农业机械故障诊断与维修技术研究

摘要：随着农业机械化程度的不断提升，农业机械在现代化农业生产中的核心地位日益凸显。然而，复杂多变的作业环境、高强度的使用频率及长期的零部件损耗，致使机械故障频发，直接影响作业效率与生产成本。然而，目前农业机械故障诊断与维修技术面临检测手段滞后、维修资源分散、智能化水平不足等挑战，亟需通过技术革新与管理优化实现突破。因此，本文从农业机械故障的常见原因出发，对农业机械故障诊断与维修技术进行了深入研究分析。

关键词：农业机械；故障诊断；维修技术

农业机械作为现代农业生产的物质基础，其技术状态直接关系到粮食安全与农业经济效益。近年来，我国农业机械化率持续攀升，大型联合收割机、智能拖拉机等复杂装备的广泛应用显著提升了生产效率，但也带来了故障诊断与维修的新挑战。农业生产作业环境复杂，高温、高湿、多尘等恶劣条件加速零部件老化，而高强度的季节性作业需求，进一步加剧了机械的损耗。

一、农业机械故障的常见原因

（一）使用不当造成的故障

农业机械在运行过程中，因使用环节操作失当引发的故障较为普遍，这类问题的核心在于人为操作与机械设计运行要求的偏离，进而对设备结构及功能系统造成渐进式或突发性损害[1]。从实际应用来看，过度承载运行是首要诱因，当机械负荷超出额定工作参数时，传动系统的齿轮、轴承等关键部件会承受超设计阈值的应力，导致啮合间隙异常扩大或表面硬度层过早剥落，例如拖拉机牵引超过核定载重量的农具时，变速箱齿轮在高频次高扭矩工况下易发生齿面胶合，而联合收割机脱粒滚筒若长期处理含水率超标的作物，其筛网及传动轴会因物料堵塞产生额外扭矩，造成轴承座断裂或皮带轮键槽磨损。

（二）零部件损耗造成的故障

农业机械在长期作业过程中，零部件因物理作用和环境因素发生渐进性损耗，是引发故障的重要技术成因，其主要表现为摩擦磨损、材料疲劳、腐蚀老化等形式，其发展进程与机械负载工况、润滑条件及维护措施直接相关。以传动系统为例，轴承作为高速旋转部件，若润滑脂缺失或混入杂质，滚道与滚动体表面会因金属直接接触产生磨粒磨损，初期表现为运转异响，持续发展将导致轴承径向游隙扩大，破坏轴系精度，进而引发齿轮啮合偏差，造成齿面疲劳点蚀或断齿故障。

（三）组装调试不当引起的故障

农业机械的组装与调试环节若存在操作偏差，极易导致设备在运行中出现功能性故障，此类问题多源于机械系统初始状态的参数失准或结构匹配异常，直接影响各部件协同工作的稳定性。在组装过程中，零部件配合精度的控制是关键技术要点，比如轴承与轴颈的过盈配合若未达到设计公差要求，可能导致轴承内圈与轴颈发生相对滑动，引发摩擦升温及金属疲劳，最终造成轴承抱死或轴颈磨损；齿轮传动副的啮合间隙调整不当，过紧会增加运转阻力并加剧齿面磨损，过松则在负荷变化时产生冲击载荷，导致齿面剥落或断齿。

二、农业机械故障的诊断方法

（一）外观检查法

农业机械故障诊断中的外观检查法是通过目视观察与物理接触，对设备外部可见异常进行识别的基础方法，其核心在于通过直观特征判断潜在故障隐患，具有操作简便、针对性强的技术特点。在实施过程中，需系统检查机械外部结构完整性、连接紧固状态、液体泄漏迹象及通气系统畅通性，从而为后续诊断提供基础信息。这是因为机架、传动箱体、工作部件等结构件若出现变形、破损或裂纹，会直接影响机械的受力平衡与功能实现。例如，拖拉机悬挂装置的支架变形可能导致农具安装偏差，引发耕作深度不均；联合收割机脱粒滚筒的壳体裂纹若未及时发现，可能在高速运转中扩展为结构性断裂，造成部件脱落，此类损伤通常伴随表面漆层开裂、金属母材外露等特征，可通过目视或触感检查识别[2]。与此同时，润滑油泄漏常表现为发动机底壳、变速箱壳体表面的油渍附着，泄漏点多位于油封、管接头或箱体结合面，持续泄漏会导致润滑不足，加剧齿轮、轴承等运动副的磨损；冷却液泄漏若发生在缸体水套或散热器，可能造成发动机过热，而液压油泄漏则会导致系统压力下降，影响农具升降或传动机构动作。在检查时需注意泄漏液体的颜色、黏度及泄漏路径，结合机械原理图判断渗漏部位对应的系统功能，例如柴油发动机排气管周边的油渍可能指示喷油器密封失效。

（二）听诊检查法

农业机械故障诊断中的听诊检查法，是通过捕捉设备运行时产生的摩擦、敲击、振动等异响声信号，分析其特征参数以识别潜在故障的重要手段，该方法基于机械部件正常运转与异常状态下声响特性的差异，通过辨别声音的频率、节奏、音色及随工况变化的规律，定位故障源并判断损伤程度，具有实时性强、操作便捷的技术优势。在实际应用中，异常声响的类型与部件失效模式具有直接关联性，传动系统的齿轮副若出现啮合间隙过大或齿面磨损，会产生周期性“咯噔”敲击声，尤其在负荷突变时更为明显；轴承滚珠或滚道损伤时，常伴随高频“沙沙”摩擦声，随着磨损加剧会演变为不规则的撞击响[3]。柴油机内部的活塞环漏气或气门间隙异常，会发出“噗噗”的窜气声或“哒哒”的金属敲击声，此类异响的频率与发动机转速呈正相关，可通过怠速、中速、高速工况的切换进行特征识别，液压系统的泵体气蚀会产生“噼啪”的爆裂声，而电磁阀卡滞则表现为换向时的异常振动异响。实施听诊检查时，需控制环境噪声干扰，采用长柄螺丝刀、听诊器等辅助工具贴近被测部件，增强声源定位精度，熟悉机械各系统正常运转的声响特征，建立典型故障的声音样本库，如新部件的平稳运转声、磨合阶段的轻微摩擦声与异常磨损的高频噪声差异。

（三）参数测量法

农业机械故障诊断中的参数测量法，是通过定量采集设备运行时的物理参数并与标准值对比，以此判断系统功能状态的技术手段。该方法借助专业仪器对转速、负荷、温度、压力、电流、电压、振动及油液特性等关键参数进行实时监测，通过数据分析识别异常工况，具有精准定位故障、量化损伤程度的技术优势。在动力系统检测中，发动机转速传感器可实时反馈曲轴运转频率，若空载转速波动超过设计阈值，或负载时转速骤降幅度异常，常预示燃油供给系统堵塞、配气机构间隙过大或活塞环密封性失效。传动系统的负荷参数通过扭矩仪测量，拖拉机变速箱在特定档位负荷突变时的扭矩曲线异常，可能反映齿轮啮合面磨损或轴承游隙超标，实践中要将转速-负荷特性曲线与出厂数据对比，以此识别动力传递效率下降、部件卡滞等隐蔽性故障。轴承座温度若超过环境温度40℃以上，且随运行时间持续上升，多为润滑脂失效或安装同轴度偏差导致摩擦加剧；柴油机气缸盖螺栓孔处的温度异常，可能指示缸垫密封失效引发燃气泄漏。

三、农业机械的常见故障维修

（一）发动机故障维修

农业机械发动机故障维修需针对不同工况下的异常表现，结合系统原理进行定向排查与部件修复，以恢复动力系统的正常运行性能。在启动困难故障处理中，应优先检测点火系统的电能传导效率，利用万用表测量点火线圈初级与次级绕组电阻，对比原厂参数判断线圈老化程度，同时拆解火花塞观察电极烧蚀情况，积碳严重时需使用专用工具清理或直接更换。燃油供给不足的排查需遵循油路走向，首先拆卸燃油滤清器检查滤芯堵塞程度，必要时用压缩空气反向吹扫或更换新件，继而对喷油嘴进行流量测试，通过专业设备清洗喷油孔内的胶质沉淀，恢复燃油雾化效果。电池状态检测需借助负载测试仪，若冷启动电流低于额定值30%，或电解液密度低于1.22g/cm³，需进行充电活化处理，若极板硫化严重则需整体更换。空气滤清器的维护需根据作业环境粉尘浓度制定检查周期，纸质滤芯若出现孔隙堵塞或结构性破损，需及时更换以保障进气量符合空燃比要求，进气系统密封性检测可采用烟雾检漏法，向进气管路注入无害烟雾，观察节气门体、真空管接口等部位是否有泄漏痕迹，发现漏点后使用耐高温密封胶或更换老化的橡胶管路[4]。

（二）传动系统故障维修

农业机械传动系统故障维修需针对动力传递过程中的异常现象，结合机械部件的运动特性进行精准诊断与修复，以保障能量传输的稳定性与效率，在异响与振动故障处理中，首先需通过听诊与振动监测定位声源，齿轮啮合异常的检测可借助百分表测量齿侧间隙，超过设计值0.3mm时需拆解变速箱检查齿面磨损情况，若出现点蚀面积超过齿面20%或齿根裂纹，需成对更换齿轮以确保啮合精度。轴承磨损的判定可通过测量径向游隙，使用塞尺检测超过0.15mm时，需进一步检查滚道表面粗糙度，若Ra值大于1.6μm则需更换轴承，安装时采用热装法确保过盈配合，避免敲击损伤轴承内圈。动平衡失效的部件（如皮带轮、传动轴）需在专用设备上进行校正，残余不平衡量控制在设计允许范围内，通常通过配重块加装或材料去除法实现平衡状态恢复。

（三）电气系统故障维修

农业机械电气系统故障维修需针对电路异常、连接失效、传感偏差及控制紊乱等问题，结合电气原理与信号传输特性进行系统性排查，以恢复设备的监测与控制功能。在电路短路故障处理中，需利用熔断保险丝的规格与熔断状态初步判断短路范围，使用万用表欧姆档逐段检测可疑线路的对地电阻，低于100Ω时表明存在漏电或短路点。排查时重点检查线束经过棱角部位的绝缘层是否磨损裸露，插头针脚与插座孔是否因电弧放电导致金属熔接，发现破损处需截断受损线段，使用专用接线端子压接并缠绕耐高温绝缘胶带，更换熔断器时必须匹配额定电流（误差不超过±5%），禁止使用铜丝等替代品。

结语

农业机械故障诊断与维修，要对外观检查、听诊检查、参数测量等传统诊断方法进行优化，形成规范化的故障识别流程，并将目视检测与振动频谱分析、油液铁谱检测等定量技术相结合，大大提升故障诊断的准确性。同时，建立标准化维修工艺，规范部件更换、装配调试等操作流程，有效降低维修失误率，助力农业高质量发展。

参考文献

[1]郑迎华.农业机械电气系统故障检测与维修技术[J].农机使用与维修,2025,(04):112-115.

[2]莫金合.农业机械故障诊断与维修技术研究[C]//中国智慧工程研究会.2024人工智能与工程管理学术交流会论文集.广西荔浦市农业机械化学校;,2024:508-510.

[3]代小雪.农业机械的故障检测与维修技术[J].农机使用与维修,2020,(07):116-117.

[4]丛舒艺.农业机械自动化应用与维修技术研究[J].南方农机,2019,50(24):15.

康树深

（新疆农业大学 机电工程学院（ 新能源学院）257000）

Kang ShuShen

（College of Mechanical and Electrical Engineering, Xinjiang Agricultural University 257000）

作者信息：康树深，男（2000.08），汉族，籍贯 山东东营，硕士