【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng) 不能起 動 或在運行中停止運 動 ；（ 2）系 統(tǒng) 失速或空 轉(zhuǎn) ；（ 3）系 統(tǒng) 失去 負載 能力或 負載 乏力；（ 4）系 統(tǒng) 控制失靈；（ 5）系 統(tǒng) 泄漏 嚴 重；（ 6）系 統(tǒng) 振 動劇 烈、噪聲異常；（ 7）某些零部件斷裂、 燒損 、 過 量 變 形；（ 8）其它。故障模式舉例 （三）故障的影響因素 1）設計 2）材料選擇 在設計，制造和維修中，都要根據(jù)零件工作的性質(zhì)和特點正確選用材料。 3）制造質(zhì)量 4）裝配質(zhì)量 如有恰當?shù)呐浜弦?，初始間隙過大或過小，都可造成有效壽命期縮短。裝配中各零部件之間的相互位置精度。 5）合理維修 根據(jù)工藝合理、經(jīng)濟合算、生產(chǎn)可行的原則，合理進行維修，保證維修質(zhì)量。這里最重要、最關(guān)鍵的是要合理選擇和運用修復工藝，注意修復前的準備，修復過程中按規(guī)程進行操作，修復后正確處理。 6）正確使用 （ 1）載荷 磨損和疲勞都是載荷的函數(shù)，當超負荷超速工作時，會引起劇烈的破壞。（ 2）環(huán)境 它包括氣候、腐蝕介質(zhì)和其它有害介質(zhì)影響，以及工作對象的狀況等。溫度升高，磨損和腐蝕加??；過高的溫度和空氣中的腐蝕介質(zhì)存在，造成腐蝕和腐蝕磨損；空氣中含塵量過多，工作條件惡劣都會提高機械故障率，減少機械壽命。（ 3）保養(yǎng)和操作 建立合理的維護保養(yǎng)制度，嚴格執(zhí)行技術(shù)保養(yǎng)和使用操作規(guī)程，是保證機械設備工作的可靠性和提高使用壽命的重要條件。第一節(jié) 可靠性理論概述 可靠性是對產(chǎn)品投入使用時無故障工作能力的度量，是產(chǎn)品的一種時間質(zhì)量指標?？煽啃允求w現(xiàn)產(chǎn)品耐用和可靠程度的一種性能。 機械設備的可靠性又分為固有可靠性、使用可靠性和環(huán)境可靠性三方面。 固有可靠性是指機械設備在設計、制造后所具有的可靠性。固有可靠性是機械設備所能達到的可靠性的最高水平 使用可靠性是機械設備在使用和維修過程中表現(xiàn)出來的可靠性。由于各種因素的影響，機械設備的使用可靠性與其固有可靠性會有很大的差別 環(huán)境可靠性是機械設備在周圍環(huán)境的影響下所具有的可靠性。 可靠性問題的研究主要有兩個方面：一是研究可靠性的數(shù)學估計方法和使用信息的統(tǒng)計處理方法等； 二是研究故障物理學（磨損、疲勞、腐蝕等）、機械及零部件有關(guān)計算和各種保證機械設備可靠性的工藝方法、維修管理措施等。第二章可靠性理論與維修性理論二、常用可靠性量度指標 機械設備可靠性的主要量度指標有：可靠度、不可靠度、累積故障率、故障率、平均故障間隔時間、平均壽命、有效度等。任何一個量度指標能表示可靠性的某一個特征方面，對不同的機械設備要使用不同的量度指標。1．可靠度 可靠性用概率表示時稱為可靠度?？煽慷仁且粋€隨時間變化的函數(shù)，用 表示?？煽慷鹊淖畲笾禐?1，稱為 100%地可靠；最小值為 0，稱為完全不可靠?？煽慷纫部梢岳斫鉃樵谝?guī)定條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，不發(fā)生任何一個故障的概率，故有人把可靠度叫做無故障工作概率（或可靠性函數(shù)） 。 顯然可靠度與不可靠度（累積故障率）構(gòu)成一個完整事件組，即 或 。有 N個相同零件，當達到工作時間 t時，有 n(t)個零件失效，仍能正常工作的零件為 Nn(t)個，則零件的可靠度為： 可靠度與不可靠度及故障密度的關(guān)系見圖 22。可以推出，可靠度可用故障密度與瞬時故障率之比來表達，即 2．有效度 它是指機械設備或零部件在某種使用條件下和規(guī)定時間內(nèi)保持正常使用狀態(tài)的概率?？捎脭?shù)學式表示，即： 在這個指標下，雖然機械產(chǎn)生了故障，但是只要在規(guī)定的時間內(nèi)修復完畢，保證機械能恢復正常工作，就是可靠有效的。由于正常工作時間與停機故障時間都是隨機的，因此有效度也是一隨機函數(shù)?？煽慷扰c不可靠度和隨時間的變化曲線與 、 的關(guān)系 3．可靠性的經(jīng)濟指標 常用的經(jīng)濟量度指標有：1）費用比： 2）可靠性經(jīng)濟指標： 式中 —— 新設備的造價； —— 設備使用，維修和修理的總費用； —— 機械的使用期限。常用可靠性指標 序號 特征量類別 可靠性指 標 代 號 定 義1 無故障性首次故障前平均工作 時間 MTTFF 發(fā) 生首次致命、 嚴 重或一般故障 時 的平均工作 時間平均故障 間 隔時 間 MTBF 可修復機械 設備 或零部件相 鄰 兩次故障之 間 的平均 間隔 時間平均停機故障間 隔 時間 DTMTBF 可修復機械 設備 或零部件相 鄰 兩次停機故障的平均工作時間故障率 在每一 時間 增量里 產(chǎn) 生故障的次數(shù)，或在 時間 t之前尚未 發(fā) 生故障，而在隨后的 dt時間 內(nèi)可能 發(fā) 生故障的條件概率平均百臺修理次 數(shù) RPH 100臺機械 設備 在 規(guī) 定的使用或 試驗 條件下，在某一 時刻或 時間 范 圍 內(nèi)，平均百臺需要修理的次數(shù)2 維 修性 平均事后 維 修時 間 MTTR 可修復機械 設備 或零部件使用到某一 時 刻所有故障排除的平均有效 時間3 耐久性可靠度 在 規(guī) 定的使用條件下和 規(guī) 定的 時間 內(nèi)，完成 規(guī) 定功能的概率累 積 故障概率 在 規(guī) 定的使用條件下，使用到某一 時 刻 t時發(fā) 生故障的累 積 概率，亦稱不可靠度可靠壽命 達到某一要求 值時 的工作 時間平均壽命 MTTF 機械 設備 或零部件從開始使用到失效 報廢 的平均使用時間4 有效性 有效度 在 規(guī) 定的使用條件下，在某個 觀測時間 內(nèi)，機械 設備及零部件保持其 規(guī) 定功能概率5 經(jīng)濟 性 年平均保修 費 用率 PWC 在 規(guī) 定的使用條件下，出廠第一年保修期內(nèi)，每臺機械設備 工廠平均支付的保修 費 用與出廠 銷 售的比例等級 可靠度 應用情況 0 ＜ 不重要的情況，失效后果可忽略不計。例如：不重要的軸承 =～；車輛低速齒輪 =～ 1 ≥ 不很重要的情況，失效引起的損失不大。例如：一般軸承 =，易維修的農(nóng)機齒輪 ≥，壽命長的汽輪機齒輪 ≥ 2 ≥ 重要情況，失效將引起大的損失。例如：一般齒輪的齒面強度≈，彎曲強度 ≈；高可靠性齒輪的齒面強度 ≈，彎曲強度 ≈；壽命不長但要求高可靠性的飛機主傳動齒輪 ≈～；高速軋機齒輪 ≈～ 3 ≥ 4 ≥ 5 1 很重要的情況，失效后會引起災難性后果，由于＞ ，其定量難以準確，在計算應力時應取大于 1的計算系數(shù)來保證 零件可靠度的分類等級及應用情況見下表零件可靠度分類等級及應用情況第二節(jié) 系統(tǒng)的可靠性及可靠性理論在機械維修中的應用一、系統(tǒng)的可靠性系統(tǒng)可靠性是建立在系統(tǒng)中各個單元間的作用關(guān)系和這些單元所具有的可靠性基礎之上的。根據(jù)單元在系統(tǒng)中的聯(lián)接方式不同，可分為串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)組合三類。1．串聯(lián)系統(tǒng) 若組成系統(tǒng)的各單元，只要有一個發(fā)生故障，系統(tǒng)就不能完成規(guī)定的功能，這種系統(tǒng)稱串聯(lián)系統(tǒng)。串聯(lián)系統(tǒng) n個單元的可靠度分別為 時，其系統(tǒng)可靠度 為： 2．并聯(lián)系統(tǒng) 若組成系統(tǒng)的各個單元中，只要其中還有一個單元在起作用，就能維持整個系統(tǒng)繼續(xù)工作，稱為并聯(lián)系統(tǒng)，又稱冗余系統(tǒng)。 若 n個單元同時投入運轉(zhuǎn)，有一個出現(xiàn)故障，其它單元還能維持的稱工作儲備并聯(lián)系統(tǒng)。 如果 n個單元中只有一個投入運轉(zhuǎn)，當該單元損壞之后，可換成另一個單元運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)不受影響，叫做非工作儲備并聯(lián)系統(tǒng)，1 2 … n1 n 串聯(lián)系統(tǒng) 并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度 為： 3．混聯(lián)系統(tǒng)（串并聯(lián)組合系統(tǒng)） 混聯(lián)系統(tǒng)是由串聯(lián)子系統(tǒng)和并聯(lián)子系統(tǒng)組合而成。它分兩種，一是串并聯(lián)系統(tǒng)；另一是并串聯(lián)系統(tǒng)。串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度計算是先將并聯(lián)單元系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成一個等效的系統(tǒng)，然后再按串聯(lián)系統(tǒng)計算。并串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度則先分別計算串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度，然后再按并聯(lián)系統(tǒng)計算。12n12n12m12m12m 111 2nnn22 串并聯(lián)系統(tǒng)并串聯(lián)系統(tǒng) a)b)