6设备故障管理

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1、南京理工大学机械工程学院工业工程系第6章设备故障管理1引言目前，大多数设备远未达到无维修设计的程度，因而时有故障发生，维修工作量大。为了全面掌握设备状态，搞好设备维修，改善设备的可靠性，提高设备利用率，必须对设备的故障实行管理设备故障管理的目的是在故障发生前通过设备状态的监测与诊断，掌握设备有无劣化情况，以期发现故障的征兆和隐患，及时进行预防维修，以控制故障的发生；在故障发生后，及时分析原因，研究对策，采取措施排除故障或改善设备，以防止故障的再发生。2设备故障的管理的内容包括：故障信息收集、储存、统计、整理，故障分析，故障处理，计划实施，处

2、理效果评价及信息反馈。36.1设备故障分类按发生状态分渐发性故障：与材料的磨损、腐蚀、疲劳及蠕变有密切关系突发性故障：与设备参数的极限、操作合理性等有关按故障性质分间断性故障永久性故障完全性故障局部性故障磨损性故障错用性故障固有的薄弱性故障根据故障的表现形式，主要的故障模式有损坏型、退化型、松脱型、堵塞型、渗漏型、性能衰退型和丧失功能型等。46.2设备故障的发展规律机械设备在使用过程中，其性能或状态随着使用时间的推移而逐步下降，呈现如图所示之曲线。潜在故障（Potentialfailure），指故障发生前的一些预兆，是可以识别的物理态，它表

3、明一种可能的故障即将发生。功能性故障（Functionalfailure），指设备已丧失了某种规定功能。设备从潜在故障到功能故障的间隔期为P-F间隔。5“P”点表示性能已经恶化，并发展到可识别的潜在故障的程度“F”点表示潜在故障已变成功能故障，已质变到损坏的程度。各种故障的P-F间隔差别很大，可由几秒到好几年，突发故障的P-F间隔一般就很短。6早期故障期又称为“磨合期”，开始故障率很高，但随时间的推移故障率迅速下降。此期间发生的故障，主要是由设计、制造上的缺陷所致，或是使用环境不当所造成。偶发故障期又称“有效寿命”阶段，设备故障率大致处于稳

4、定状态，趋于定值。在此期间，故障发生是随机的。偶发故障期的故障，多起因于设计、使用不当及维修不力。故通过提高设计质量，改进使用管理，加强监视诊断与维护保养等工作，可使故障率降低到最低水平。耗损故障期在设备使用的后期，故障率开始上升。这是由于设备零部件的磨损、疲劳、老化、腐蚀等造成的。7设备故障率曲线变化的3个阶段，真实地反映出设备从磨合、调试、正常工作到大修或报废故障率变化的规律。随着科学技术的发展，特别是机电液一体化技术的综合应用，由简单的机械设备转变为计算机辅助控制的大型复杂设备。这些精密、大型、数控等结构复杂设备的故障规律与传统的浴盆

5、曲线相背离，使人们开始对这些设备的故障规律进行研究。8曲线A显示了恒定的，或者略增的故障率，接着就是磨损期。曲线B显示了缓慢增长的故障率，但没有明显的磨损期。曲线C显示了新设备从刚出厂的低故障率，急剧地增长到一个恒定的故障率。曲线D显示了设备整个寿命周期内的一个恒定的故障率。曲线E显示，开始有高的初期故障率，然后急剧地降低到一个恒定的或者是增长极为缓慢的故障率。研究表明，4％的设备遵循典型的浴盆曲线，2％的设备遵循曲线A，5％的设备遵循曲线B，7％的设备遵循曲线C，14％的设备遵循曲线D，不少于68％的设备遵循曲线E。显然，在设备越来越复杂

6、的情况下，更多的设备遵循D和E所代表的模式。9研究说明，原来认为设备使用时间越长磨损越严重，而会使故障率上升的观点不一定正确。对于某种故障模式起主导作用的设备，故障率可能与使用时间有关。而对于大多数设备来说，使用时间长短对于设备可靠性的影响不大。106.3设备故障的分析方法故障原因分类序号原因类型1设计问题2制造问题3安装问题4操作保养不良5超负荷、使用不合理6润滑不良7修理质量问题8自然磨损劣化9自然灾害10操作者马虎大意11操作者技术不熟练12违章操作13原因不明50100占全部故障频率数%润滑不良自然磨损操作保养不良操作者马虎大意维修

7、质量不高操作不熟练超载使用不合理制造不良违章操作设计不良原因不明11主次图分析是一种利用经验判断分析问题的方法，是将平时设备故障频次记录下来，统计绘出设备的故障主次因图（帕累托PARETO图）按照意大利科学家帕累托的80/20法则，设备20%的故障模式决定着80%的停机时间。即要抓住最有倾向性的前20%故障模式，因为它们决定了设备的主要故障停机。按主次排列的故障原因故障频次变速主轴溜板电器其他48.5%77.3%86.4%94.5%99.9%加工机床的故障主次因图12MTBF分析法（平均无故障时间，MeanTimeBetweenFailur

8、e）记录观测期内发生的全部故障（无论停机时间长短），包括突发故障（事后修复）和将要发生的故障（通过预防维修排除）的有关数据资料、故障部位（内容）、处理方法、发生日期、停机时间、修