【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng) 不能起 動 或在運(yùn)行中停止運(yùn) 動 ；（ 2）系 統(tǒng) 失速或空 轉(zhuǎn) ；（ 3）系 統(tǒng) 失去 負(fù)載 能力或 負(fù)載 乏力；（ 4）系 統(tǒng) 控制失靈；（ 5）系 統(tǒng) 泄漏 嚴(yán) 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(shè)計 2）材料選擇 在設(shè)計，制造和維修中，都要根據(jù)零件工作的性質(zhì)和特點(diǎn)正確選用材料。 3）制造質(zhì)量 4）裝配質(zhì)量 如有恰當(dāng)?shù)呐浜弦螅跏奸g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(jì)合算、生產(chǎn)可行的原則，合理進(jìn)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(yùn)用修復(fù)工藝，注意修復(fù)前的準(zhǔn)備，修復(fù)過程中按規(guī)程進(jìn)行操作，修復(fù)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(dāng)超負(fù)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(jī)械故障率，減少機(jī)械壽命。（ 3）保養(yǎng)和操作 建立合理的維護(hù)保養(yǎng)制度，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)保養(yǎng)和使用操作規(guī)程，是保證機(jī)械設(shè)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(biāo)?？煽啃允求w現(xiàn)產(chǎn)品耐用和可靠程度的一種性能。 機(jī)械設(shè)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(jī)械設(shè)備在設(shè)計、制造后所具有的可靠性。固有可靠性是機(jī)械設(shè)備所能達(dá)到的可靠性的最高水平 使用可靠性是機(jī)械設(shè)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(jī)械設(shè)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(jī)械設(shè)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(xué)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(xué)（磨損、疲勞、腐蝕等）、機(jī)械及零部件有關(guān)計算和各種保證機(jī)械設(shè)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(biāo) 機(jī)械設(shè)備可靠性的主要量度指標(biāo)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(biāo)能表示可靠性的某一個特征方面，對不同的機(jī)械設(shè)備要使用不同的量度指標(biāo)。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。可靠度的最大值為 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(dāng)達(dá)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(dá)，即 2．有效度 它是指機(jī)械設(shè)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(xué)式表示，即： 在這個指標(biāo)下，雖然機(jī)械產(chǎn)生了故障，但是只要在規(guī)定的時間內(nèi)修復(fù)完畢，保證機(jī)械能恢復(fù)正常工作，就是可靠有效的。由于正常工作時間與停機(jī)故障時間都是隨機(jī)的，因此有效度也是一隨機(jī)函數(shù)。可靠度與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(jì)指標(biāo) 常用的經(jīng)濟(jì)量度指標(biāo)有：1）費(fèi)用比： 2）可靠性經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： 式中 —— 新設(shè)備的造價； —— 設(shè)備使用，維修和修理的總費(fèi)用； —— 機(jī)械的使用期限。常用可靠性指標(biāo) 序號 特征量類別 可靠性指 標(biāo) 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(yán) 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(fù)機(jī)械 設(shè)備 或零部件相 鄰 兩次故障之 間 的平均 間隔 時間平均停機(jī)故障間 隔 時間 DTMTBF 可修復(fù)機(jī)械 設(shè)備 或零部件相 鄰 兩次停機(jī)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(jī)械 設(shè)備 在 規(guī) 定的使用或 試驗(yàn) 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(fù)機(jī)械 設(shè)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(dá)到某一要求 值時 的工作 時間平均壽命 MTTF 機(jī)械 設(shè)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(jī)械 設(shè)備及零部件保持其 規(guī) 定功能概率5 經(jīng)濟(jì) 性 年平均保修 費(fèi) 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(jī)械設(shè)備 工廠平均支付的保修 費(fèi) 用與出廠 銷 售的比例等級 可靠度 應(yīng)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(jī)齒輪 ≥，壽命長的汽輪機(jī)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(qiáng)度≈，彎曲強(qiáng)度 ≈；高可靠性齒輪的齒面強(qiáng)度 ≈，彎曲強(qiáng)度 ≈；壽命不長但要求高可靠性的飛機(jī)主傳動齒輪 ≈～；高速軋機(jī)齒輪 ≈～ 3 ≥ 4 ≥ 5 1 很重要的情況，失效后會引起災(zāi)難性后果，由于＞ ，其定量難以準(zhǔn)確，在計算應(yīng)力時應(yīng)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(yīng)用情況見下表零件可靠度分類等級及應(yīng)用情況第二節(jié) 系統(tǒng)的可靠性及可靠性理論在機(jī)械維修中的應(yīng)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(chǔ)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(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)該單元損壞之后，可換成另一個單元運(yùn)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)