【正文】 .對于高速旋轉體的異常振動的診斷研究 ,美國的 GE公司處于領先地位 ,德國和瑞典現(xiàn)在也加強了這方面的研究 . 流體機械 （水輪機、水泵等） （泵、缸、閥） （空壓機、風機） 、 .壓力脈沖法 、 .溫差法 壓力脈沖法用于水輪機、泵等的診斷是一種有效的方法 ,目前已進入實用階段 ,對閥的泄漏檢測 ,正在采用溫差法和空氣中超聲波法 .油壓機械的診斷技術是從 1950年末開始研究的 ,它的歷史較早。 原動機 、氣體分析法 、 .壓力脈動法 關于原動機的診斷 ,研究得最多的是飛機、船舶、運輸車輛的發(fā)動機 ,已經(jīng)完全實用 .關于企業(yè)用葉輪機機械的監(jiān)測系統(tǒng) ,正在以電力行業(yè)為中心進行普及。 加工機械 工作機械振動的診斷和加工性能的診斷已有 20多年歷史 .最近配合無人化工廠的研究 ,逐步加強了系統(tǒng)性 .焊接機的監(jiān)測過去比較缺乏系統(tǒng)性 ,最近也出現(xiàn)了具有自動診斷功能的焊機。 靜設備 、紅外攝像法 、超聲波法 對于受壓容器和靜止結構件 ,特別是海洋上的建筑物 ,聲輻射法的應用和研究開展得很多 .塔、槽等的壁厚測定和腐蝕診斷 ,除了過去已有的無損檢測外 ,空氣中超聲波法和機械阻抗法也正在試用。 電力設備 、電流分析法 、整流診斷法 （標 )定位法等 絕緣診斷 ,整流診斷及故障點規(guī)（標）定位法等純電氣異常診斷的方法已有較長的歷史 ,完全具有實用價值者很多 .最近 ,振動音響法和電流分析法 ,以及旋轉速度變化法等 ,也已進入實用領域 ,使這類診斷的可靠性大為提高。 控制系統(tǒng) 、傳遞函數(shù)法 、統(tǒng)計控制理論 各種控制系統(tǒng)的發(fā)展 ,尤其是隨著液壓控制系統(tǒng)等向高精度、大規(guī)模的方向發(fā)展 ,增加了這類診斷技術的重要性 ,傳遞函數(shù)法已經(jīng)進入實際應用 .由于卡爾曼濾波法等現(xiàn)代控制理論的應用 ,正在繼續(xù)為提高診斷精度作出努力。 2022/8/14 93 第八章 設備故障管理 一、 設備故障管理的主要任務： ?及時準確地掌握與設備故障有關的信息資料 ,建立設備故障方面的檔案和信息庫 ,為開展故障分析和管理提供依據(jù)。 ?對故障的形態(tài)、機理及發(fā)生的規(guī)律性開展分析 ,弄清故障發(fā)生頻率、主要故障類型、平均故障間隔期、故障的成因和故障造成的損失等。 ?在認識掌握故障的客觀規(guī)律的基礎上 ,提出針對性的技術和組織措施 ,以預防故障的發(fā)生。 2022/8/14 94 二、故障分析的基本程序和方法 故障調查 故障鑒定 進一步研究計劃 初期研究階段 判斷階段 故障分析討論 測定材料參數(shù) 估算載荷 推導故障類型和故障原因 故障處理 整理故障資料 研究階段 結果分析階段 2022/8/14 95 三、分析故障常用的研究方法 研究方法 目視檢查 無損檢測：透視檢查 超聲波檢查 電性能檢查 磁性檢查 擴散檢查 破壞檢查： 力學檢查 金相檢查 腐蝕檢查 化學檢查 表面分析檢查 模擬試驗 ,對故障 進行微觀分析時 ,常采用下列方法： 2022/8/14 96 四、故障宏觀分析的內容和方法 . ? 故障頻率數(shù) 潤滑不良 自然磨損 操作者保養(yǎng)不良 操作者馬虎大意 修理質量不良 操作不熟練 操作使用不合理 原制造不良 違章操作 原設計不良 原因不明 0 50 100 ％設備實際運轉臺時同期設備故障停機臺次故障頻率＝ 1 0 0％設備實際運轉臺時同時設備故障停機小時故障強度率＝ 1 0 0?故障強度率 ?設備故障停機率 ％備故障停機臺時設備實際開動臺時＋設設備故障停機臺時故障停機率＝ 100 . 故障原因統(tǒng)計數(shù)排列圖見右圖 9 2022/8/14 97 人們通過大量觀察 ,發(fā)現(xiàn)每一種設備發(fā)生故障的部位、故障模式往往有一定的規(guī)律性；每一種設備總有幾種故障，其發(fā)生的頻數(shù)遠遠超過其它故障。人們常常把占設備全部故障 50％ 以上的幾種常發(fā)生故障叫做設備主要故障問題，它們的數(shù)量叫做主要故障問題數(shù)。 操作系統(tǒng) 錘桿 活塞環(huán) 錘頭 缸蓋 管道 模座 錘身 盤根 氣缸 0 50 100 10 模鍛錘故障問題數(shù)排列圖 2022/8/14 98 設備主要故障問題，同樣可以通 過對實際故障的統(tǒng)計分析，繪出排 列圖而得到。 前圖為某廠對模鍛錘故障問題部 位的統(tǒng)計數(shù)排列圖。由圖可知，在 模鍛錘的 10種故障中，操作系統(tǒng)與 錘桿和活塞環(huán)三種故障出現(xiàn)頻數(shù)占 全部故障的 59％。 掌握設備的主要故障問題，使故 障工作目標明確 ,有針對性。 2022/8/14 99 （ MTBF)分析 一臺由各種不同零件構成的復雜設備 ,在其使用壽命期間 ,由于各種零件的壽命不 同和各種偶然性因素的影響 ,設備發(fā)生故障的時間是隨機的 .就整臺設備而言 MTBF是個 常數(shù) ,可以認為設備的可靠性函數(shù)符合指數(shù)分布 ,MTBF是該設備可靠性的參數(shù)。 MTBF分析一般按下述步驟進行： 1)選擇分析對象。 為了分析同一型號、規(guī)格且使用條件相似的多臺設備的故障規(guī)律及 MTBF,所選 分析對象 (設備 )應具有代表性，它在使用中的各種條件，如使用環(huán)境、操作人員、加 工產品、切削負荷、臺時利用、維修保養(yǎng)等條件，都應處于設備允許范圍的中間值上。 這樣，測得的數(shù)據(jù)才能代表設備群的特性。 2022/8/14 100 規(guī)定觀測時間和記錄故障數(shù)據(jù)資料。 記錄在觀測時間內該設備的全部故障情況 ,觀測時間應不短于該設備中壽命較長 的磨損件的修理 (更換 )期 ,一般連續(xù)觀測記錄 2～ 3年，這可充分發(fā)現(xiàn)影響 MTBF的故障 (失效 )。要全部記錄下觀測期內發(fā)生的全部故障 ,包括突發(fā)故障(事后修復 )和將要發(fā)生 故障 (通過預防維修排除 )的有關數(shù)據(jù)資料 :故障部位 (內容 )、處理方法、發(fā)生日期、停 機時間、修理工時、修理人員數(shù)等，并保證數(shù)據(jù)的準確性。 數(shù)據(jù)分析。在觀測期內，設備的故障間隔期和維修停機時間分布有一定的規(guī)律性。 將各故障間隔時間 t t2… tn相加，除以故障次數(shù) n即可得平均故障間隔時間 （ MTBF）的計算公式 : ∑ tn1=iin=M T BF2022/8/14 101 （ FMECA) 所謂故障模式影響及危害性分析 ,是為了了解影響設備功能的一些關鍵性零 件發(fā)生故障時的情況 ,通過分析其故障模式和發(fā)生故障的原因，判斷當這些零部 件發(fā)生故障時，將對系統(tǒng)、設備的功能產生何種影響及造成危害的程度；然后 , 據(jù)以改進設計或適當控制使用條件，防止故障發(fā)生或減少故障的影響及危害程 度，提高設備的可利用率。概括的說，它是從零件至系統(tǒng)的由下向上的分析法， 即分析單元的故障模式對系統(tǒng)產生的影響及其程度，它實際上是故障模式分析、 故障模式影響分析和故障模式危害程度分析的綜合。 2022/8/14 102 FMECA的任務有以下 6項： ① 列出系統(tǒng)所有零部件的全部故障模式和其發(fā)生原因 ② 根據(jù)系統(tǒng)的可靠性邏輯關系，用歸納推理的方法，分析上述各種故障模式對系統(tǒng)各功能級別造成的影響和后果。 ③ 判斷各種故障模式對系統(tǒng)各功能級別造成影響的嚴重程度等級。 ④ 估計上述故障影響的發(fā)生概率大小，如屬單因素分析，則故障影響的發(fā)生概率就是引起該故障影響的故障模式的發(fā)生概率。 ⑤ 根據(jù)故障影響的嚴重程度等級和發(fā)生概率估計相應的危害度。 ⑥ 根據(jù)分析結果，制成“致命性故障報告表”，提出相應對策和措施的建議書。 2022/8/14 103 （ FTA） 1)故障樹分析法的特點 ?與 FMECA不同， FTA是一種下降形（自上而下）的分析方法，它從系統(tǒng)開始，通過邏輯門將事件逐漸展開成樹狀的分支圖來分析系統(tǒng)故障事件發(fā)生的概率。同時也可以用來分析零部件或子系統(tǒng)故障事件對系統(tǒng)故障的影響，其它包括人為因素和環(huán)境條件等在內的影響。 ?它對系統(tǒng)的故障不但可以作定性的，而且可以作定量的分析；不但可以分析單一構件所引起的系統(tǒng)故障，而且也可以分析多個構件所引起的系統(tǒng)故障情況。 ?由于故障樹分析應用的是一種邏輯圖，且直觀形象，故易為設計、使用和維修人員所掌握和運用，并且由它可派生出其它專門用途的“樹”，如繪制出專門用于維修工作的維修樹。 ?由于故障樹是一種由邏輯門所構成的邏輯線路圖，因此適合用電子計算機來設計和計算；而且對于復雜系統(tǒng)的故障樹的構成和分析，也只有在應用電子計算機的條件下才有可能。 2022/8/14 104 2）故障樹的繪制 故障樹圖的繪制有兩種方法：人工繪制法（演繹法）和計算機輔助繪制法。 3）故障樹定性分析 FTA的目的之一是找出頂事件（系統(tǒng)故障）發(fā)生的路徑，并加上評價，從而為改善系統(tǒng)采取措施。利用布爾代數(shù)原理求得最小割集。 4）故障樹的定量分析 定量分析包括計算頂事件的發(fā)生概率和計算基本事件的重要度。 2022/8/14 105 a)故障樹的形式 T E1 + E2 E3 + + A B C B E D 2022/8/14 106 b)故障樹的定量分析示例 T E3 E2 Q E1 E D C B A 例：求右圖所示故障樹中頂事件發(fā)生的概率？ 解 ： (1)對于中間事件 E3,它與基本事件 A、 B之間是與門邏輯關系 ,故 E3事件發(fā)生的概率為： =FF=F BA3E(2)禁門輸出事件的發(fā)生概率 FE0應為： ==PF=F QE0E(3)于是 FE2的概率為： 01 ==PFF=FF=F QED0D2 EE(4)中間事件 E1和 E3及 C的關系是或門的邏輯關系 ,故 E1事件發(fā)生的概率 FE1為： 05 =+=F+FF=F+F=F CBAC31 EE同理 ,頂事件發(fā)生的概率為： =+=F+F=FEE 21T2022/8/14 107 第九章 設備維修理論 一、設備維修目標及體系： 備維持規(guī)定的工作能力 ,確 保生產的正常進行。 見右圖 11： 機械維修經(jīng)濟 設備綜合工程 可靠性理論 維修性理論 組 織 工藝 體 制 制度 管理 檢測工藝 修理工藝 輔助工藝 檢測規(guī)范 檢測手段 零件修理 機械修理 拆裝 清洗 磨合 磨損 變形 斷裂 腐蝕 穴蝕 疲勞剝蝕 內燃機失效 液壓件失效 齒輪失效 電機失效 電子元件失效 零件失效 設備失效 失 效 2022/8/14 108 設備維修必須遵循以下原則： ?以預防為主，維修保養(yǎng)與計劃檢修并重。 ?以生產為主，維修為生產服務。 ?專業(yè)修理與群眾修理相結合，以專業(yè)修理為主。 ?勤儉節(jié)約、修舊利廢。 2022/8/14 109 二 以可靠性為中心的維修管理 （ Reliability Centered Maintenance) ? 可靠性維修是由預防維修、預測維修和主動維修有機組合而成的。 ? 強調以設備的可靠性、設備的故障后果，作為制定維修的策略的主要依據(jù)。 ? 強調以運行經(jīng)濟性為出發(fā)點的維修管理模式。 2022/8/14 110 ： ● 機器設備的可靠性和安全性都是由設計制造所確定的固有性能 ,有效地維修只能保持這些性能 ,而不能提高 。不正確的維修反而會使可靠性降低。 ● 對于復雜的機器設備 ,除了有支配性的耗損故障外 ,浴盆曲線一般是不適用的 .因此 ,對這類機器設備固定修理周期是不必要的 。實踐證明 ,過多的修理并不能提供滿意的可靠性水平 ,且往往在修理后投入使用一段時期內 ,故障率明顯上升。 2022/8/14 111 ● 機器設備出現(xiàn)故障是不可避免的 ,設計上的對策不是阻止故障的發(fā)生 ,而是在發(fā)生故障時減少其危害性 ,使之不危及安全。 ● 需要建立故障檢