农用机械车辆的常见故障与预防措施

2022-11-19李德庆钱志芳

南方农机 2022年20期

张珊，李德庆，钱志芳

（无锡机电高等职业技术学校，江苏无锡 214028）

随着城乡经济的快速发展，农业成为保证粮食安全的重要一环。实践证明，合理应用农用机械设备可以有效降低劳动强度，提高作业效率，但在实际作业过程中，由于部分驾驶人员缺乏基本驾驶维修经验，农用机械车辆得不到有效保养，容易引发各种故障，甚至造成较大的经济损失和人员伤亡。因此，要加强对农业机械故障的分析，强化日常的预防措施，提高农业机械的使用效果。

1 农用机械车辆的发展现状

当前我国正处于农业现代化转型的关键时期，农业生产与农业机械之间的紧密程度不断增强，农业机械能够有效提高作业效率、降低成本支出、节省人力资源，同时能够确保生产的连续性、科学性。农用机械车辆作为一项综合类型的技术，包括驾驶学、机械学、作物学，贯穿于农业生产的整个过程中，农业机械的设备不仅要符合现代工业技术标准，同时要综合农业生产的时效性，确保精准工作、自动工作和智能工作[1]。

农用机械车辆对农业现代化进程至关重要，一旦车辆发生故障就会严重影响农业的正常生产经营活动，技术人员要制定机械车辆使用行为办法，定期与农户进行沟通交流，开展技术帮扶，明确故障隐患原因，积极采取预防措施，降低故障发生的概率。农业机械车辆主要在农忙的时期大规模投入使用，起到基础的运输作用。农业机械车辆必须在规定时间内完成作业，在高强度的工作频率下，农业机械设备发生故障的概率也会随之升高。当下正是我国农机生产技术发展的关键时期，相对于发达国家，现阶段我国耕地难以实现集成化、机械化作业，农机技术受生产力的限制，在整体发展过程中对技术人员的操作要求较高，一旦农机发生故障，需要到专业的维修站点或请专业的人员进行上门维修。但不少农民为了节省维修费用，盲目对农机进行修补，严重影响了农机车辆的日常运行，造成了极大的安全隐患[2]。

农用机械车辆作业是一项综合性活动，涉及大量的区域和人口，一旦处理不当可能会造成较大的经济损失。在实际作业过程中，也要综合考虑潮湿天气腐蚀机械设备的可能性。因此，需要采取有效的避雨措施，制定完善的机械管理模式，从整体上入手进行规划和设计，重点推进农机车辆建设，消除负面影响，保证农机作业安全，提高我国农产品的竞争力，充分发挥农机设备的经济效益、社会效益[3]。

2 农用机械车辆的常见故障

2.1 发电机故障

在农用机械车辆运行过程中，发电机会受到不同程度的磨合，在不断使用过程中，整体的磨合程度也线性增长，影响发电机零件的正常运转。发电机作为机械车辆的核心部件，在日常作业过程中，机械车辆作业的环境较为复杂，发电机故障的问题十分常见，发电量过高或过低都会给整体的动力系统造成严重的影响。发电量过低时，缺乏动力，主要原因包括传动皮带松动、线口受损、接口松动等。当发电量过高时，会损伤机械设备的整体，照明系统在长时间作业中更容易引起发电机过热现象、元件板短路、磁化线圈断路等一系列严重问题。此外，在实际作业过程中，由于接口松动电刷接触不良等问题，容易导致发电机异响，皮带摩擦阻力增大，二极管中释放大量电能，严重时二极管直接烧坏，造成发电机故障[4]。

2.2 脱挡故障

农用机械车辆经常在低洼的地区进行作业，容易出现脱挡故障，对农用机械的正常行驶产生不利影响。车辆满载时，很容易发生侧翻事故，对驾驶人员造成严重的生命健康威胁。由此可见，车辆脱挡是重要的隐患来源，在实际使用过程中，要密切关注车辆的行驶状态，综合变速杆实际状态，避免出现脱挡问题[5]。例如，当机械车辆紧急变速或在颠簸的道路行驶时，都可能出现脱挡问题，内部原因包括挂挡机构调整不当、变形弹簧应力较小，在实际应用过程中要具体问题具体分析。车辆长期在巨大压力下使用，会导致各个部件的荷载超过国家标准，产生裂纹或者破损，发生车轴断裂、中梁折断等重大安全事故。

2.3 制动失效

农用机械车辆在上坡过程中，由于车辆本身荷载大，对发动机有一定伤害，而车辆在下坡过程中，离合转换存在难度，车辆在下坡过程中可能会发生严重磨损，甚至出现车轮制动器过热、刹车失灵、配件结构松弛等严重问题。制动失效是农机车辆在行驶过程中的重要问题，一旦出现间歇性制动失衡、无法在规定距离内停车减速的情况，将严重威胁驾驶人员及相关人员的生命安全。制动失效的主要原因是农用机械车辆使用时间较长，刹车片磨损情况严重，制动系统灵敏性下降[6]。

农机车辆日常行驶的道路大多是泥土路，道路情况不容乐观，在实际制动过程中可能出现不规则跑偏和定向跑偏。不规则跑偏是指车辆在行驶过程中，固定螺母出现松动情况，可能会出现不同程度位移，车辆的前后方难以维持平衡状态，制动管路受到外物的冲击，凸轮存在异物等多种因素导致制动失灵。定向跑偏是指在农用车使用过程中，由于长期不良的行驶习惯或者道路影响，左右车轮出现不平衡的制动间隙，整体的制动不平顺，一侧车轮的轮毂出现硬化，影响整体的摩擦系数。制动跑偏存在较大的危险性，因此要做好前期的检修工作，明确钢板是否存在异味或者是折断情况，及时修理对应的组件，勘查损坏的管路，保证回位弹簧处于稳定状态，避免出现大面积磨损问题[7]。

2.4 转向沉重

相比于常见的车辆，农用机械车辆的转向较为沉重，在设计之初，农用车辆的转向系统上下咬合过紧，整体的转向较为困难。在日常作业过程中，表现为转向幅度较大，定位不准，衬套过紧，头部缺乏润滑，一旦出现紧急问题时，驾驶员难以进行有效反应[8]。例如，在实际作业过程中，可以卸下主动轴通过转动方向盘，检测扭矩，如果还存在转向过重的现象，就说明内部结构出现问题，要综合考虑推杆或者传动皮带是否老化问题，及时做好日常的清洁工作，同时要进行定期的养护，加强日常的思路定位，一旦出现问题时要及时校准处理。

3 农用机械车辆预防措施

3.1 完善人员管理机制

人员是农机车辆设备的主要因素，农业部门要加强内部的思想教育，明确岗位要求，加强实践分析，明确作业人员所缺乏的基本素养。农机车辆需要定期维修养护。但纵观整体的农业发展，大部分维修人员并没有接受过专业的培训教育，信息较为闭塞，只能处理一些常见的问题，一旦面对新型的机械问题，经常会感到束手无策。要从终端和源头入手管理，构建全面的农机管理模式。一线技术人员的技术素养和道德素质，对农业现代化、机械一体化具有较大的意义，在作业前需要对于技术人员进行系统的考核、培训。对于部分钢材焊接、带电作业、路线调试等环节，应要求施工人员出具特种作业资格证。综合作业的农作物生长状态、土质情况，进行有效本土化管理，在整体管理过程中要切实抓好“人”这个重要因素，以点带面，实现全水平的管理[9]。将责任确定到个人身上，为后续的机械智能管理提供有效的支撑。

通过各种形式的座谈会、技术大赛，提升技术人员的操作能力与专业素养，鼓励农民了解新型农用机械设备的情况，国家应该给予相应的财政补贴，采取以租代买的方式，统一管理农机设备。农民作为农机车辆的终端使用者，应定期检查易磨损零件，及时更换严重损坏的零件，维持车辆的有序运行。同时农业部门要加强农用车辆的监管力度，定期进行监管，及时排查报废超过年限的农用车辆，借助电视宣传手册、报纸等传统媒介，整合抖音、快手、火山小视频等新媒体平台，向广大群众宣传农用车辆的使用知识。技术人员要及时回复农民的疑问，帮助农民更准确地掌握农用车辆的安全使用方法，组织操作人员进行专业技能培训，保证驾驶员能够掌握农用车辆的基础知识，从而提高驾驶员的操作技能与安全意识，降低事故发生的概率。

3.2 加强故障分析

农用机械车辆的作业环境比较复杂，要加强对发动机、制动系统的检测。发动机故障是农用机械车辆故障的主要原因，在实际管理过程中，应该加强对车辆发动机的养护，规范日常的使用标准，及时找出故障原因，要综合考虑设计、装配、维修等不同因素。将子功能划分到每个功能区，建立不同节点的相互联系。在实际管理过程中要统筹农机设备模块之间的几何相关条件和物理相关条件，通过模糊聚类的方式，构建相应的矩阵方程，借助评价准则，实现精准的故障分析[10]。

例如，在实际使用过程中，要时刻关注车辆发动机的工作状态，综合制动系统与传动系统之间的垂直状态、平行度、同轴度，认真分析零件的损坏情况，加强日常的清洁、润滑工作，有效减轻零件的磨损程度，保证机械车辆的正常运转。针对制动失效的问题，驾驶员要及时检查刹车片和连杆装置是否存在大面积磨损。密切关注制动器分离的情况，如果分离不够彻底，在实际作业过程中会导致制动器发热，整体的回弹变软无法归位，严重影响到整体的制动距离。在日常行驶过程中，综合空气压缩机的气压表指数，判断制动器内是否存在异物，加强前期的隐患排查。

3.3 引入数据化的管理机制

高需求的农业产品对耕作效率提出了更高要求，在农机使用时可以进行系统建模，对传统的PID控制器进行结构重组，借助对应的模糊分析和神经网络分析法，提高整体系统的适应性。耦合农用车辆在复杂路面下的行驶轨迹，借助EPS系统自动转向模型，提取不同因素进行主成分分析，借助仿真模拟明确整体的仿真参数，以提取整体的行驶轨迹，测量偏差。同时要建立违章数据信息库，对于惯性问题进行根源分析。挖掘好大数据背后的原因，以数据的关键性、倾向性入手，分析发展态势，做好后续的风险预测，实现数据管理和数据分析。建立全过程的数据披露验证制度，技术人员可以建立农机车辆信息数据库，开展全网跟踪，进行全系统记录，对车辆违章使用情况进行汇总整理，提高数据背后的价值。

例如，仿真参数提取车辆的行驶轨迹、侧向偏差、方向偏角，确定微分反馈系数、比例前馈系数，分析路程与应力之间的关系，通过改变参数分析内部的耦合性关系。离散化作为有限元方程的核心思想，离散方程将连续的墙面分割成单一的微小单元，可以使得单元与单元之间通过固定的节点进行关联，实现数据的有效还原。要考虑土壤硬度、空气湿度等的综合影响，拟合建立等效方程，持续优化SNA-PID控制方法，利用椭圆积分推导不同情况下的应力变化，保证平均偏差在5%以内快速对比历史数据。采用智能监测化前端设备，调取转向电机、转向轴、减速机构等关联数据，通过智能化运算，快速发布信号以及追踪预警，实现重要节点的动态管理。