第13章城市軌道交通運(yùn)營

設(shè)備維修管理系統(tǒng)在生命周期中費(fèi)用比例費(fèi)用

C可靠度R購置費(fèi)維修費(fèi)總費(fèi)用前期費(fèi)用和后期費(fèi)用的關(guān)系軌道交通運(yùn)營成本構(gòu)成城市軌道交通運(yùn)營人員構(gòu)成維修理論與方法城市軌道交通固定設(shè)備維修管理城市軌道交通車輛設(shè)備維修管理本章內(nèi)容設(shè)備維修“維護(hù)”是為維持產(chǎn)品完好技術(shù)狀況或工作能力而進(jìn)行的作業(yè)“修理”是為恢復(fù)產(chǎn)品完好技術(shù)狀況或工作能力和壽命而進(jìn)行的作業(yè)設(shè)備維修通過修復(fù)或更換磨損零件，調(diào)整精度，排除故障，恢復(fù)設(shè)備原有功能而進(jìn)行的技術(shù)活動(dòng)，其主要作用在于恢復(fù)設(shè)備精度，性能，提高效率，延長使用壽命，保持生產(chǎn)功能。設(shè)備維修的基本內(nèi)容包括：設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、設(shè)備檢查和設(shè)備修理設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的內(nèi)容是保持設(shè)備清潔、整齊、潤滑良好、安全運(yùn)行，包括及時(shí)緊固松動(dòng)的緊固件，調(diào)整活動(dòng)部分的間隙等。簡言之，即“清潔、潤滑、緊固、調(diào)整、防腐”十字作業(yè)法。實(shí)踐證明，設(shè)備的壽命在很大程度上決定于維護(hù)保養(yǎng)的好壞。維護(hù)保養(yǎng)依工作量大小和難易程度分為日常保養(yǎng)、一級保養(yǎng)、二級保養(yǎng)、三級保養(yǎng)等。設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)日常保養(yǎng)又稱例行保養(yǎng)。其主要內(nèi)容是：進(jìn)行清潔、潤滑、緊固易松動(dòng)的零件，檢查零件、部件的完整。這類保養(yǎng)的項(xiàng)目和部位較少，大多數(shù)在設(shè)備的外部。一級保養(yǎng)主要內(nèi)容是：普遍地進(jìn)行擰緊、清潔、潤滑、緊固，還要部分地進(jìn)行調(diào)整。日常保養(yǎng)和一級保養(yǎng)一般由操作工人承擔(dān)。二級保養(yǎng)主要內(nèi)容包括內(nèi)部清潔、潤滑、局部解體檢查和調(diào)整。三級保養(yǎng)主要是對設(shè)備主體部分進(jìn)行解體檢查和調(diào)整工作，必要時(shí)對達(dá)到規(guī)定磨損限度的零件加以更換。此外，還要對主要零部件的磨損情況進(jìn)行測量、鑒定和記錄。二級保養(yǎng)、三級保養(yǎng)在操作工人參加下，一般由專職保養(yǎng)維修工人承擔(dān)。維修理論與方法基本概念（1）可靠性理論（2）設(shè)備故障與故障率曲線（3）維修系統(tǒng)工程可靠性為中心的設(shè)備維修可靠性是借助概率論的觀點(diǎn)和方法，把設(shè)備狀態(tài)作為隨機(jī)事件看待，量化地解決了事件發(fā)生的可能性問題。以可靠性為中心的設(shè)備維修是明確設(shè)備的功能標(biāo)準(zhǔn);查找設(shè)備功能障礙的原因;分析設(shè)備功能障礙的后果;找出預(yù)防設(shè)備功能障礙的辦法。可靠度假定產(chǎn)品規(guī)定的時(shí)間為t，隨機(jī)變量X的分布函數(shù)為：

F(t)=P{X≤t},t≥0

F(t)是產(chǎn)品失效的概率函數(shù)，稱為故障分布函數(shù)，也稱故障概率。產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間t內(nèi)不發(fā)生故障的概率為：

P{X＞t}=1-F(t)=F(t)

通常稱其為無故障概率，或稱可靠度函數(shù)，簡稱可靠度，記為R(t)，即R(t)=1-F(t)可靠度和故障分布函數(shù)之和恒等于1

R(t)＋F(t)≡1

可靠度可靠度R(t)與故障分布函數(shù)F(t)具有以下性質(zhì)：

1、R(0)=1,F(0)＝0，這表示產(chǎn)品在開始時(shí)處于良好的狀態(tài)；

2、R(t)是非負(fù)的遞減函數(shù)，F(xiàn)(t)是非負(fù)的遞增函數(shù)，說明隨著時(shí)間的增加產(chǎn)品發(fā)生故障或失效的可能性增大，可靠度變小；

3、R(∞)＝0，F(xiàn)(∞)＝1這表示只要時(shí)間充分長，產(chǎn)品終究都會(huì)失效；

4、0≤R(t)≤1，0≤F(t)≤1,即可靠度和故障分布函數(shù)之值介于0和1之間。可靠度R(t)、故障分布函數(shù)

F(t)與時(shí)間t的關(guān)系F(t)tF(t)R(t)0

F(t)、R(t)與t的關(guān)系

故障分布密度函數(shù)時(shí)刻t后單位時(shí)間發(fā)生故障的概率，并稱其為故障密度函數(shù)如果已知故障數(shù)據(jù)，且產(chǎn)品數(shù)N相當(dāng)大，則可求出每個(gè)時(shí)間間隔Δt內(nèi)的故障數(shù)Δr(t)，從而得到平均經(jīng)驗(yàn)故障密度f(t)、R(t)及F(t)之間的關(guān)系

0t

f(t)與R(t)、F(t)的關(guān)系f(t)F(t)R(t)失效率函數(shù)與可靠度的關(guān)系

因?yàn)?/p>

所以

于是有

失效率函數(shù)失效率是產(chǎn)品正常工作t時(shí)刻后，單位時(shí)間失效的概率[例]假設(shè)產(chǎn)品壽命服從指數(shù)分布，試求其失效率。[解]產(chǎn)品壽命的分布函數(shù)為其可靠度函數(shù)為其失效率為壽命為指數(shù)分布的產(chǎn)品其失效率與時(shí)間無關(guān)，說明指數(shù)分布具有無記憶性，或稱為無后效性。失效率函數(shù)曲線耗損失效期偶然失效期使用壽命早期失效期規(guī)定的失效率時(shí)間tλ(t)

失效率曲線失效率的基本形式λ失效率類型特性維修效果（1）遞減型

多見于合格品和次品混在一起的產(chǎn)品。在最初的使用時(shí)期，許多電子元件的失效率多屬于此類型不進(jìn)行預(yù)防維修，因隨時(shí)間增加而變化，故篩選、磨合很有效（2）恒定型

由于各種失效原因或承受應(yīng)力的隨機(jī)發(fā)生。多見于比較復(fù)雜產(chǎn)品的最佳狀態(tài)

預(yù)防維修不起作用（3）遞增型由于內(nèi)在的磨損、老化等致使壽命終止，失效集中發(fā)生。多見于材料的機(jī)械磨損或腐蝕等在失效集中發(fā)生前進(jìn)行替換是有效的失效率形式A綜合原因B失效率形式B輪胎剎車片C失效率形式C疲勞結(jié)構(gòu)失效率形式D電子液壓氣動(dòng)失效率形式E軸承電子產(chǎn)品失效率形式F制造安裝調(diào)試與壽命相關(guān)A

B

C壽命平均壽命可用壽命與壽命無關(guān)DEF與壽命相關(guān)11-12%

與壽命無關(guān)88%零部件葉輪打碎葉輪脫落葉輪磨損到限可靠壽命可靠度是時(shí)間的函數(shù)，若已知可靠度函數(shù)R(t)的表達(dá)式，則當(dāng)給定一個(gè)可靠度r，即可通過解方程

R(tr)=r

求出與之對應(yīng)的工作時(shí)間稱為產(chǎn)品的可靠壽命。只要給定產(chǎn)品的使用時(shí)間t<tr，則產(chǎn)品的可靠度就不會(huì)低于預(yù)先給定可靠度r。若預(yù)先給定可靠度r值越大，則與之相應(yīng)的時(shí)間tr就越短。

1r1r2r30.5R(t)t1t2t3t0.5復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性組成系統(tǒng)

的元件

個(gè)數(shù)單個(gè)元件可靠性99.999%99.99%99.9%99.0%系統(tǒng)可靠性1099.99%99.9%99.0%90.44%10099.9%99.01%90.48%36.60%100099.01%90.48%36.77%<0.1%1000090.48%36.79%<0.1%<0.1%失效(故障)分析設(shè)備喪失規(guī)定功能的現(xiàn)象稱為故障。設(shè)備的性能指標(biāo)低于最低限值時(shí)即為故障。按階段:早期失效、偶然失效、耗損失效按發(fā)展程度：突然失效—事前監(jiān)控?zé)o法預(yù)測的失效漸變失效—性能下降,可監(jiān)控可預(yù)測的失效漸變失效過程儀表噪音振動(dòng)發(fā)熱維修理念的發(fā)展歷程維修思想和維修制度大致可分為三個(gè)發(fā)展階段：

“事后維修”

“以預(yù)防為主”

“以可靠性為中心”維修方式與維修等級定時(shí)維修視情維修事后維修籠型異步電機(jī)剖面圖轉(zhuǎn)軸定子繞組轉(zhuǎn)子定子鐵心端蓋接線盒維修方式定期維修周期小于P-F間隔狀態(tài)維修可監(jiān)測故障狀態(tài)，并確定不超過惡化的參數(shù)極限值修復(fù)維修適用于隨機(jī)故障，事先維修費(fèi)用過高或?qū)Π踩珶o大影響定期修和狀態(tài)修都屬于預(yù)防維修修復(fù)維修屬于事后維修維修方式的選擇故障對安全有直接影響或經(jīng)濟(jì)損失很大則用預(yù)防維修，否則用修復(fù)維修。故障為隨機(jī)故障，則用修復(fù)維修，否則用預(yù)防維修。若可用狀態(tài)監(jiān)控手段探測故障征兆，則預(yù)防維修可改為狀態(tài)維修，否則用預(yù)防維修維修方式選擇維修等級和周期預(yù)防維修中，對系統(tǒng)中每一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行規(guī)定的定期檢查、定期更換零件、定期修理的周期。風(fēng)機(jī)日常巡視風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況檢查每周風(fēng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)軟接頭檢查月檢查同日常巡視全部內(nèi)容每月檢查緊固地腳螺絲或吊桿螺絲檢查風(fēng)機(jī)外殼強(qiáng)度電氣安全性能檢查季小修同月檢查全部內(nèi)容每季檢查緊固風(fēng)葉及其組件檢查風(fēng)機(jī)軸承或更換潤滑油脂清掃風(fēng)機(jī)葉片或電機(jī)積塵年維修同季小修全部內(nèi)容每年檢查風(fēng)機(jī)葉片強(qiáng)度及是否變形或斷裂必要時(shí)做動(dòng)靜平衡試驗(yàn)必要時(shí)檢查或更換吊桿及基礎(chǔ)螺栓必要時(shí)固定設(shè)備分類與維修管理工務(wù)系統(tǒng)供電系統(tǒng)通信信號系統(tǒng)機(jī)電系統(tǒng)軌道主變電站傳輸設(shè)備環(huán)控系統(tǒng)橋梁牽引變電所電話交換給排水系統(tǒng)路基電纜無線通信及廣播屏蔽門系統(tǒng)隧道接觸網(wǎng)時(shí)鐘設(shè)備電梯系統(tǒng)房屋建筑動(dòng)力系統(tǒng)通信設(shè)備故障監(jiān)控機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

低壓配電及照明系統(tǒng)ATS列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)消防系統(tǒng)

SCADA電力監(jiān)控系統(tǒng)ATP列車自動(dòng)防護(hù)自動(dòng)售檢票系統(tǒng)

微機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)

地面信號設(shè)備系統(tǒng)

固定設(shè)備分類電子設(shè)備是指由集成電路、晶體管、電子管等電子元器件組成，應(yīng)用電子技術(shù)（包括）軟件發(fā)揮作用的設(shè)備。電子元器件溫度應(yīng)力接觸電氣設(shè)備是在電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路、斷路器等設(shè)備的統(tǒng)稱。電氣設(shè)備過熱過壓過流牽引控制系統(tǒng)牽引電機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)牽引與輔助變流器轉(zhuǎn)向架列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)車體機(jī)電一體化設(shè)備固定設(shè)備維修作業(yè)流程計(jì)劃修包含檢查、養(yǎng)護(hù)、維修三種生產(chǎn)作業(yè)固定設(shè)備維修計(jì)劃修體系故障修體系白天運(yùn)營期間的檢修夜間停運(yùn)期間的檢修故障搶修和故障補(bǔ)修檢查養(yǎng)護(hù)維修日常檢查一級養(yǎng)護(hù)周期性維修定期檢查二級養(yǎng)護(hù)部件修專項(xiàng)檢查

專項(xiàng)改造城市軌道交通固定設(shè)備維修管理體系固定設(shè)備維修作業(yè)流程計(jì)劃修夜間施工流程固定設(shè)備維修作業(yè)流程計(jì)劃修和故障修夜間施工流程設(shè)備修理的方法標(biāo)準(zhǔn)修理法，又稱強(qiáng)制修理法，是指根據(jù)設(shè)備零件的使用壽命，預(yù)先編制具體的修理計(jì)劃，明確規(guī)定設(shè)備的修理日期、類別和內(nèi)容。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)到規(guī)定的期限，不管其技術(shù)狀況好壞，任務(wù)輕重，都必須按照規(guī)定的作業(yè)范圍和要求進(jìn)行修理。定期修理法，是指根據(jù)零件的使用壽命、生產(chǎn)類型、工件條件和有關(guān)定額資料，事先規(guī)定出各類計(jì)劃修理的固定順序、計(jì)劃修理間隔期及其修理工作量。在修理前通常根據(jù)設(shè)備狀態(tài)來確定修理內(nèi)容。檢查后修理法，是指根據(jù)設(shè)備零部件的磨損資料，事先只規(guī)定檢查次數(shù)和時(shí)間，而每次修理的具體期限、類別和內(nèi)容均由檢查后的結(jié)果來決定。固定設(shè)備維修管理模式城市軌道交通固定設(shè)備維修管理模式分為三種：專業(yè)化維修管理模式區(qū)域化維修管理模式混合型維修管理模式我國城市軌道交通車輛維修制度我國城市軌道交通車輛維修主要是按固定的間隔進(jìn)行預(yù)防為主的定期維修。我國城市軌道交通車輛的檢修修程一般可分為廠修、架修、定修、月檢和列檢5個(gè)等級。其中廠修、架修和定修為定期檢修，通常在車輛段實(shí)施；月修和列檢為日常維修，通常在停車場實(shí)施。我國城市軌道交通車輛維修制度上海地鐵車輛計(jì)劃修檢修模式維修級別停修時(shí)間（天）庫停時(shí)間（天）檢修周期里程（萬公里）雙日檢---（每兩個(gè)運(yùn)營日進(jìn)行一次）雙周檢0.50.50.5季檢223定修8615架修241660大修3630120我國城市軌道交通車輛維修制度深圳地鐵車輛計(jì)劃修檢修模式維修類別維修級別停修時(shí)間（天）庫停時(shí)間（天）檢修周期時(shí)間里程（萬公里）大修更新廠修403410年100架修25195年50日常維修定修1081年10雙月檢222月2雙周檢0.50.52周0.4巡檢列檢--每日-車輛設(shè)備分類與維修方式選擇

城市軌道交通車輛設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜、技術(shù)性強(qiáng)、數(shù)量龐大、型號各異，維修時(shí)需要考慮車輛中不同部件設(shè)備故障率曲線的差別，用維修系統(tǒng)中全壽命全費(fèi)用的觀點(diǎn)綜合確定設(shè)備壽命周期，并結(jié)合設(shè)備故障規(guī)律、故障頻率和故障嚴(yán)重性，采取不同的維修對策，使得維修工作更加科學(xué)合理，從而達(dá)到維修方式經(jīng)濟(jì)適用、設(shè)備安全可靠的目的。車輛設(shè)備分類與維修方式選擇城市軌道交通車輛部件設(shè)備分類維修統(tǒng)計(jì)案例:某維修廠裝配油機(jī)齒輪箱與箱蓋之間經(jīng)常發(fā)生漏油，須調(diào)查密封不好的原因，