農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛的常見(jiàn)故障與預(yù)防措施

張 珊 ， 李德慶 ， 錢(qián)志芳

（無(wú)錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 無(wú)錫 214028）

隨著城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)成為保證糧食安全的重要一環(huán)。實(shí)踐證明，合理應(yīng)用農(nóng)用機(jī)械設(shè)備可以有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)效率，但在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，由于部分駕駛?cè)藛T缺乏基本駕駛維修經(jīng)驗(yàn)，農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛得不到有效保養(yǎng)，容易引發(fā)各種故障，甚至造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此，要加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械故障的分析，強(qiáng)化日常的預(yù)防措施，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用效果。

1 農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛的發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前我國(guó)正處于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)機(jī)械之間的緊密程度不斷增強(qiáng)，農(nóng)業(yè)機(jī)械能夠有效提高作業(yè)效率、降低成本支出、節(jié)省人力資源，同時(shí)能夠確保生產(chǎn)的連續(xù)性、科學(xué)性。農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛作為一項(xiàng)綜合類(lèi)型的技術(shù)，包括駕駛學(xué)、機(jī)械學(xué)、作物學(xué)，貫穿于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程中，農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)備不僅要符合現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的時(shí)效性，確保精準(zhǔn)工作、自動(dòng)工作和智能工作[1]。

農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程至關(guān)重要，一旦車(chē)輛發(fā)生故障就會(huì)嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，技術(shù)人員要制定機(jī)械車(chē)輛使用行為辦法，定期與農(nóng)戶進(jìn)行溝通交流，開(kāi)展技術(shù)幫扶，明確故障隱患原因，積極采取預(yù)防措施，降低故障發(fā)生的概率。農(nóng)業(yè)機(jī)械車(chē)輛主要在農(nóng)忙的時(shí)期大規(guī)模投入使用，起到基礎(chǔ)的運(yùn)輸作用。農(nóng)業(yè)機(jī)械車(chē)輛必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成作業(yè)，在高強(qiáng)度的工作頻率下，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障的概率也會(huì)隨之升高。當(dāng)下正是我國(guó)農(nóng)機(jī)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家，現(xiàn)階段我國(guó)耕地難以實(shí)現(xiàn)集成化、機(jī)械化作業(yè)，農(nóng)機(jī)技術(shù)受生產(chǎn)力的限制，在整體發(fā)展過(guò)程中對(duì)技術(shù)人員的操作要求較高，一旦農(nóng)機(jī)發(fā)生故障，需要到專(zhuān)業(yè)的維修站點(diǎn)或請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的人員進(jìn)行上門(mén)維修。但不少農(nóng)民為了節(jié)省維修費(fèi)用，盲目對(duì)農(nóng)機(jī)進(jìn)行修補(bǔ)，嚴(yán)重影響了農(nóng)機(jī)車(chē)輛的日常運(yùn)行，造成了極大的安全隱患[2]。

農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛作業(yè)是一項(xiàng)綜合性活動(dòng)，涉及大量的區(qū)域和人口，一旦處理不當(dāng)可能會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，也要綜合考慮潮濕天氣腐蝕機(jī)械設(shè)備的可能性。因此，需要采取有效的避雨措施，制定完善的機(jī)械管理模式，從整體上入手進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)，重點(diǎn)推進(jìn)農(nóng)機(jī)車(chē)輛建設(shè)，消除負(fù)面影響，保證農(nóng)機(jī)作業(yè)安全，提高我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，充分發(fā)揮農(nóng)機(jī)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益[3]。

2 農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛的常見(jiàn)故障

2.1 發(fā)電機(jī)故障

在農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)電機(jī)會(huì)受到不同程度的磨合，在不斷使用過(guò)程中，整體的磨合程度也線性增長(zhǎng)，影響發(fā)電機(jī)零件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)作為機(jī)械車(chē)輛的核心部件，在日常作業(yè)過(guò)程中，機(jī)械車(chē)輛作業(yè)的環(huán)境較為復(fù)雜，發(fā)電機(jī)故障的問(wèn)題十分常見(jiàn)，發(fā)電量過(guò)高或過(guò)低都會(huì)給整體的動(dòng)力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。發(fā)電量過(guò)低時(shí)，缺乏動(dòng)力，主要原因包括傳動(dòng)皮帶松動(dòng)、線口受損、接口松動(dòng)等。當(dāng)發(fā)電量過(guò)高時(shí)，會(huì)損傷機(jī)械設(shè)備的整體，照明系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)中更容易引起發(fā)電機(jī)過(guò)熱現(xiàn)象、元件板短路、磁化線圈斷路等一系列嚴(yán)重問(wèn)題。此外，在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，由于接口松動(dòng)電刷接觸不良等問(wèn)題，容易導(dǎo)致發(fā)電機(jī)異響，皮帶摩擦阻力增大，二極管中釋放大量電能，嚴(yán)重時(shí)二極管直接燒壞，造成發(fā)電機(jī)故障[4]。

2.2 脫擋故障

農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛經(jīng)常在低洼的地區(qū)進(jìn)行作業(yè)，容易出現(xiàn)脫擋故障，對(duì)農(nóng)用機(jī)械的正常行駛產(chǎn)生不利影響。車(chē)輛滿載時(shí)，很容易發(fā)生側(cè)翻事故，對(duì)駕駛?cè)藛T造成嚴(yán)重的生命健康威脅。由此可見(jiàn)，車(chē)輛脫擋是重要的隱患來(lái)源，在實(shí)際使用過(guò)程中，要密切關(guān)注車(chē)輛的行駛狀態(tài)，綜合變速桿實(shí)際狀態(tài)，避免出現(xiàn)脫擋問(wèn)題[5]。例如，當(dāng)機(jī)械車(chē)輛緊急變速或在顛簸的道路行駛時(shí)，都可能出現(xiàn)脫擋問(wèn)題，內(nèi)部原因包括掛擋機(jī)構(gòu)調(diào)整不當(dāng)、變形彈簧應(yīng)力較小，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中要具體問(wèn)題具體分析。車(chē)輛長(zhǎng)期在巨大壓力下使用，會(huì)導(dǎo)致各個(gè)部件的荷載超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生裂紋或者破損，發(fā)生車(chē)軸斷裂、中梁折斷等重大安全事故。

2.3 制動(dòng)失效

農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛在上坡過(guò)程中，由于車(chē)輛本身荷載大，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有一定傷害，而車(chē)輛在下坡過(guò)程中，離合轉(zhuǎn)換存在難度，車(chē)輛在下坡過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重磨損，甚至出現(xiàn)車(chē)輪制動(dòng)器過(guò)熱、剎車(chē)失靈、配件結(jié)構(gòu)松弛等嚴(yán)重問(wèn)題。制動(dòng)失效是農(nóng)機(jī)車(chē)輛在行駛過(guò)程中的重要問(wèn)題，一旦出現(xiàn)間歇性制動(dòng)失衡、無(wú)法在規(guī)定距離內(nèi)停車(chē)減速的情況，將嚴(yán)重威脅駕駛?cè)藛T及相關(guān)人員的生命安全。制動(dòng)失效的主要原因是農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛使用時(shí)間較長(zhǎng)，剎車(chē)片磨損情況嚴(yán)重，制動(dòng)系統(tǒng)靈敏性下降[6]。

農(nóng)機(jī)車(chē)輛日常行駛的道路大多是泥土路，道路情況不容樂(lè)觀，在實(shí)際制動(dòng)過(guò)程中可能出現(xiàn)不規(guī)則跑偏和定向跑偏。不規(guī)則跑偏是指車(chē)輛在行駛過(guò)程中，固定螺母出現(xiàn)松動(dòng)情況，可能會(huì)出現(xiàn)不同程度位移，車(chē)輛的前后方難以維持平衡狀態(tài)，制動(dòng)管路受到外物的沖擊，凸輪存在異物等多種因素導(dǎo)致制動(dòng)失靈。定向跑偏是指在農(nóng)用車(chē)使用過(guò)程中，由于長(zhǎng)期不良的行駛習(xí)慣或者道路影響，左右車(chē)輪出現(xiàn)不平衡的制動(dòng)間隙，整體的制動(dòng)不平順，一側(cè)車(chē)輪的輪轂出現(xiàn)硬化，影響整體的摩擦系數(shù)。制動(dòng)跑偏存在較大的危險(xiǎn)性，因此要做好前期的檢修工作，明確鋼板是否存在異味或者是折斷情況，及時(shí)修理對(duì)應(yīng)的組件，勘查損壞的管路，保證回位彈簧處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免出現(xiàn)大面積磨損問(wèn)題[7]。

2.4 轉(zhuǎn)向沉重

相比于常見(jiàn)的車(chē)輛，農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛的轉(zhuǎn)向較為沉重，在設(shè)計(jì)之初，農(nóng)用車(chē)輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上下咬合過(guò)緊，整體的轉(zhuǎn)向較為困難。在日常作業(yè)過(guò)程中，表現(xiàn)為轉(zhuǎn)向幅度較大，定位不準(zhǔn)，襯套過(guò)緊，頭部缺乏潤(rùn)滑，一旦出現(xiàn)緊急問(wèn)題時(shí)，駕駛員難以進(jìn)行有效反應(yīng)[8]。例如，在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，可以卸下主動(dòng)軸通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，檢測(cè)扭矩，如果還存在轉(zhuǎn)向過(guò)重的現(xiàn)象，就說(shuō)明內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，要綜合考慮推桿或者傳動(dòng)皮帶是否老化問(wèn)題，及時(shí)做好日常的清潔工作，同時(shí)要進(jìn)行定期的養(yǎng)護(hù)，加強(qiáng)日常的思路定位，一旦出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)要及時(shí)校準(zhǔn)處理。

3 農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛預(yù)防措施

3.1 完善人員管理機(jī)制

人員是農(nóng)機(jī)車(chē)輛設(shè)備的主要因素，農(nóng)業(yè)部門(mén)要加強(qiáng)內(nèi)部的思想教育，明確崗位要求，加強(qiáng)實(shí)踐分析，明確作業(yè)人員所缺乏的基本素養(yǎng)。農(nóng)機(jī)車(chē)輛需要定期維修養(yǎng)護(hù)。但縱觀整體的農(nóng)業(yè)發(fā)展，大部分維修人員并沒(méi)有接受過(guò)專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)教育，信息較為閉塞，只能處理一些常見(jiàn)的問(wèn)題，一旦面對(duì)新型的機(jī)械問(wèn)題，經(jīng)常會(huì)感到束手無(wú)策。要從終端和源頭入手管理，構(gòu)建全面的農(nóng)機(jī)管理模式。一線技術(shù)人員的技術(shù)素養(yǎng)和道德素質(zhì)，對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、機(jī)械一體化具有較大的意義，在作業(yè)前需要對(duì)于技術(shù)人員進(jìn)行系統(tǒng)的考核、培訓(xùn)。對(duì)于部分鋼材焊接、帶電作業(yè)、路線調(diào)試等環(huán)節(jié)，應(yīng)要求施工人員出具特種作業(yè)資格證。綜合作業(yè)的農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài)、土質(zhì)情況，進(jìn)行有效本土化管理，在整體管理過(guò)程中要切實(shí)抓好“人”這個(gè)重要因素，以點(diǎn)帶面，實(shí)現(xiàn)全水平的管理[9]。將責(zé)任確定到個(gè)人身上，為后續(xù)的機(jī)械智能管理提供有效的支撐。

通過(guò)各種形式的座談會(huì)、技術(shù)大賽，提升技術(shù)人員的操作能力與專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，鼓勵(lì)農(nóng)民了解新型農(nóng)用機(jī)械設(shè)備的情況，國(guó)家應(yīng)該給予相應(yīng)的財(cái)政補(bǔ)貼，采取以租代買(mǎi)的方式，統(tǒng)一管理農(nóng)機(jī)設(shè)備。農(nóng)民作為農(nóng)機(jī)車(chē)輛的終端使用者，應(yīng)定期檢查易磨損零件，及時(shí)更換嚴(yán)重?fù)p壞的零件，維持車(chē)輛的有序運(yùn)行。同時(shí)農(nóng)業(yè)部門(mén)要加強(qiáng)農(nóng)用車(chē)輛的監(jiān)管力度，定期進(jìn)行監(jiān)管，及時(shí)排查報(bào)廢超過(guò)年限的農(nóng)用車(chē)輛，借助電視宣傳手冊(cè)、報(bào)紙等傳統(tǒng)媒介，整合抖音、快手、火山小視頻等新媒體平臺(tái)，向廣大群眾宣傳農(nóng)用車(chē)輛的使用知識(shí)。技術(shù)人員要及時(shí)回復(fù)農(nóng)民的疑問(wèn)，幫助農(nóng)民更準(zhǔn)確地掌握農(nóng)用車(chē)輛的安全使用方法，組織操作人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)，保證駕駛員能夠掌握農(nóng)用車(chē)輛的基礎(chǔ)知識(shí)，從而提高駕駛員的操作技能與安全意識(shí)，降低事故發(fā)生的概率。

3.2 加強(qiáng)故障分析

農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛的作業(yè)環(huán)境比較復(fù)雜，要加強(qiáng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、制動(dòng)系統(tǒng)的檢測(cè)。發(fā)動(dòng)機(jī)故障是農(nóng)用機(jī)械車(chē)輛故障的主要原因，在實(shí)際管理過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的養(yǎng)護(hù)，規(guī)范日常的使用標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)找出故障原因，要綜合考慮設(shè)計(jì)、裝配、維修等不同因素。將子功能劃分到每個(gè)功能區(qū)，建立不同節(jié)點(diǎn)的相互聯(lián)系。在實(shí)際管理過(guò)程中要統(tǒng)籌農(nóng)機(jī)設(shè)備模塊之間的幾何相關(guān)條件和物理相關(guān)條件，通過(guò)模糊聚類(lèi)的方式，構(gòu)建相應(yīng)的矩陣方程，借助評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的故障分析[10]。

例如，在實(shí)際使用過(guò)程中，要時(shí)刻關(guān)注車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，綜合制動(dòng)系統(tǒng)與傳動(dòng)系統(tǒng)之間的垂直狀態(tài)、平行度、同軸度，認(rèn)真分析零件的損壞情況，加強(qiáng)日常的清潔、潤(rùn)滑工作，有效減輕零件的磨損程度，保證機(jī)械車(chē)輛的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。針對(duì)制動(dòng)失效的問(wèn)題，駕駛員要及時(shí)檢查剎車(chē)片和連桿裝置是否存在大面積磨損。密切關(guān)注制動(dòng)器分離的情況，如果分離不夠徹底，在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)器發(fā)熱，整體的回彈變軟無(wú)法歸位，嚴(yán)重影響到整體的制動(dòng)距離。在日常行駛過(guò)程中，綜合空氣壓縮機(jī)的氣壓表指數(shù)，判斷制動(dòng)器內(nèi)是否存在異物，加強(qiáng)前期的隱患排查。

3.3 引入數(shù)據(jù)化的管理機(jī)制

高需求的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品對(duì)耕作效率提出了更高要求，在農(nóng)機(jī)使用時(shí)可以進(jìn)行系統(tǒng)建模，對(duì)傳統(tǒng)的PID控制器進(jìn)行結(jié)構(gòu)重組，借助對(duì)應(yīng)的模糊分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法，提高整體系統(tǒng)的適應(yīng)性。耦合農(nóng)用車(chē)輛在復(fù)雜路面下的行駛軌跡，借助EPS系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)向模型，提取不同因素進(jìn)行主成分分析，借助仿真模擬明確整體的仿真參數(shù)，以提取整體的行駛軌跡，測(cè)量偏差。同時(shí)要建立違章數(shù)據(jù)信息庫(kù)，對(duì)于慣性問(wèn)題進(jìn)行根源分析。挖掘好大數(shù)據(jù)背后的原因，以數(shù)據(jù)的關(guān)鍵性、傾向性入手，分析發(fā)展態(tài)勢(shì)，做好后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析。建立全過(guò)程的數(shù)據(jù)披露驗(yàn)證制度，技術(shù)人員可以建立農(nóng)機(jī)車(chē)輛信息數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)展全網(wǎng)跟蹤，進(jìn)行全系統(tǒng)記錄，對(duì)車(chē)輛違章使用情況進(jìn)行匯總整理，提高數(shù)據(jù)背后的價(jià)值。

例如，仿真參數(shù)提取車(chē)輛的行駛軌跡、側(cè)向偏差、方向偏角，確定微分反饋系數(shù)、比例前饋系數(shù)，分析路程與應(yīng)力之間的關(guān)系，通過(guò)改變參數(shù)分析內(nèi)部的耦合性關(guān)系。離散化作為有限元方程的核心思想，離散方程將連續(xù)的墻面分割成單一的微小單元，可以使得單元與單元之間通過(guò)固定的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效還原。要考慮土壤硬度、空氣濕度等的綜合影響，擬合建立等效方程，持續(xù)優(yōu)化SNA-PID控制方法，利用橢圓積分推導(dǎo)不同情況下的應(yīng)力變化，保證平均偏差在5%以?xún)?nèi)快速對(duì)比歷史數(shù)據(jù)。采用智能監(jiān)測(cè)化前端設(shè)備，調(diào)取轉(zhuǎn)向電機(jī)、轉(zhuǎn)向軸、減速機(jī)構(gòu)等關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，通過(guò)智能化運(yùn)算，快速發(fā)布信號(hào)以及追蹤預(yù)警，實(shí)現(xiàn)重要節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)管理。

4 小結(jié)

農(nóng)機(jī)車(chē)輛是農(nóng)業(yè)物資運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ?，在使用過(guò)程中不可避免會(huì)發(fā)生磨損。車(chē)輛在使用過(guò)程中的載重大，行駛速度高，同時(shí)也易受外界環(huán)境的影響。技術(shù)人員應(yīng)該合理利用智能控制系統(tǒng)，明確農(nóng)機(jī)設(shè)備作業(yè)過(guò)程中存在的問(wèn)題，加強(qiáng)故障分析，滿足市場(chǎng)的多樣化要求，保證農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。