農業機械故障診斷技術的研究進展

蘇勇

隨著科學技術的發展，我國農業開始向著現代化的方向發展，農業機械的精密程度和復雜程度越來越高，如包含大量傳感器的收割機、播種機、紅外濕度檢測自動灌溉系統等等。這些農業機械的廣泛使用，一方面使得生產效率大幅提高，另一方面也對其故障診斷檢測方面提出了更高的要求，因為現代化的農業機械一旦損壞就會導致嚴重的后果，首先是機械設備損壞帶來的修理費用等經濟損失，其次會嚴重影響農業工作的進行，而且還會縮短農業機械的使用壽命。因此，要對機械設備在運行過程中的狀態進行檢測、診斷，并根據診斷結果及時采取相關措施，力求將損失降為最小的同時，保證機械設備的運行安全、防止突發事故的產生。

1 傳統農機故障診斷技術

1.1振動診斷技術

由于農業機械在運行過程中由于軸承、齒輪、曲軸以及葉片等的轉動會產生各種振動，通過對這些振動特征的掌握就能判斷是否存在潛在故障。振動監測診斷技術是目前機械設備故障檢測診斷技術領域應用最廣泛的技術，是根據機械設備的振動狀態和振動特征來判斷設備運行是否正常、是否存在潛在故障。一般來講，振動監測診斷技術在監測過程中對設備無任何干擾，因此在實際工作中具有簡便易行的優點。以曲軸為例，一般來講曲軸在旋轉過程中會分別在曲軸上徑向和切向產生彎曲振動和扭轉振動，其中彎曲振動基本不具備破壞能力，而扭轉振動就會產生共振，從而可能對機械的破壞，因此，在實際工作中要認真分析產生的振動類型以及產生振動的原因，根據振動的速度、加速度、振幅等對可能發生的機械故障進行分析，通過傳感器對相關數據進行采集，并通過A/D轉換器將采集到的模擬信號轉化為數字信號，將數據轉化為圖譜并通過顯示器顯示在電腦屏幕上，供工作人員分析。

1.2油樣分析診斷技術

農業機械的工作環境比較惡劣，在工作過程中大量的風沙可能會進入到機械零部件中，由于軸承等的轉動作用會導致這些沙土進入到潤滑油中，另外齒輪自身的磨損也會產生各種形狀的磨屑，因此通過將潤滑油提取出來，分析其內在成分、液體粘稠度、污染指數等就可以得出機械的磨損情況，從而發現其潛在的故障隱患，便于分析。

1.3噪聲監測診斷技術

農業機械在運轉時各個部位都會產生機械振動，伴隨這些振動就會產生不同類型的噪聲，正常運行的噪聲與故障噪聲有較大區別，通過對這些部位的噪聲進行檢測，就可診斷出機械可能存在的故障位置。在實際工作中，可采用人工檢測和頻譜分析兩種方法，其中人工方法就是利用人耳、聲級計、聲音放大器等對機械噪聲的分辨來判斷機械運行是否正常，并粗略判斷機械故障產生的部位；而頻譜分析法則是在噪聲產生部位加裝儀器，利用對噪聲的聲級、聲頻率等進行采集并生成的頻譜圖對噪聲產生部位以及噪聲類型進行分析。

1.4紅外測溫診斷技術

紅外測溫診斷技術就是利用農業機械在運行過程產生的摩擦溫度，并利用紅外測溫儀器對零部件的溫度進行監測，看是否存在溫度異常部位，溫度數據會反應在計算機終端上，一旦出現有溫度異常升高現象，系統及時報警，以便工作人員及時采取相關的措施，防止事故的發生，延長農業機械設備的使用壽命。

2 最新農機故障診斷技術

2.1智能診斷技術

隨著科學技術的不斷發展和跨學科技術的實際應用，以及農業機械復雜程度的日益提高，使得如今的農業機械故障診斷技術已經向著多學科、多技術、智能化的方向發展。智能化的機械故障診斷技術主要是基于人工智能技術、計算機技術、數據庫技術、神經網絡技術、信息技術、仿生學技術以及遙感技術等發展起來的，如將計算機技術、神經網路技術以及數據庫技術結合起來，建立智能化的專家系統，將本行業以及各個相關領域的專家經驗和思想錄入到數據庫內，并能通過自學習以及自適應等對實際工作中的各種情況進行分析，將實際工作中需要專家分析的問題通過系統分析來實現，一方面充分提高了工作效率，另一方面也排除了在人工分析過程中造成的主觀性誤差，使得農業機械設備故障診斷的準確率更高。

2.2在線實時故障診斷系統

在實際工作中，由于沒有一個固定的故障診斷標準，并且很難做到監測數據的實時性，經常是采用上門診斷或階段性診斷等方式，對農機故障診斷的成本較高，因此可以在網絡技術的基礎上建立一個在線實時故障診斷系統，將一定區域內的大型農業機械的故障診斷工作集中到一個故障診斷中心，一旦有農業機械發生異常現象，實時故障診斷系統就會報警，故障診斷中心內的專家或在線專家系統就會根據這些異常現象給出處理措施，并及時將處理建議提供給現場工作人員，通過在線實時故障診斷系統，一方面可以對農業機械運行狀態進行實時監控，另一方面可以實現資源的有效整合，降低檢測和診斷成本；除此之外，還可通過將處理故障的經驗歸集到系統中，以便日后借鑒。

3 結束語

現代農業機械復雜程度越來越高，為了避免故障發生，必須對其運行狀態進行監測，以便及時發現異常，將機械修理和使用的成本降為最低，并且可以延長使用壽命。在實際工作中，要運用多種技術有效結合，并取長補短，以便提高農業機械故障診斷效率，另外，在機械故障診斷工作中除了高科技含量、智能化等趨勢外，還要充分考慮故障診斷成本，以便使農業機械故障診斷技術更好的為農業生產服務。