咸培棟 高威 鮑茂寬

摘要：農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測是農(nóng)業(yè)機械在使用與維修過程中，對常見故障的監(jiān)測、預(yù)警及診斷的一種新方法，改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械使用與維修的模式，提高農(nóng)業(yè)機械使用效率和農(nóng)業(yè)機械應(yīng)用能力，對進(jìn)一步推進(jìn)農(nóng)業(yè)機械現(xiàn)代化進(jìn)程具有一定的價值。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；故障診斷；狀態(tài)檢測；原理；探索

中圖分類號：S2328文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.04.041

隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，農(nóng)業(yè)機械化程度不斷的提高，大中型農(nóng)業(yè)機械的市場占有率逐年遞增。其中，由于市場的需要，農(nóng)業(yè)機械的復(fù)雜程度和復(fù)合科技集成度不斷提高，以及農(nóng)業(yè)機械復(fù)雜的工作環(huán)境和不同氣候因素的影響。在農(nóng)業(yè)機械使用過程中，經(jīng)常故障頻發(fā)，甚至出現(xiàn)事故，造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率降低，農(nóng)業(yè)維修成本提高以及不可估計的財產(chǎn)損失，因此，在農(nóng)業(yè)機械現(xiàn)代化進(jìn)程中迫切需要發(fā)展農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測。

1農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測分析

農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測是利用一系列的技術(shù)方法預(yù)測農(nóng)業(yè)機械可能出現(xiàn)的故障或即將發(fā)生的故障，并在故障發(fā)生時判斷和檢測故障原因和故障位置，及時進(jìn)行故障處置。農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測可以有效地預(yù)防故障發(fā)生并及時的排除故障，極大地降低故障發(fā)生和不必要的損失，提高農(nóng)業(yè)機械作業(yè)能力。隨著現(xiàn)代電子計算機技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展以及控制系統(tǒng)理論等相關(guān)技術(shù)應(yīng)用，農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測技術(shù)已逐漸成為一門系統(tǒng)學(xué)科。通常農(nóng)業(yè)機械故障特點主要表現(xiàn)在因果關(guān)系復(fù)雜，隱形故障不易被發(fā)現(xiàn)，故障的隨機性比較大，機械故障的失效原因不集中以及農(nóng)業(yè)機械的突發(fā)性、緩發(fā)性和偶然性的特點，因此，農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測難度大。其中農(nóng)業(yè)機械故障主要表現(xiàn)在農(nóng)業(yè)機械常見部件的磨損、腐蝕、疲勞及老化等故障原因，利用合理的科學(xué)技術(shù)和檢測故障的基本常識，對系統(tǒng)及機械故障進(jìn)行科學(xué)的技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測，快速響應(yīng)并進(jìn)行維修，可以有效地提高農(nóng)業(yè)機械效率和實現(xiàn)資源節(jié)約型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

2農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測原理

農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測的方法很多，常用診斷方法主要表現(xiàn)在農(nóng)業(yè)機械振動和噪聲信號的診斷檢測、部件溫度的測定和診斷、潤滑油中磨損碎片的測定和檢測等技術(shù)。其中，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，最常用的農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測采用時域診斷法、頻域診斷法和時頻診斷法等。

2.1時域信號診斷與檢測原理

時域信號診斷與檢測是利用振動傳感器等信號檢測器件采集、傳輸和顯示農(nóng)業(yè)機械設(shè)備在使用過程中隨著時間變化的振動信號，從而得到農(nóng)業(yè)機械在使用過程中的各個時間歷程中的振幅、相位和頻率等振動信息，但是常見的時域信號信息量巨大，很難通過計算方法進(jìn)行快速處理，需要利用其他檢測手段進(jìn)行分析處理。時域信號診斷與檢測處理技術(shù)包括：時域統(tǒng)計診斷與檢測及相關(guān)性診斷與檢測方法。

2.2頻域信號診斷與檢測原理

頻域信號診斷與檢測是利用示波器等信號處理器件，基于快速傅里葉變換原理，再進(jìn)行頻域信號轉(zhuǎn)換和分析等技術(shù)，從而得到故障信號的頻域特性。其中頻域信號易采集和監(jiān)測。利用頻域信號頻率變化情況，可有效地預(yù)測故障發(fā)生并及時響應(yīng)。頻域信號診斷與檢測處理技術(shù)包括：頻譜診斷與檢測、倒頻譜診斷與檢測及包絡(luò)診斷與檢測方法。

2.3時頻信號診斷與檢測原理

時頻信號診斷與檢測是時間和頻率的聯(lián)合函數(shù)來表達(dá)信號，再利用農(nóng)業(yè)機械運行的振動信號產(chǎn)生的顯著頻域或時域故障特征，將動態(tài)非平穩(wěn)信號進(jìn)行簡化和近似為平穩(wěn)信號的處理方法。實際應(yīng)用中，時頻信號診斷與檢測處理技術(shù)有：傅里葉變換診斷與檢測、Wiener-Ville分布診斷與檢測、小波變換診斷與檢測方法。

3農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測趨勢

隨著故障診斷與檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測的趨勢主要表現(xiàn)：（1）通用機械故障診斷技術(shù)支撐農(nóng)業(yè)機械狀態(tài)診斷與檢測，利用振動信號獲取農(nóng)業(yè)機械故障，利用核心部件工作狀態(tài)實時檢測農(nóng)業(yè)機械故障并進(jìn)行診斷，可以充分提高農(nóng)業(yè)機械診斷的時效性和準(zhǔn)確性。（2）通過人工智能技術(shù)逐步應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測，利用專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制理論和遺傳算法等智能診斷方法進(jìn)行機械故障診斷，再結(jié)合不斷出現(xiàn)的新智能技術(shù)，并將理論運用到實際生產(chǎn)過程中，形成智能化的科學(xué)診斷方法。（3）通用多學(xué)科融合，資源共享和診斷方法互補技術(shù)改變單一的故障診斷方法，利用診斷手段的多樣性和學(xué)科融合的合理性，提高故障診斷的準(zhǔn)確性，逐步擴大和發(fā)展多形式的故障診斷方法，已成為提高農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測技術(shù)發(fā)展的新趨勢。

由于農(nóng)業(yè)機械運行過程中，工作條件復(fù)雜，使用環(huán)境惡劣，作業(yè)負(fù)荷變化較大、勞動的時間比較長和農(nóng)業(yè)機械的主要部件為封閉或半封閉式工作條件，農(nóng)業(yè)機械非常規(guī)性故障很難被發(fā)現(xiàn)且不易維修，農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測原理的完善能夠提高農(nóng)業(yè)機械使用與維修人員的科學(xué)技術(shù)知識和實踐操作與維修技能，增強故障診斷和定期維修保養(yǎng)的意識。并建立常規(guī)性的農(nóng)業(yè)機械使用與維修管理制度，提高農(nóng)業(yè)機械使用與維修規(guī)范性和科學(xué)性。通過探索農(nóng)業(yè)機械技術(shù)狀態(tài)診斷與檢測的新理論和新方法，減少農(nóng)業(yè)機械故障發(fā)生的頻率，提高檢測農(nóng)業(yè)機械故障的能力，增強農(nóng)業(yè)機械的有效使用率和科技含金量。

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