農業機械中的可靠性技術應用研究
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摘要：隨著我國農業經濟發展的不斷進步，應用的農業機械化設備不斷增加，設備的質量及可靠性問題越來越受到人們的關注。據相關統計，我國的收割機正常工作時間僅為20~30…h，這一數據大大低于發達國家的80…h，從此可以看出農業設備的安全性及質量亟待提高。為此在分析農業設備的可靠性基礎上，分析農業機械的質量及可靠性問題。
關鍵詞：農業機械；產品質量；應用研究
引言
近年來，我國的農業機械化正處于發展和創新階段，農業機械裝備的發展空間較大。不過與發達國家相比，還有較大的差距，尤其是設備的質量及可靠性方面需要不斷完善和提升。2018年12月底，國務院頒發了《關于加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級的指導意見》，其中第二條提出到2025年，實現我國農機裝備質量可靠性達到世界先進水平，在技術、產量及可靠性方面進入高質量發展階段；在第六條提出了一系列的關于提高農機裝備質量的指導意見。
1相關概念
所謂可靠性，一般指產品在使用條件下可以按照設定的時間內能夠持續不斷實現既定功能的能力。可靠性具有下面幾個主要特征：首先是故障方面，其次是故障發生的可能性可以用定量的形式來表示，最后對故障的影響程度可以進行測定。平均故障間隔時間（MTBF），是指用于對產品質量可靠性的定量及衡量參數，是一種概率。可靠性主要是指針對產品預計發生故障的頻率及所產生的危害程度，是產品內在的屬性之一。可靠性決定于設計者，因此設計階段非常重要，在設計階段就要考慮產品的可靠性，從而從根本上提前防范各類故障及問題的產生，提高產品的質量。
2可靠性與農機裝備產品關聯
為了清晰而準確的對可靠性進行定量，可以把農機設備的可靠性內涵規定為在一定的條件及時間下，裝備或系統能夠持續穩定實現既定功能的程度或能力。對設備來說，其可靠性越高越具有競爭力及實際使用效益。質量及可靠性越高，可以使用的時間越長，效率越高，成本越低，其無故障工作的時間就會越久。從狹義內涵來講，“可靠性”，是指農業機械設備在使用有效期內沒有產生故障的時間，從廣義方面來講，是指使用者對設備使用的滿意程度及信賴程度。
3開展可靠性工作的意義
1）能夠有效降低設備問題發生率，從而有效的提高安全性，尤其是一些設備需要人為進行操作，或者是與牲畜接觸較多，可以有效的避免對操作者及牲畜的傷害，提高農業生產的安全性。2）能夠有效提高設備的有效使用時間，避免出現故障造成設備維修產生的停機問題，從整體上提高設備實際的使用率。據相關統計，我國的一些農用聯合收割機、耕作設備等其平均故障間隔時間（MTBF）只有先進國家同類產品的1/3，其技術水平遠遠落后于國際領先水平，在使用過程中故障不斷，不僅需要較長的維修等待時間，同時安全性也不高，無法滿足規模化生產需求，降低了農機用戶的使用欲望。3）減少不必要的維修成本，降低使用成本，提高設備使用效益。4）對農機設備制造企業來說，提高設備的可靠性能夠有效增加公司的信譽，提高市場競爭力，尤其是隨著我國“一帶一路”政策的不斷深入實踐和發展，越來越多的企業面臨著走向世界的發展機遇，只有提高設備的質量及可靠性才能更好的推動企業更好的發展。
4農業機械可靠性工作內容
4.1可靠性設計
農機裝備在產品研發時，可以大致分為五個階段，第一階段為技術指標論證階段，第二階段為產生生產方案論證及制定階段，第三階段為工程研制階段，進行初步的產品設計及詳細的產品設計，第四階段為設計定型階段，第五階段才進入生產定型階段。所以在整個農機裝備的研制開發中，需要進行合理規劃，科學設計，每個步驟都要嚴陣以待，重視產品可靠性及質量的打造，提高設計的可靠性、生產的可靠性，最終打造具有高質量的農機裝備產品。而且，在這些具體過程中要重視活動開展的組織性，加強管理，做好相應的規劃，為提高產品的可靠性打下良好的基礎。
4.2可靠性建模及預計
所謂農機裝備及機械產品的可靠性模型，是指產品內部的子系統及組件之間的框圖（簡稱可靠性框圖）和相應的數學表達式，也就是系統成功概率及其構成單元成功概率間的關系式。通過建立可靠性模型，能夠對裝備進行可靠性分析，尤其對設備的可靠性進行科學預計。在進行可靠性預計時，通常是先對設備元器件及零部件進行失效率的預計，之后對農機裝備產品單元進行故障率的分析和預計，包括單元內的全部元器件和零部件，最后根據農機裝備產品的可靠性模型來求出這一設備的可靠性預計值。所以準確的可靠性模型是掌握和預計設備可靠性不可缺少的重要方面，特別是在預計任務可靠性時更是離不開。可靠性分配，是把農機設備的可靠性目標值根據相應的可靠性模型將其分配到具體的產品單元中，從而作為產品設計的依據，有利于提高產品可靠性及其支流，起到科學分配的標準功能。只有進行可靠性預計，才能有效提高農機裝備產品的可靠性，特別是在研發階段，有利于對產品研發的可靠性進行科學的管理和控制，在整個產品的預計及改進過程中，通過應用可靠性模型，可以對產品的可靠性不斷進行考察和更改，從而使得農機裝備產品在設計階段就達到良好的性能，滿足使用的高質量需求，提高有效使用率。
4.3故障模式影響分析（FMEA）
通常來說，一個系統由多個部分構成，如農機裝備產品，也包括了電源、處理器、存儲器、執行設備及相關的輔助設備等。在產品工作過程中，每一構成部分都需要在既定的時間及條件下，完成既定的功能。如果某個部位發生故障，就會影響整個機器的順利工作。從系統設計特征及工作要求來看，其組建故障模式及種類的不同與其所產生的故障影響也是不一致的。如聯合收割機的螺旋葉片如果出現故障，與切割底板間隙過大，會使得推運器產生故障，引起割臺螺旋的打滑，造成機器無法正常運作。所以，對于某一個農業設備要對其具體的構成部分進行逐一的分析，分析每個部位故障模式及其產生的影響，從而可以將故障出現的種類進行很好的預測及應對，掌握產品的薄弱環節及關鍵環節，為設備改進及進行預防控制提供積極而有效的基礎。
4.4故障樹分析（FTA）
故障樹分析方法，可以通過這種故障分析方法將農機機械設備的故障進行系統分析，對故障原因由內而外、從簡入繁的進行層級分析，如樹干形狀，將復雜的故障進行系統化和簡單化和動態化，通過相應的試驗及使用進行相應的故障分析，這也是其他產品所較為常用的故障分析方法。故障樹這一分析方法，能夠將復雜的故障問題進行系統分析，使得分析具有系統性，從簡入繁，進行逐層演繹，可以綜合分析包括人為影響因素及環境影響因素在內的多種影響因素，并能夠通過圖形直觀顯示的方法，使得農機設備可以層次性的顯示出產品失效狀態，使中間事件的相互關聯更加清晰，故障分析更加直觀而清晰。
4.5最壞情況分析（WCA）
一般來說對于具有控制系統的農業設備，可以應用最壞情況電路分析方法來進行故障控制，在這種農業設備的控制系統中，需要設計和應用大量的有較高精密度的電路元器件。其故障預測分析方法可以采用WCA方法，通過采用模擬仿真分析，將電路可能經歷的多種極端狀況進行試驗和分析，模擬不同的生產工作環境，將可能出現失真或漂移現象預先進行分析，從而提高電路性能及元器件的應力分析能力。在進行最壞情況的電路分析及元器件應力分析條件下，能夠主動的找出影響電路性能的因素，以及元器件應力的影響因素，從而準確的找出產品的質量脆弱環節。尤其是通過開展電路漂移故障預測分析，能夠使得產品后期的改進方向得以明確，提高電路的固有可靠性。WCA主要包括以下2個方面：1）評價電路的性能及其漂移：通過合理分析方法，可以評估最壞情況條件下的電路性能及其漂移。2）元器件評價：通過分析最壞情況下的電路中元器件是不是有過應力，可以為后期科學的選擇元器件提供有效的數據支持，使得降額使用及設計更加合理，并有效的降低生產設計城堡，提供產品效益。在產品設計及開發階段，在進行電路設計改動時，需要重新開展WCA工作。而這一工作需要較大的工作量，在軟硬件、元器件模型庫和相關數據方面都需要相應的支持。而工程研制任務書及合同中也對WCA有明確的規定和要求。WCA能夠從各種產品層次開始，如電路系統、單元電路等。對于相互獨立的不同電路性能參數，WCA可對電路不同的性能參數分別進行。
4.6潛在電路分析（SCA）
對于一些大型的農機裝備產品，所涉及的電子及電氣系統是非常復雜的，所涉及的科研單位也較多，不同的設計隊伍及單位其設計水平存在較大的差異，而且在設計過程中產品需求及設計也不斷進行變更，所以在科研制作階段是不可避免地留下潛在電路問題，這就需要各級設計人員及負責人要有深刻的認識，對潛在問題電路要進行詳細的摸查，要系統掌握潛在電路的分析方法，在電路設計結束后，要避免將潛在電路分析遺漏，及時排除潛在存在問題的電路，加強跟蹤，通過應用相應的設計準則避免電路出現潛在的問題。
4.7可靠性試驗
對于農機裝備來說，其可靠性試驗的方法有多種，還可以進行可靠性強化試驗等。尤其是可靠性強化試驗，在產品的研制階段，可以采取比相關的技術規范更為嚴酷的試驗條件，來加速產品潛在缺陷的發生，從而為不斷改進產品和驗證產品質量提供條件。同時還可以結合農機裝備的不同英語區域，進行區域差別試驗，從而提高產品的區域適應能力。如在沿海地區，其土壤濕度大、鹽堿成分高，可以開展鹽霧試驗。
5結語
總而言之，要貫徹和實施大力提高農業機械可靠性的政策和要求，加強對農業機械設備可靠性的重視程度，提高相關工作人員的意識水平。另外要加強人才隊伍的教育和培訓工作，打造專業化的人才隊伍體系，培養和引進綜合型的專業人才，使專業工作人員不僅掌握扎實的理論基礎，同時具備較高的實踐水平，提高頂層設計水平和設計能力，不斷完善相關工作標準及產品體系，建立相應的參數庫等，從而為提高農機設備工作可靠性提供相應的條件和基礎。
參考文獻
[1]王曉英.我國農業機械的使用特點及存在問題[J].農機使用與維修，2018，（12）：37.
[2]戴昌江，穆海濤，袁忠興.淺析農業機械的維修與保養[J].農民致富之友，2018，（24）：151.
[3]王寶濟，黃慶.基于科技文獻的農業工程學科發展報告（2018）[J].中國農業文摘-農業工程，2019，31（02）：25-33+48.
[4]彭銀.淺談農業工程的建設與管理[J].時代農機，2018，45（04）：23.
[5]宋毅.給農業工程留下歷史的印記——口述歷史在農業工程學科中的應用[J].農業工程，2017，7（01）：1-6.
作者：劉芳平 張萃 趙峻 單位：通化市農業機械化技術推廣中心
