现代农业机械故障诊断技术研究

现代农业机械故障诊断技术研究

姜阳

新疆新研牧神科技有限公司新疆乌鲁木齐市830023

摘要：在现代农业生产中，农业机械应用越来越普遍，对农业生产效率、安全有着极大影响，确保农业机械的正常运行，有着重要的现实意义。对农业机械故障诊断技术展开分析，并探讨其在实际中的应用，为农业机械故障的解决提供依据，以促进农业生产的进步。

关键词：农业机械故障；诊断技术；应用策略

1机械故障诊断技术研究现状

机械故障诊断技术，顾名思义，就是采用某种技术手段来预测即将发生的机械故障，判断故障发生位置，为预防故障发生及排除故障提供技术支持，降低故障带来的损失。早期，人们主要通过听声音、触摸等方式判断故障是否产生以及故障产生位置，随着计算机技术的发展，各种计算机技术特别是现代信号处理技术被不断的应用到故障诊断技术中来，机械故障诊断技术已逐渐成为一门系统学科。

1.1通用机械故障诊断技术研究现状

最早开展机械故障诊断技术研究的是美国。20世纪60年代以后，随着航天及航空技术的发展，对故障的预判及诊断提出了更高的要求，传统故障诊断方法已不能满足技术发展的需要，促使美国积极开展故障诊断技术的研究和开发工作。随后，欧洲、日本等发达国家相继开展机械故障诊断技术研究。20世纪80年代，在相关部门的支持下，国内大学和科研机构也开始机械故障诊断方面的研究。在部件摩擦碰撞、松动等故障方面，清华大学裙福嘉课题组对其非线性动力学行为进行理论和实验研究，已取得重要进展。小波变换为故障诊断时频域重要方法之一，西安交通大学何正嘉课题组即采用小波技术进行故障诊断技术研究。在机械监测诊断领域，西安交通大学屈梁生课题组创立了全息谱技术，采集机器振动过程中的幅、频、相信息，显著提高机器运行中故障的识别率，此外还有东南大学的钟秉林等学者均长期从事于机械故障诊断研究，出版了大量学术著作和论文，为推动通用机械故障诊断技术做出了重要贡献。

1.2农业机械故障诊断技术研究现状

农业机械故障诊断方面，陈芳等在对农业机械故障发生的原因及征象进行分析的同时，应用希尔伯特一黄变换方法对农业机械的故障点进行了观测和诊断，通过经验模式分解（EMD）分离噪声，然后从希尔伯特谱中分析出故障振动信号的时频分布情况，从而确定故障发生的时间以及故障前后信号频率和幅值随时间变化的各种信息，以达到提取较为完整的故障特征的目的，实现对这类系统的某些特殊故障的诊断。刘明涛，孙斐采用小波变换技术分析农业机械运行过程中产生的振动信号，有效地检测出齿轮箱系统信号的变化，实现对齿轮箱系统的故障诊断。李杰，赵艳针对目前农业机械故障诊断采用人工方法排除步骤冗长、速度慢、效率低、准确率低等问题，提出并实现了一个基于正向推理的农业机械故障诊断、安全评价专家系统。该系统具有农业机械知识查询、农业机械故障诊断和农业机械安全评价等功能，有较好的稳定性与鲁棒性。李晓敏，李杰等在农业机械故障诊断中引入计算机动态模拟技术。

2农业机械故障诊断技术概述

诊断方法在农业机械故障诊断中，针对不同的故障，其采取的诊断方法也有所差异。

2.1振动分析诊断方法

在各种农业机械中，工作时都会出现内部轴承、齿轮以及叶片的转动，进而引发振动，且不同的部位，其振动声音、频率也有所不同。据此，在农业机械使用过程中，可以通过听机械振动声音、频率的方式，来判断是否存在故障，是一种较为简单、易于掌握的诊断方式，且不会对机械的运行过程产生干扰，在农业机械故障诊断中有着广泛应用。

2.2油样分析诊断方法

在农业机械应用时，由于其工作环境相对较为恶劣，存在大风、扬尘等情况，经常容易出现沙土进入机械内部零部件的情况，进入的沙土会对机械运行产生一定影响，造成机械零部件的磨损；同时，这些沙土会随着机械轴承的运转，与齿轮摩擦产生的碎屑，全部进入到润滑油中。所以，将农业机械中的润滑油提取出来，然后通过对油样的分析，明确油样中含有的杂质，根据油样被污染情况、粘稠度等，即可确定机械的磨损状况，分析出机械潜在的故障隐患，及时加以处理，保证农业机械使用安全。

2.3红外测温诊断方法

在农业机械的应用过程中，是通过零部件间相互配合、作用来完成运行的，在此过程中，零部件间会相互摩擦，产生热量，据此，采取红外诊断的方法，通过应用红外测温仪，检测摩擦部位的温度，根据检测数据来判断机械运转是否正常，从而准确诊断故障的存在。在红外测温诊断方法中，可以直接将检测的温度在计算机终端上呈现出来，当出现异常温度时，根据系统设定的预警值，会直接自动报警，给机械使用人员以提示，预防农业机械应用安全事故的发生。通过红外诊断方法，可以在故障隐患期就将其发现，有助于工作人员及时处理设备问题，降低农业机械的损坏程度，有效延长其使用寿命，且可以降低事故发生概率。

2.4噪声监测诊断方法

在农业机械作业过程中，机械的振动会产生各种噪声，在正常状态和故障状态下，其产生的噪声音频是有所差异的，根据此点，可以应用噪声监测的方法，得到不同部位的噪音情况，从而判断机械是否有故障以及故障的具体位置。在噪声监测诊断方法中，有人工法与频谱分析法两种，前者主要是依据经验，利用耳朵或放大器听取的噪音来诊断故障；后者是通过使用专门的噪音分析仪器，将其安装在机械的相应位置，根据收集到的噪音数据，生成相应的噪音图谱，以此来分析机械故障情况。

2.5时域故障分析诊断方法

时域故障分析诊断技术，主要是在机械特定的部位安装传感器来采集和记录信息，得到振幅、相位、频率等信息，得到机械的时域信息。时域信息对于故障判断有很直观的便利，但是时域信息还是需要进一步的处理技术才能得到故障的具体信息。

3农业机械技术未来发展的展望

3.1通用机械领域的故障诊断方法沿用到农业机械领域，这样可以根据振动信号来分析和诊断机械故障。另外，许多的现在信息技术如计算机技术、信号处理技术、控制技术均基于基础振动特征提取故障技术，所以，这些高科技技术都能一一应用到农业机械领域未来农业机械的技术会更加趋向成熟、稳定，对于故障诊断和处理也会更精准、快速。

3.2.现代智能化技术在农业机械中的应用未来农业机械会应用智能的故障诊断系统，针对农业机械的专家系统、神经网络、模糊逻辑和遗传算法，在未来会有更多新的理论引入机械故障诊断中，使得智能诊断系统不断完善形成综合性更好的诊断技术。

3.3多种诊断方法的相互辅助多种诊断方法在实际应用中不断融合，多种诊断技术会从多个方面来进行诊断，技术人员收到的不再是单一的信号，而是多重振动信号，能更精确地定位故障部位和得出诊断方法。这种手段相互融合的诊断方法在将来会使农业机械的故障诊断更为简单。

4结语

综上所述，在现代农业生产中，农业机械占据着重要地位，是粮食安全的重要影响因素。然而，在农业机械的应用过程中，受工作条件、天气以及气候等诸多因素影响，经常容易出现各种故障，导致农业生产受到影响，引发巨大经济损失，对此，加强对农业机械故障诊断技术的研究，合理应用适当的技术诊断并解决故障，对保证农业生产顺利进行有着重要意义，是当前农业领域应当重视的一项工作。

参考文献：

[1]梁永红.浅析现代农业机械故障诊断技术.福建农业，2015.04.92

[2]周翔.现代农业机械故障诊断技术研究.中国农业信息，2015.01.91

[3]钟成义，王素珍，常春.农业机械故障诊断技术研究现状及展望.中国农机化学报，2014.35.02.29-31.