淺談農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣系統(tǒng)的組成特點(diǎn)與故障維修方法

崔宗霞

（山東省濟(jì)南市長(zhǎng)清區(qū)雙泉鎮(zhèn)人民政府，山東 濟(jì)南 250303）

在我國(guó)現(xiàn)代化農(nóng)用機(jī)械生產(chǎn)中，除了傳統(tǒng)機(jī)械、液壓等農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的廣泛運(yùn)用外，現(xiàn)代電力系統(tǒng)的功用與意義也日益突出。特別在高智能化信息技術(shù)與農(nóng)用機(jī)械生產(chǎn)全面融合的新時(shí)代，電力系統(tǒng)更是涉及到了農(nóng)用機(jī)械生產(chǎn)的眾多結(jié)構(gòu)，并準(zhǔn)確地掌控農(nóng)用機(jī)械的各項(xiàng)功能。但如果現(xiàn)代農(nóng)用機(jī)械生產(chǎn)的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中發(fā)生重大故障時(shí)，對(duì)農(nóng)用機(jī)械的正常工作能力、操作精確性、故障檢測(cè)功能等均會(huì)形成巨大負(fù)面影響，而處理不當(dāng)還會(huì)造成農(nóng)作物產(chǎn)品效能下降、作業(yè)品質(zhì)降低等問題。所以，農(nóng)用機(jī)械司機(jī)必須清楚農(nóng)用機(jī)械產(chǎn)品電氣系統(tǒng)構(gòu)造和工作原理，并熟悉常發(fā)故障的保養(yǎng)技能，以確保農(nóng)業(yè)機(jī)器能進(jìn)行最合理的使用和保養(yǎng)。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣系統(tǒng)的特點(diǎn)

農(nóng)業(yè)機(jī)械的內(nèi)部電氣系統(tǒng)，是不同操作單元的電力部件之間實(shí)現(xiàn)電源、控制、通信、控制功能的裝置的統(tǒng)稱，農(nóng)業(yè)機(jī)械的內(nèi)部電氣系統(tǒng)一般包含有電源裝置、輸電線路、操作控制臺(tái)、保護(hù)單元、測(cè)量原件、預(yù)警單元等。農(nóng)業(yè)機(jī)械的內(nèi)部電氣系統(tǒng)，一般使用24V 制的工作頻率，并采用單線制負(fù)極搭鐵的形式設(shè)計(jì)，所有操作控制臺(tái)、顯示裝置、告警單元均和蓄電池通過并聯(lián)的形式實(shí)現(xiàn)連接，而所有電源開關(guān)、測(cè)量單元、電路保險(xiǎn)等單元均通過并聯(lián)的形式連接。而農(nóng)業(yè)機(jī)械的所有電控單元的全部功率都通過蓄電池供給，因此操作人員能夠利用駕駛上的電子顯示器和控制按鈕，對(duì)農(nóng)用機(jī)械內(nèi)電氣系統(tǒng)的所有部分實(shí)現(xiàn)控制。電氣系統(tǒng)的開發(fā)使以往農(nóng)用機(jī)械應(yīng)用中許多必須通過人力完成控制、檢測(cè)的操作被電動(dòng)部件取代，顯著降低了農(nóng)用機(jī)械駕駛操作人的工作量，并大大提高了農(nóng)用機(jī)械應(yīng)用的安全性和便捷性。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣系統(tǒng)的組成

由于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所用的農(nóng)業(yè)機(jī)械品種眾多，如大馬力拖拉機(jī)、聯(lián)合收割機(jī)、水稻插秧機(jī)等均安裝了十分復(fù)雜的電力系統(tǒng)，而精量播種機(jī)、植保機(jī)械等需要與拖拉機(jī)配合使用的農(nóng)用機(jī)械具等也均配套有電氣系統(tǒng)，從農(nóng)用機(jī)械電氣系統(tǒng)的規(guī)律分析，它大致由以下幾部分所組成。

2.1 啟動(dòng)電路系統(tǒng)

啟動(dòng)回路一般作為農(nóng)業(yè)用機(jī)械或汽油發(fā)電機(jī)的起動(dòng)使用，其主要構(gòu)成元素分為起動(dòng)器、起動(dòng)開關(guān)、繼電器、預(yù)熱器和加熱系統(tǒng)等，而起動(dòng)的電路系統(tǒng)一般又可分為主路、控制電路、預(yù)熱回路等三個(gè)部分。在蓄電池的供電時(shí)，由于起動(dòng)回路的起動(dòng)瞬間需要的電流值較大，所以，在起動(dòng)回路的接線位置上一般使用較粗直徑的銅制線加以焊接，以承受起動(dòng)瞬時(shí)的電路負(fù)荷?？刂苹芈分饕怯糜诳刂破饎?dòng)裝置的回路開閉，包括的起動(dòng)開關(guān)、開啟起動(dòng)機(jī)的電磁開關(guān)，以及在開啟過程中對(duì)起動(dòng)機(jī)上的繼電器加以保護(hù)。而預(yù)熱時(shí)間回路則作為起動(dòng)電路系統(tǒng)的附屬部分，利用起動(dòng)開關(guān)來完成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及進(jìn)氣管預(yù)熱器的溫度控制。

2.2 電源系統(tǒng)

電源系統(tǒng)是以電機(jī)和蓄動(dòng)力電池為中心的供電系統(tǒng)，包括電源開關(guān)、電流表、調(diào)速裝置等部件。在農(nóng)用機(jī)械電源系統(tǒng)的基本電路布局中，電機(jī)和蓄動(dòng)力電池之間是以并聯(lián)式方式相連，當(dāng)農(nóng)用機(jī)械設(shè)備的引擎開啟后，在整個(gè)發(fā)電機(jī)運(yùn)行流程中推動(dòng)引擎運(yùn)行，從而為蓄電池完成提供。而在對(duì)蓄電池充電流程中，電流計(jì)的指針向正常值方向移動(dòng)，如果引擎未能起動(dòng)，并通過電氣部件時(shí)，則電流計(jì)指針向負(fù)值方向移動(dòng)，說明蓄動(dòng)力電池仍處在放電狀態(tài)。電源管理系統(tǒng)的另一項(xiàng)功用就是建立勵(lì)磁電路，當(dāng)操作人員把農(nóng)用機(jī)械的起動(dòng)門鎖進(jìn)入鑰匙孔后，并轉(zhuǎn)動(dòng)門鎖以離開初始位后，激磁集成電路隨即被開通，并事先給電機(jī)設(shè)置了磁性，且激磁集成電路還可隨著電機(jī)運(yùn)行后的電壓大小而自動(dòng)調(diào)節(jié)磁性大小，使電壓達(dá)到最佳的穩(wěn)定狀況。

2.3 內(nèi)部監(jiān)測(cè)與故障預(yù)警電路

由于當(dāng)前農(nóng)業(yè)電氣設(shè)備工藝的水平日益提高，在大中型農(nóng)業(yè)機(jī)器上的安全電氣單元也日漸豐富，而以各個(gè)生產(chǎn)重點(diǎn)地區(qū)的安全監(jiān)測(cè)單元和重大事故警示單元居多。比如，對(duì)于大型的收割機(jī)械、大馬力拖拉機(jī)上都安裝有針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等執(zhí)行監(jiān)測(cè)功能的感應(yīng)器，如水溫感應(yīng)器、轉(zhuǎn)速傳感器、震動(dòng)感應(yīng)器等，并含有專門針農(nóng)用機(jī)械執(zhí)行能力的檢測(cè)單元，包括對(duì)播種機(jī)種子剩余率檢測(cè)，以及播種率監(jiān)測(cè)等；對(duì)耕整地用機(jī)器牽引力檢測(cè)、耕深監(jiān)測(cè)等。這種感應(yīng)器均采用蓄電池進(jìn)行供電，并按串聯(lián)的關(guān)系構(gòu)成了內(nèi)部控制電路控制系統(tǒng)，當(dāng)其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，將引起警報(bào)系統(tǒng)的警報(bào)。農(nóng)業(yè)機(jī)械的電子設(shè)備警報(bào)系統(tǒng)一般是由ECU 控制器的管理，在接受了故障信息后，相應(yīng)的電子告警設(shè)備動(dòng)作，并通過指示燈、蜂鳴器、語音提醒、方向盤震顫等方式對(duì)司機(jī)發(fā)出警告，以提示司機(jī)及時(shí)處理事故。在農(nóng)用機(jī)械的電氣系統(tǒng)重啟后，檢測(cè)裝置和預(yù)警系統(tǒng)再設(shè)，如果先前出現(xiàn)的故障得到及時(shí)處理，則該控制系統(tǒng)還會(huì)提示各種數(shù)據(jù)信息正常。

2.4 輔助系統(tǒng)電路

輔助系統(tǒng)電路主要分為數(shù)據(jù)信息傳輸線路和農(nóng)用機(jī)械照明線路兩部分，作為農(nóng)用機(jī)械電氣系統(tǒng)工作的輔助設(shè)備，其作用將農(nóng)用機(jī)械各個(gè)業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)具有關(guān)鍵的重要意義。數(shù)據(jù)信息傳輸系統(tǒng)串聯(lián)了各個(gè)傳感器單元及ECU 和水溫計(jì)、水溫表、機(jī)油壓力表等各種儀器，數(shù)據(jù)信息傳送線路通過多個(gè)并聯(lián)線路的方式相連，承擔(dān)不同的信息傳遞作用。農(nóng)用機(jī)械照明線路承擔(dān)了農(nóng)用機(jī)械前小燈、后小燈、儀表照明燈等光源裝置的供電與調(diào)控作用，左右二盞同時(shí)發(fā)出的照明燈串聯(lián)在一個(gè)系統(tǒng)的同一檔位上，如兩個(gè)遠(yuǎn)光燈、兩個(gè)近光燈必須同時(shí)亮出；這些交替使用的燈具都應(yīng)接在同一個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)擋位上，比如，遠(yuǎn)光燈與近光燈、左、右換向燈等。

3 農(nóng)用機(jī)械常見故障與維修方法

3.1 啟動(dòng)功能異常

農(nóng)用機(jī)具的起動(dòng)性能不好主要體現(xiàn)在以下2 方面：（1）起動(dòng)障礙，主要表現(xiàn)為在扭轉(zhuǎn)鑰匙開啟時(shí)起驅(qū)動(dòng)力卻不動(dòng)作，機(jī)具也不能起動(dòng)，此時(shí)就需要通過儀表檢測(cè)檢查起驅(qū)動(dòng)力二端是不是有正常壓力，若不是壓力，則很可能會(huì)是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)破損或觸及不好，需及時(shí)維修或替換，而如果起驅(qū)動(dòng)力二端電壓正常，則需通過檢測(cè)檢查起驅(qū)動(dòng)力有無破損或出現(xiàn)問題，并對(duì)其進(jìn)行修理，在必要時(shí)予以替換；（2）起動(dòng)時(shí)無力，表現(xiàn)為起動(dòng)過程費(fèi)時(shí)較多、感覺費(fèi)力，此時(shí)，可著重查看電瓶上是不是有虛接，在固定好電瓶的極樁后再嘗試檢查能否起動(dòng)為正常，如果仍出現(xiàn)此現(xiàn)象，則可以是由于蓄能池能量不夠而引起的，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行開燈、按法號(hào)，并通過燈源光亮程度和法號(hào)聲響確定是不是出現(xiàn)了蓄能池電量不足現(xiàn)象，如果出現(xiàn)電量不夠時(shí)，可進(jìn)行補(bǔ)充。

3.2 儀表指示功能失效

儀器導(dǎo)航系統(tǒng)失靈一般是下列因素造成的：如果儀器指針一直不移動(dòng)，一般是對(duì)應(yīng)的傳感器損壞造成的，可以通過使感應(yīng)器短路，檢測(cè)儀表指針有無繼續(xù)擺動(dòng)來作出診斷，傳感器損壞應(yīng)該及時(shí)更新，此外，儀器指針損壞還可以導(dǎo)致儀器損壞，對(duì)儀器進(jìn)行更新；儀器顯示失靈的另一種現(xiàn)象是儀器指針不能回位，但它可以是傳感器或儀表損壞引起的，也可采用以上方法進(jìn)行診斷，明確其原因并進(jìn)行修理。

3.3 蓄電池虧電故障

蓄電池虧電問題，是在蓄電池充滿電后十幾小時(shí)內(nèi)或者數(shù)個(gè)小時(shí)后，發(fā)生的電力不足現(xiàn)象。這一般是由于電瓶維護(hù)不善或長(zhǎng)時(shí)間停放所造成的，此時(shí)，就應(yīng)該更換電解液并充滿電，查看電池釋能的情況。一般情況下，工作正常的電瓶每24h 的放電量應(yīng)該不大于額定能力的1%。如果換電解液后的蓄電能力并未恢復(fù)正常，則可選擇回廠維修或換新的電瓶。

3.4 預(yù)警系統(tǒng)不工作

預(yù)警系統(tǒng)是電氣系統(tǒng)的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如果設(shè)備發(fā)生事故，檢測(cè)的預(yù)警系統(tǒng)并不能做出報(bào)警，很可能是傳感器設(shè)備發(fā)生問題，可以使用前文中提到的檢查傳感器的方式查看傳感器情況。監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)不工作還可以導(dǎo)致傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)問題，如傳輸電纜故障就可能導(dǎo)致問題出現(xiàn)。另外，預(yù)警警示燈、蜂鳴器等設(shè)備受損還是監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)不作用的因素所在，對(duì)于受損設(shè)備應(yīng)該及時(shí)更新。

4 農(nóng)用機(jī)械設(shè)備故障的主要原因

4.1 主體設(shè)備常規(guī)檢驗(yàn)和保養(yǎng)不當(dāng)

在機(jī)械設(shè)備的正常工作過程中，工作狀況存在一定的持續(xù)性變化，故機(jī)械設(shè)備在日常正常工作過程中的維修工作十分關(guān)鍵。在日常維修工作的主要內(nèi)容中，機(jī)械維修與檢測(cè)人員必須對(duì)機(jī)械設(shè)備的正常工作狀況下的有關(guān)參數(shù)的正確性隨時(shí)觀測(cè)，而如果發(fā)現(xiàn)機(jī)械儀表參數(shù)數(shù)值明顯不正常，也必須及時(shí)進(jìn)行調(diào)試，使之逐步回到工作正軌，以防止其長(zhǎng)時(shí)間處于同一個(gè)非正常的狀況下工作。由于長(zhǎng)期的非正常工作狀況下，會(huì)損耗機(jī)械設(shè)備自身的品質(zhì)與壽命，從而產(chǎn)生諸如機(jī)器急停一類的機(jī)械故障。日常的保養(yǎng)工作應(yīng)該包括對(duì)影響設(shè)備正常運(yùn)行的重要結(jié)構(gòu)零部件的保養(yǎng)維修，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中重要零部件的損壞和老化的狀況，及時(shí)采取必要措施加以修復(fù)或更新，以保證設(shè)備保持正常工作狀態(tài)，也為進(jìn)一步對(duì)設(shè)備使用的效果提供了保證。而機(jī)械設(shè)備急停的故障，通常是由于在設(shè)備工作中，核心的控制零部件和結(jié)構(gòu)的工作狀況出現(xiàn)了異常。

4.2 沒按規(guī)范要求去執(zhí)行相應(yīng)的保養(yǎng)工作

定時(shí)定質(zhì)對(duì)機(jī)器設(shè)備的維修，可以切實(shí)有效地改善整體機(jī)器的壽命。一方面，在日常維修和保養(yǎng)工作中，都必須嚴(yán)格按照有關(guān)電工的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)去進(jìn)行，并根據(jù)有關(guān)日常保養(yǎng)工作的規(guī)定去進(jìn)行日常維修工作。

但目前的實(shí)際狀況，很難根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)去落實(shí)具體的維護(hù)工作，另一方面，是客戶忽略相應(yīng)的維護(hù)工作，沒有注意產(chǎn)品的日常維護(hù)工作對(duì)產(chǎn)品的危害，沒有設(shè)備維護(hù)知識(shí)；另外，由于設(shè)備沒有一定的維護(hù)規(guī)范，不能建立系統(tǒng)的規(guī)章制度。這2 個(gè)原因造成的機(jī)器因?yàn)榫S護(hù)不善會(huì)產(chǎn)生突發(fā)性的問題，這類問題通常都是通過長(zhǎng)期的累積以后才會(huì)突然發(fā)生的，對(duì)機(jī)器的損害相當(dāng)巨大，并且和以往的問題情況相比，排除的困難相當(dāng)大。

5 農(nóng)用機(jī)械的檢測(cè)與維護(hù)要點(diǎn)淺析

綜合了上述設(shè)備發(fā)生故障的各種因素，就可以反映出實(shí)際故障中發(fā)生的主要問題，一方面，是由于設(shè)備工作環(huán)境不理想；另一方面，是由于對(duì)設(shè)備的日常保養(yǎng)管理工作不落實(shí)。上述2 種問題都有一個(gè)共性，即排除故障時(shí)間占用了整個(gè)檢修工作的絕大部分時(shí)間，于是，減少排除故障的時(shí)間就成為必須解決的關(guān)鍵問題。

5.1 依托大數(shù)據(jù)采集技術(shù)建立檢測(cè)系統(tǒng)

為了降低生產(chǎn)中的機(jī)器設(shè)備的故障率，必須從源頭抓起，必須對(duì)整條流程中全部的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行檢查操作，對(duì)每臺(tái)機(jī)器做好詳盡的信息收集工作。對(duì)比以往的人工數(shù)據(jù)信息時(shí)代，人工智能式的處理方法極大地提高了信息收集工作的質(zhì)量，而且可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)有清晰的認(rèn)識(shí)。在通過人工進(jìn)行數(shù)據(jù)收集時(shí)，通常要求工作人員先通過相關(guān)的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行讀數(shù)，之后再將數(shù)據(jù)記錄下來，然后再移交到數(shù)據(jù)分析機(jī)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，最后再存檔到資料室，但是這個(gè)數(shù)據(jù)收集與數(shù)據(jù)處理的過程往往非常復(fù)雜，而且很容易錯(cuò)誤。因此采用了人工智能化的數(shù)據(jù)收集，可以較好地規(guī)避上述弊端，可以在儀器發(fā)生事故的同時(shí)，對(duì)該儀器的瞬時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，然后再將收集的信息上傳給數(shù)據(jù)分析機(jī)構(gòu)，由相關(guān)工作人員對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與運(yùn)算，可以得到一些較有指導(dǎo)性的結(jié)果。當(dāng)機(jī)械設(shè)備再次出現(xiàn)同樣問題的時(shí)候，也可以比較快捷的解決，讓機(jī)器設(shè)備盡快恢復(fù)到實(shí)際的生產(chǎn)工作中，從而可以保證公司的順利運(yùn)轉(zhuǎn)，避免對(duì)公司的效益產(chǎn)生大的干擾。

5.2 手持智能輔助維修設(shè)備

應(yīng)急管理的核心內(nèi)容，便是迅速使發(fā)生故障的機(jī)器設(shè)備恢復(fù)到正常的生產(chǎn)活動(dòng)中。而人工智能設(shè)備最突出的優(yōu)點(diǎn)，便是工作有效率。人工維修操作設(shè)備因?yàn)殚L(zhǎng)期的機(jī)械化作業(yè)，精度也會(huì)降低，易發(fā)生機(jī)械故障，特別是對(duì)精密的機(jī)械加工裝置來說，這些因素都是影響維護(hù)設(shè)備質(zhì)量的主要原因。但是，在實(shí)際的維護(hù)工作中，針對(duì)一般性質(zhì)的機(jī)械故障問題，例如，替換設(shè)備電路板上的電子元器件等，這些復(fù)雜性較強(qiáng)、技術(shù)含量低的維護(hù)任務(wù)，可通過手持式或新一代人工智能裝置進(jìn)行維護(hù)作業(yè)。

人工智能輔助維護(hù)系統(tǒng)，其編程能夠針對(duì)用戶在具體的維護(hù)項(xiàng)目上的需要，進(jìn)行軟件程序的編程，在具體的編程環(huán)境中，人工智能設(shè)備要思考的就是提升維護(hù)質(zhì)量以及保障運(yùn)行的安全性，使得進(jìn)行維護(hù)的機(jī)器可以順利進(jìn)入工作狀態(tài)。

5.3 日常維護(hù)工作

（1）定期檢測(cè)電瓶的情況，包括外殼是否有裂縫、連接端有無銹蝕、連接端的極樁有無松動(dòng)、電瓶外表有無臟污等。蓄電池的正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保證外表面干凈，如臟污將引起蓄電池自動(dòng)放電。并與接線端子接觸良好，以除去氧化層。（2）一次使用起動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間不大于5s,起動(dòng)時(shí)隔2 ～3min 為宜，若連續(xù)三次都不能啟動(dòng)，應(yīng)予以檢查維修。（3）將運(yùn)動(dòng)導(dǎo)線捆扎束完整地緊固起來，并用保護(hù)套保護(hù)，以避免因與運(yùn)動(dòng)器件的碰撞而產(chǎn)生斷線或短路。經(jīng)常檢測(cè)電線連接處的焊點(diǎn)、接線柱、定位螺栓等，以看接頭是否安全有效。（4）在拆裝插入器的插頭和插座時(shí)，要按下插入器鎖鉤頭，輕輕拔出(或裝入)。切忌在還不能壓下鎖鉤的頭就猛拉引線，這很容易造成引線與連接片的松動(dòng)。（5）在作業(yè)時(shí)，如果出現(xiàn)電器故障，應(yīng)及時(shí)停車檢修，并本著“由簡(jiǎn)及繁、先易后難、由表及里、分片進(jìn)行”的原理，切勿盲目地大拆大卸。

6 結(jié)語

電氣系統(tǒng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)用機(jī)械上的影響愈來愈重要，農(nóng)用機(jī)械電氣系統(tǒng)的問題對(duì)農(nóng)用機(jī)械的使用與操作效率都有重要影響，在農(nóng)業(yè)機(jī)械電動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際操作中，往往由于多種干擾原因，造成農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣系統(tǒng)發(fā)生問題，嚴(yán)重干擾著機(jī)器電氣系統(tǒng)的安全平穩(wěn)操作。農(nóng)民在掌握農(nóng)用機(jī)械技能與理論的同時(shí)，還應(yīng)注意對(duì)農(nóng)用機(jī)械電氣系統(tǒng)的基本構(gòu)造、組成的掌握，應(yīng)熟悉電氣系統(tǒng)的常發(fā)事故的檢查保養(yǎng)技術(shù)，并定期加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)行的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查，做好日常維護(hù)與維修管理工作，及時(shí)排查農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣設(shè)備存在的安全隱患，進(jìn)而提高其運(yùn)行的可靠性，確保農(nóng)業(yè)機(jī)械得到正確、高效的使用。