【正文】 , 且在發(fā)生故障時(shí)易于快速修復(fù) , 同時(shí)為考慮經(jīng)濟(jì)性和備用方便 , 應(yīng)采用零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、設(shè)備系列化的產(chǎn)品。 通常在產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中 , 大多為消極被動(dòng)式結(jié)構(gòu)。 ? ③運(yùn)行操作式。 ? ②積極主動(dòng)式。 ? 從系統(tǒng)控制的功能方面來(lái)看 , 故障安全結(jié)構(gòu)有以下幾種 : ? ①消極被動(dòng)式。可是 , 由于組成零件產(chǎn)生故障而引起誤動(dòng)作 , 常常導(dǎo)致重大事故發(fā)生。故障安全 , 就是即使個(gè)別零部件發(fā)生故障或失效 , 系統(tǒng)性能不變 , 仍能可靠工作。 要通過(guò)不斷完善結(jié)構(gòu) , 盡可能地接近這個(gè)目標(biāo) 。 自動(dòng)保險(xiǎn) , 就是即使是外行不懂業(yè)務(wù)的人或不熟練的人進(jìn)行操作 , 也能保證安全 , 不受傷害或不出故障 。 載 4. 高可靠性方式原則 ? 為提高可靠性 , 宜采用冗余設(shè)計(jì)、故障安全裝置、自動(dòng)保險(xiǎn)裝置等高可靠度結(jié)構(gòu)組合方式。 ? 3. 具有安全系數(shù)的設(shè)計(jì)原則 ? 由于負(fù)荷條件和環(huán)境因素隨時(shí)間而變化 , 所以可靠性也是隨時(shí)間變化的函數(shù) , 并且隨時(shí)間的增加 , 可靠性在降低 。 ? 一般情況下 , 機(jī)器的可靠性高于人的可靠性 , 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化 , 就可將人從機(jī)器的危險(xiǎn)點(diǎn)和危險(xiǎn)環(huán)境中解脫出來(lái) , 從根本上提高了人機(jī)系統(tǒng)可靠性。 RH)(1 RMz )] RH)(1 RH)] ? 多數(shù)人表決的冗余人機(jī)系統(tǒng)可靠度的計(jì)算公式為 : r1 ? RHn = [ ∑ Cnｉ （ 1―R ） ｉ R﹙ ｎ ﹣ 1] ] 設(shè)每個(gè)人的可靠度均為 R, 則系統(tǒng)全體人員的操作可靠度 RHn 為 : r1 RHn = ∑ Cnｉ （ 1―R ） ｉ R﹙ ｎ ﹣ 1﹚ i=0 載 ? 式中 Cnｉ 一 n 個(gè)人中有 i 個(gè)人同意時(shí)事件數(shù) , Cnｉ = n! / [i! R M 載 2. 多人表決的冗余人機(jī)系統(tǒng)可靠度 ? 上述兩人監(jiān)控作業(yè)是單純的并聯(lián)系統(tǒng) , 所以正常操作和誤操作兩種概率都增加了 , 而由多數(shù)人表決的人機(jī)系統(tǒng)就可以避免這種情況 。R M = R1所以?xún)扇吮O(jiān)控的人機(jī)系統(tǒng)的可靠度 Rsr 為 : 載 ? 異常情況時(shí) , Rsr39。 ? （三）人機(jī)功能分配原則 載 四、人機(jī)系統(tǒng)可靠性計(jì)算 ? （ 一 ） 系統(tǒng)中人的可靠性計(jì)算 ? （ 二 ） 人機(jī)系統(tǒng)的可靠性計(jì)算 ? 1. 兩人監(jiān)控人機(jī)系統(tǒng)的可靠度 ? (1) 異常狀況時(shí) ， 相當(dāng)于兩人并聯(lián) ， 可靠度比一人控制的系統(tǒng)增大了 ， 這時(shí)操作者切斷電源的可靠度為 RHb( 正確操作的概率 )： 載 RHb =1（ 1R1） (1R2) ? (2) 正常狀況時(shí) ， 相當(dāng)于兩人串聯(lián) ， 可靠度比一人控制的系統(tǒng)減小了 ， 即產(chǎn)生誤操作的概率增大了 ， 操作者不切斷電源的可靠度為 RHc 險(xiǎn) ( 不產(chǎn)生誤動(dòng)作的概率 ): RHc= R1 載 ? ( 二 ) 人機(jī)特性的比較 ? 人體本身就是一部復(fù)雜的 、 特殊的機(jī)器 。 ? (3) 操縱功能。 ? (2) 信息處理功能 。 ? ( 一 ) 人在人機(jī)系統(tǒng)中的主要功能 ? 人在人機(jī)系統(tǒng)中主要有 3 種功能 : 載 ? (1) 傳感功能 。 載 三、人機(jī)功能分配 ? 在人機(jī)系統(tǒng)中 , 人與機(jī)完成各自的功能 , 只有二者合理配合 , 協(xié)調(diào)一致 , 才能使人機(jī) 系統(tǒng)達(dá)到最佳效果 。 而人適應(yīng)于機(jī)的程度是有限的 , 因?yàn)楸M管人的因素有一定的可塑性 , 但是畢竟有一定的限度。機(jī)適宜于人是以人的因素為條件的 , 而人的因素是比較復(fù)雜的 , 而且是變化的 , 有的是隨時(shí)代的進(jìn)步而變化 , 有的是因時(shí)、因地、因性別、因年齡等不同而變化 ；人的因素有的可量化 , 有的則難以準(zhǔn)確量化。 為了適應(yīng)機(jī)器的這些情況 , 就需要對(duì)人的因素予以限制 , 對(duì)人進(jìn)行教育 、 訓(xùn)練 , 并且盡量發(fā)揮人的因素 , 利用有一定可塑性這一特點(diǎn) 。 載 ? 人適機(jī)是指使人去適應(yīng)機(jī)器的要求 。 ? 為了取得人機(jī)系統(tǒng)的最佳效果 , 對(duì)人和機(jī)分別提出 “ 人適應(yīng)于機(jī) ” 、 “ 機(jī)適宜于人 ” 的不同要求 , 即 “ 人適機(jī) ”“ 與機(jī)宜人 ” 。到此 , 人機(jī)系統(tǒng)完成了一次功能循環(huán)。 ? 一 、 人機(jī)信息及能量交換系統(tǒng)模型 ? 人機(jī)系統(tǒng)的任何活動(dòng)實(shí)質(zhì)上是信息及能量的傳遞和交換。前者著重從保證產(chǎn)品的工作性能出發(fā) , 力求不出故障或少出故障 , 是解決本質(zhì)安全問(wèn)題 , 在方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)階段就設(shè)法消除危險(xiǎn)與有害因素 ； 后者則是從維修的角度考慮 , 一旦產(chǎn)品發(fā)生故障 , 其本身就能自動(dòng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障 , 并且顯示故障或發(fā)出警報(bào)信號(hào) , 并能自動(dòng)排除故障或中止故 障 。 維修性設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要問(wèn)題有可達(dá)性、零組部件的標(biāo)準(zhǔn)化和互換性等內(nèi)容。維修度是產(chǎn)品的固有性質(zhì) ,它屬于產(chǎn)品固有可靠性的指標(biāo)之一。 ? 維修性是指對(duì)故障產(chǎn)品修復(fù)的難易程度 , 即在規(guī)定條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi) , 完成某種產(chǎn)品維修任務(wù)的難易程度。 ? ( 二 ) 貯備設(shè)計(jì) ( 冗余設(shè)計(jì) ) ? （三）其他設(shè)計(jì) 載 四、維修性設(shè)計(jì) ? ( 一 ) 維修及維修性 ? 所謂維修是指使產(chǎn)品保持在正常使用和運(yùn)行狀態(tài) , 以及為排除故障或缺陷所采取的一切措施 , 包括設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的維護(hù)保養(yǎng) 、 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷以及故障檢修 、 調(diào)整和最后的驗(yàn)收試驗(yàn)等直至恢復(fù)正常運(yùn)行等一系列工作 。確定安全系數(shù)時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素 : 1. (1) 環(huán)境條件的影響如溫度 、 濕度 、 沖擊 、 振動(dòng)等 ； ? (2) 使用中發(fā)生超負(fù)荷或誤操作時(shí)的后果 ； ? (3) 為提高安全系數(shù)所付出的經(jīng)濟(jì)代價(jià)是否合算等 。在進(jìn)行串一并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)計(jì)時(shí) , 只要用上述方法分別求出各子系統(tǒng)的可靠度 , 就可以使系統(tǒng)可靠性框圖逐步簡(jiǎn)化 , 最后總可以簡(jiǎn)化成一個(gè)簡(jiǎn)單的串聯(lián)系統(tǒng)或并聯(lián)系統(tǒng) , 于是可求出整個(gè)系統(tǒng)的可靠度。鋼絲繩的壽命是由壽命最長(zhǎng)的那股鋼絲決定的 , 故并聯(lián)系統(tǒng)又稱(chēng)繩索模型。 并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度好像鋼絲繩的可靠性 , 只有當(dāng)所有鋼絲繩均斷裂 , 鋼絲繩才能完全斷開(kāi)。 ? ⑵ 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性 Rs（ t） 總是小于系統(tǒng)中可靠度最低單元的可靠性 Rimin, 而且其壽命取決于該單元的壽命。 載 ( 一 ) 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性預(yù)計(jì) ? 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性表示系統(tǒng)中所有單元均正常時(shí) , 系統(tǒng)才能正常工作 。 載 二、系統(tǒng)或產(chǎn) 品 的可靠性預(yù)計(jì) ? 產(chǎn)品的可靠性預(yù)計(jì)是根據(jù)零組部件的可靠性數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)算產(chǎn)品的可靠性指標(biāo) , 如可靠度 、 故障率或平均壽命等 。 ? 5. 有效度 狹義可靠度 R(t) 與維修度 M (τ ) 的綜合稱(chēng)為有效度 , 也稱(chēng)廣義可靠度。 載 ? 3. 平均壽命 ( 或平均無(wú)故障工作時(shí)間 ) ? 對(duì)非維修產(chǎn)品稱(chēng)平均壽命 , 其觀(guān)測(cè)值為產(chǎn)品發(fā)生失效前的平均工作時(shí)間 , 或所有試驗(yàn)產(chǎn)品都觀(guān)察到壽命終了時(shí) ， 們壽命的算術(shù)平均值 3于維修產(chǎn)品來(lái)說(shuō) , 稱(chēng)平均無(wú)故障工作時(shí)間或平均故障問(wèn)隔時(shí)間 , 其觀(guān)測(cè)值等于在使用壽命周期內(nèi)的某段觀(guān)察期間累積工作時(shí) 間與發(fā)生故障次數(shù)之比。 ? ⑶ 磨損故障期。 這段時(shí)間較長(zhǎng) ， 是產(chǎn)品的最佳工作期。 ? ⑵ 偶發(fā)故障期。 載 產(chǎn)品的失效過(guò)程可分為 3個(gè)階段 ： ? ⑴ 早期故障期 。 故障率也是時(shí)間的函數(shù) , 記為 λ（ t） ，稱(chēng)為故障率函數(shù) 。 ? 一 、 可靠性的度量指標(biāo) ? ? 可靠度數(shù)值應(yīng)根據(jù)具體產(chǎn)品的要求來(lái)確定 , 一般原則是根據(jù)故障發(fā)生后導(dǎo)致事故的后果和經(jīng)濟(jì)損失而定 。 載 ? （ 四 ） 振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù) ? 故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè)的技術(shù)包括振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)等內(nèi)容。雖然理論上兩者是有根本差異的 , 但實(shí)際中由于兩者的密切相關(guān)性 , 往往把狀態(tài)監(jiān)測(cè)也劃歸在故障診斷的研究范疇中 , 統(tǒng)稱(chēng)為設(shè)備的故障診斷與監(jiān)測(cè)或簡(jiǎn)稱(chēng)為故障診斷。狀態(tài)監(jiān)測(cè)一般由現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行。 載 ( 三 ) 故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè) ? 故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè)是廣義故障診斷中不可分割的兩個(gè)有機(jī)組成部分。根據(jù)判別結(jié)果采取相應(yīng)的對(duì)策。將待檢模式與樣板模式 ( 故障檔案 )對(duì)比 , 進(jìn)行狀態(tài)分類(lèi)。將初始模式向量進(jìn)行維數(shù)變換、形式變換 , 去掉冗余信息 , 提取故障特征 , 形成待檢模式。按不同診斷目的選擇最能表征設(shè)備狀態(tài)的信號(hào) , 對(duì)該類(lèi)信號(hào)進(jìn)行全面地檢測(cè) , 并將其匯集在一起 , 形成一個(gè)設(shè)備工作狀態(tài)信號(hào)子集 , 該子集稱(chēng)為初始模式向量。 載 ( 二 ) 故障診斷的基本流程及實(shí)施步驟 ? 故障診斷 包括診斷文檔建立和診斷實(shí)施兩大部分。 載 三、機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù) ? ( 一 ) 機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷模型 ? 故障診斷是研究機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)變化的信息 , 進(jìn)而識(shí)別 、 預(yù)測(cè)和監(jiān)視機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)方法 。人的任何一種不安全行為都可能導(dǎo)致事故發(fā)生。 載 ? 2. 設(shè)備磨損或惡化 ? 使用過(guò)程中由于磨損 、 老化降低了設(shè)備的可靠性而產(chǎn)生新的潛在危險(xiǎn)因素 , 如裂紋 、 腐蝕等缺陷 , 但由于未被發(fā)現(xiàn)而“ 帶病 ” 運(yùn)轉(zhuǎn) 。 ? 3. 接觸傷害 ? 接觸傷害主要是指人體某一部分接觸到運(yùn)動(dòng)或靜止機(jī)械的尖角 、 棱角 、 銳邊 、 粗糙表面等發(fā)生的劃傷或割傷的機(jī)械傷害和接觸到過(guò)冷過(guò)熱及絕緣不良的導(dǎo)電體而發(fā)生凍傷、燙傷及觸電等傷害事故。 載 ? 2. 碰撞和撞擊 ? 這種傷害主要來(lái)自直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的零部件和飛來(lái)物或墜落物 。 載 二、人機(jī)系統(tǒng)常見(jiàn)的事故及其原因 ? ( 一 ) 常見(jiàn)的事故 ? 1. 卷入和擠壓 ? 這種傷害主要來(lái)自旋轉(zhuǎn)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)零部件 , 即兩旋轉(zhuǎn)件之間或旋轉(zhuǎn)件與固定件之間的運(yùn)動(dòng)將人體某一部分卷入或擠壓。 載 ? 3. 友善性 ? 機(jī)械安全設(shè)計(jì)涉及到人和人所控制的機(jī)器 , 它在人與機(jī)器之間建立起一套滿(mǎn)足人的生理特性、心理特性 , 充分發(fā)揮人的功能的、提高人機(jī)系