米果穗根部的部分籽粒受擠壓而被破壞，會在一定程度影響玉米的保存和整體質(zhì)量。果穗被夾傷主要是由于摘穗輥間隙調(diào)整不當(dāng)造成的，應(yīng)對摘穗輥間隙進行重新調(diào)整，此外，收獲時摘穗輥轉(zhuǎn)速過高也可能造成果穗尾部夾傷破壞，應(yīng)選擇適宜的轉(zhuǎn)速作業(yè)。2)摘穗輥堵塞。摘穗輥堵塞可能是由于喂入量過大造成的，也可能是由于摘穗輥長時間使用表面磨損過于光滑造成的，當(dāng)秸稈不能及時被排出，就會造成堵塞問題，此時應(yīng)檢查摘穗輥的磨損狀態(tài)，部分摘穗輥設(shè)有彈簧調(diào)整結(jié)構(gòu)，還應(yīng)檢查彈簧是否出現(xiàn)老化問題，對于磨損嚴(yán)重的摘穗輥和老化的彈簧應(yīng)及時給予更換。摘穗輥堵塞的另一個原因就是雜草纏繞，當(dāng)大量雜草纏繞于摘穗輥的軸頸，會阻礙玉米秸稈進入摘穗輥的過程，導(dǎo)致大量秸稈在摘穗輥的前方聚集造成堵塞，因此也就對摘穗輥增設(shè)適合的防纏草結(jié)構(gòu)，減少雜草纏繞產(chǎn)生的影響。

3.2.3 剝皮機故障

剝皮機的故障主要表現(xiàn)在兩種形式：1)剝皮不凈。多表現(xiàn)為剝皮完成后仍有包皮存留在玉米果穗上，這是由于剝皮能力不足或玉米喂入量過大造成的。剝皮能力不足可能是由于剝皮輥磨損、剝皮輥間隙調(diào)整不當(dāng)、壓板壓力不足等原因造成的。應(yīng)檢查剝皮輥磨損狀態(tài)，對磨損嚴(yán)重的剝皮輥進行更換或維修處理，重新調(diào)整剝皮輥的配合間隙，檢查是否恢復(fù)良好的剝皮能力。若仍剝皮不凈，可適當(dāng)加大壓板壓力。2)籽粒損失量大。主要是由于剝皮能力過強造成的，此時應(yīng)適當(dāng)減少壓板壓力，并放慢收獲速度，減少剝皮過程中的振動和沖擊。

3.2.4 秸稈粉碎裝置故障

通常情況下要求玉米秸稈粉碎的長度應(yīng)低于10 cm，若粉碎質(zhì)量不合格，主要是粉碎刀具性能不良造成的，此時應(yīng)檢查刀軸傳動帶的松緊狀態(tài)，查看是否出現(xiàn)松弛、打滑、磨損問題，調(diào)整或更換傳動帶，確保傳動效率。還應(yīng)檢查刀具的磨損狀態(tài)，查看是否有刀片損壞或丟失，確保粉碎刀具的完好。此外，還要注意刀軸是否存在雜草纏繞或粘黏泥土問題，確保刀軸的清潔[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，玉米收獲機做為玉米生產(chǎn)的重要機型，其在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的故障問題是多樣性的，駕駛?cè)藛T在使用和操作玉米收獲機的過程中應(yīng)當(dāng)重視機械狀態(tài)的檢查，發(fā)現(xiàn)故障問題和異常狀態(tài)，做到及時檢修，嚴(yán)重故障時要尋找專業(yè)維修機構(gòu)進行處理，不得私自拆卸及維修設(shè)備。此外，還要注意日常使用過程中的維修保養(yǎng)工作，確保玉米收獲機在最佳的狀態(tài)下參與玉米收獲作業(yè)。