【正文】 ,已知的有英國的 Southampton大學(xué)和美國國家航空和航天管理局進(jìn)行的有關(guān)研究 ,滑動(dòng)軸承則多用音響法和電阻法。 動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 在傳動(dòng)軸的裂紋檢測方面 ,以振動(dòng)模式法和聲輻射法的研究最為盛行 .對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)體的異常振動(dòng)的診斷研究 ,美國的 GE公司處于領(lǐng)先地位 ,德國和瑞典現(xiàn)在也加強(qiáng)了這方面的研究 . 流體機(jī)械 （水輪機(jī)、水泵等） （泵、缸、閥） （空壓機(jī)、風(fēng)機(jī)） 、 .壓力脈沖法 、 .溫差法 壓力脈沖法用于水輪機(jī)、泵等的診斷是一種有效的方法 ,目前已進(jìn)入實(shí)用階段 ,對(duì)閥的泄漏檢測 ,正在采用溫差法和空氣中超聲波法 .油壓機(jī)械的診斷技術(shù)是從 1950年末開始研究的 ,它的歷史較早。 原動(dòng)機(jī) 、氣體分析法 、 .壓力脈動(dòng)法 關(guān)于原動(dòng)機(jī)的診斷 ,研究得最多的是飛機(jī)、船舶、運(yùn)輸車輛的發(fā)動(dòng)機(jī) ,已經(jīng)完全實(shí)用 .關(guān)于企業(yè)用葉輪機(jī)機(jī)械的監(jiān)測系統(tǒng) ,正在以電力行業(yè)為中心進(jìn)行普及。 加工機(jī)械 工作機(jī)械振動(dòng)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(qiáng)了系統(tǒng)性 .焊接機(jī)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(dòng)診斷功能的焊機(jī)。 靜設(shè)備 、紅外攝像法 、超聲波法 對(duì)于受壓容器和靜止結(jié)構(gòu)件 ,特別是海洋上的建筑物 ,聲輻射法的應(yīng)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(jī)械阻抗法也正在試用。 電力設(shè)備 、電流分析法 、整流診斷法 （標(biāo) )定位法等 絕緣診斷 ,整流診斷及故障點(diǎn)規(guī)（標(biāo)）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(shí)用價(jià)值者很多 .最近 ,振動(dòng)音響法和電流分析法 ,以及旋轉(zhuǎn)速度變化法等 ,也已進(jìn)入實(shí)用領(lǐng)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(jì)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(shù)的重要性 ,傳遞函數(shù)法已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用 .由于卡爾曼濾波法等現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用 ,正在繼續(xù)為提高診斷精度作出努力。 2023/2/24 92 第八章 設(shè)備故障管理 一、 設(shè)備故障管理的主要任務(wù)： ? 及時(shí)準(zhǔn)確地掌握與設(shè)備故障有關(guān)的信息資料 ,建立設(shè)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(duì)故障的形態(tài)、機(jī)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(rèn)識(shí)掌握故障的客觀規(guī)律的基礎(chǔ)上 ,提出針對(duì)性的技術(shù)和組織措施 ,以預(yù)防故障的發(fā)生。 2023/2/24 93 二、故障分析的基本程序和方法 故障調(diào)查 故障鑒定 進(jìn)一步研究計(jì)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(dǎo)故障類型和故障原因 故障處理 整理故障資料 研究階段 結(jié)果分析階段 2023/2/24 94 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(kuò)散檢查 破壞檢查： 力學(xué)檢查 金相檢查 腐蝕檢查 化學(xué)檢查 表面分析檢查 模擬試驗(yàn) ,對(duì)故障 進(jìn)行微觀分析時(shí) ,常采用下列方法： 2023/2/24 95 四、故障宏觀分析的內(nèi)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(zhì)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(shè)計(jì)不良 原因不明 0 50 100 ％設(shè)備實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)同期設(shè)備故障停機(jī)臺(tái)次故障頻率＝ 100 ％設(shè)備實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)同時(shí)設(shè)備故障停機(jī)小時(shí)故障強(qiáng)度率＝ 100?故障強(qiáng)度率 ?設(shè)備故障停機(jī)率 ％備故障停機(jī)臺(tái)時(shí)設(shè)備實(shí)際開動(dòng)臺(tái)時(shí)＋設(shè)設(shè)備故障停機(jī)臺(tái)時(shí)故障停機(jī)率＝ 100 . 故障原因統(tǒng)計(jì)數(shù)排列圖見右圖 9 2023/2/24 96 人們通過大量觀察 ,發(fā)現(xiàn)每一種設(shè)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(shè)備總有幾種故障，其發(fā)生的頻數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它故障。人們常常把占設(shè)備全部故障 50％ 以上的幾種常發(fā)生故障叫做設(shè)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 占全部故障頻數(shù)（％） 10 模鍛錘故障問題數(shù)排列圖 2023/2/24 97 設(shè)備主要故障問題，同樣可以對(duì)實(shí) 際 的故障的統(tǒng)計(jì)分析，繪出排列圖而得 到。前圖為某廠對(duì)模鍛錘故障問題部位的統(tǒng)計(jì)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(shè)備的主要故障問題，使故障工作目標(biāo)明確 ,有針對(duì)性。 2023/2/24 98 （ MTBF)分析 一臺(tái)由各種不同零件構(gòu)成的復(fù)雜設(shè)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(shè)備發(fā)生故障的時(shí)間是隨機(jī)的 .就整臺(tái)設(shè)備而言 MTBF是個(gè) 常數(shù) ,可以認(rèn)為設(shè)備的可靠性函數(shù)符合指數(shù)分布 ,MTBF是該設(shè)備可靠性的參數(shù)。 MTBF分析一般按下述步驟進(jìn)行： 1)選擇分析對(duì)象。 為了分析同一型號(hào)、規(guī)格且使用條件相似的多臺(tái)設(shè)備的故障規(guī)律及 MTBF,所選 分析對(duì)象 (設(shè)備 )應(yīng)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(chǎn)品、切削負(fù)荷、臺(tái)時(shí)利用、維修保養(yǎng)等條件，都應(yīng)處于設(shè)備允許范圍的中間值上。 這樣，測得的數(shù)據(jù)才能代表設(shè)備群的特性。 2023/2/24 99 規(guī)定觀測時(shí)間和記錄故障數(shù)據(jù)資料，記錄在觀測時(shí)間內(nèi)該設(shè)備的全部故障情況，觀測時(shí)間不短于該設(shè)備的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，這可以充分發(fā)現(xiàn)影響 MTBF的故障 (失效 )。要全部記錄下觀測期內(nèi)發(fā)生的全部故障 ,包括突發(fā)故障 (事后修復(fù) )和將要發(fā)生故障 (通過預(yù)防維修排除 )的有關(guān)數(shù)據(jù)資料 :故障部位 (內(nèi)容 )、處理方法、發(fā)生日期、停機(jī)時(shí)間、修理工時(shí)、修理人員數(shù)等，并保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)分析。在觀測期內(nèi)，設(shè)備的故障間隔期和維修停機(jī)時(shí)間分布有一定的規(guī)律性。將各故障間隔時(shí)間 t t2… tn相加，除以故障次數(shù) n即可得平均故障間隔時(shí)間 （ MTBF）的計(jì)算公式 : ∑tn1=iin=MT BF2023/2/24 100 （ FMECA) 所謂故障模式影響及危害性分析 ,是為了了解影響設(shè)備功能的一些關(guān)鍵性零 件發(fā)生故障時(shí)的情況 ,通過分析其故障模式和發(fā)生故障的原因，判斷當(dāng)這些零部 件發(fā)生故障時(shí)，將對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備的功能產(chǎn)生何種影響及造成危害的程度；然后 , 據(jù)以改進(jìn)設(shè)計(jì)或適當(dāng)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(shè)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(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響及其程度，它實(shí)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。 2023/2/24 101 FMECA的任務(wù)有以下 6項(xiàng)： 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(guān)系，用歸納推理的方法，分析上述各種故障模式對(duì)系統(tǒng)各功能級(jí)別造成的影響和后果。 ③ 判斷各種故障模式對(duì)系統(tǒng)各功能級(jí)別造成影響的嚴(yán)重程度等級(jí)。 ④ 估計(jì)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(yán)重程度等級(jí)和發(fā)生概率估計(jì)相應(yīng)的危害度。 ⑥ 根據(jù)分析結(jié)果，制成“致命性故障報(bào)告表”，提出相應(yīng)對(duì)策和措施的建議書。 2023/2/24 102 （ FTA） 1) 故障樹分析法的特點(diǎn) ?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(shí)也可以用來分析零部件或子系統(tǒng)故障事件對(duì)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(nèi)的影響。 ?它對(duì)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(gòu)件所引起的系統(tǒng)故障，而且也可以分析多個(gè)構(gòu)件所引起的系統(tǒng)故障情況。 ?由于故障樹分析應(yīng)用的是一種邏輯圖，且直觀形象，故易為設(shè)計(jì)、使用和維修人員所掌握和運(yùn)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(gòu)成的邏輯線路圖，因此適合用電子計(jì)算機(jī)來設(shè)計(jì)和計(jì)算；而且對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)的故障樹的構(gòu)成和分析，也只有在應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)的條件下才有可能。 2023/2/24 103 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(jì)算機(jī)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(píng)價(jià)，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(jì)算頂事件的發(fā)生概率和計(jì)算基本事件的重要度。 2023/2/24 104 a)故障樹的形式 T E1 + E2 E3 + + A B C B E D 2023/2/24 105 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(duì)于中間事件 E3,它與基本事件 A、 B之間是與門邏輯關(guān)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(yīng)為： ==PF= QE0E(3)于是 FE2的概率為： ==PFF=FF=F QED0D2 EE(4)中間事件 E1和 E3及 C的關(guān)系是或門的邏輯關(guān)系 ,故 E1事件發(fā)生的概率 FE1為： =+=F+FF=F+F=F CBAC31 EE同理 ,頂事件發(fā)生的概率為： =+=F+F=F EE 21T2023/2/24 106 第九章 設(shè)備維修理論 一、設(shè)備維修目標(biāo)及體系： 備維持規(guī)定的工作能力 ,確 保生產(chǎn)的正常進(jìn)行。 見右圖 11： 機(jī)械維修經(jīng)濟(jì) 設(shè)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(jī)械修理 拆裝 清洗 磨合 磨損 變形 斷裂 腐蝕 穴蝕 疲勞剝蝕 內(nèi)燃機(jī)失效 液壓件失效 齒輪失效 電機(jī)失效 電子元件失效 零件失效 設(shè)備失效 失 效 2023/2/24 107 設(shè)備維修必須遵循以下原則： ? 以預(yù)防為主，維修保養(yǎng)與計(jì)劃檢修并重。 ? 以生產(chǎn)為主，維修為生產(chǎn)服務(wù)。 ? 專業(yè)修理與群眾修理相結(jié)合，以專業(yè)修理為主。 ? 勤儉節(jié)約、修舊利廢。 2023/2/24 108 二 以可靠性為中心的維修管理 （ Reliability Centered Maintenance) ? 可靠性維修是由預(yù)防維修、預(yù)測維修和主動(dòng)維修有機(jī)組合而成的。 ? 強(qiáng)調(diào)以設(shè)備的可靠性、設(shè)備的故障后果，作為制定維修的策略的主要依據(jù)。 ? 強(qiáng)調(diào)以運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性為出發(fā)點(diǎn)的維修管理模式。 2023/2/24 109 ： ●機(jī)器設(shè)備的可靠性和安全性都是由設(shè)計(jì)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(huì)使可靠性降低。 ●對(duì)于復(fù)雜的機(jī)器設(shè)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(duì)這類機(jī)器設(shè)備固定修理周期是不必要的 。實(shí)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(shí)期內(nèi) ,故障率明顯上升。