1、設(shè)備故障分析與管理 在故障管理工作中，不但要對每一項具體的設(shè)備故障進行分析，查明發(fā)生的原因和機理，采取預(yù)防措施，防止故障重復(fù)出現(xiàn)。同時，還必須對本系統(tǒng)、企業(yè)全部設(shè)備的故障基本狀況、主要問題、發(fā)展趨勢等有全面的了解，找出管理中的薄弱環(huán)節(jié)，并從本企業(yè)設(shè)備著眼，采取針對性措施，預(yù)防或減少故障，改善技術(shù)狀態(tài)。因此，對故障的統(tǒng)計分析是故障管理中必不可少的內(nèi)容，是制定管理目標(biāo)的主要依據(jù)。1.故障信息數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計(1)故障信息的主要內(nèi)容故障對象的有關(guān)數(shù)據(jù)有系統(tǒng)、設(shè)備的種類、編號、生產(chǎn)廠家、使用經(jīng)歷等；故障識別數(shù)據(jù)有故障類型、故障現(xiàn)場的形態(tài)表述、故障時間等；故障鑒定數(shù)據(jù)有故障現(xiàn)象、故障原因、測試數(shù)據(jù)等；有關(guān)

2、故障設(shè)備的歷史資料。(2)故障信息的來源故障現(xiàn)場調(diào)查資料；故障專題分析報告；故障修理單；設(shè)備使用情況報告（運行日志）；定期檢查記錄；狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷記錄；產(chǎn)品說明書，出廠檢驗、試驗數(shù)據(jù)； 設(shè)備安裝、調(diào)試記錄； 修理檢驗記錄。(3)收集故障數(shù)據(jù)資料的注意事項 按規(guī)定的程序和方法收集數(shù)據(jù)；對故障要有具體的判斷標(biāo)準(zhǔn)；各種時間要素的定義要準(zhǔn)確，計算各種有關(guān)費用的方法和標(biāo)準(zhǔn)要統(tǒng)一；數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確、真實、可靠、完整，要對記錄人員進行教育、培訓(xùn)，健全責(zé)任制；收集信息要及時。(4)做好設(shè)備故障的原始記錄跟班維修人員做好檢修記錄，要詳細記錄設(shè)備故障的全過程，如故障部位、停機時間、處理情況、產(chǎn)生的原因等，對一些不

3、能立即處理的設(shè)備隱患也要詳細記載；操作工人要做好設(shè)備點檢(日常的定期預(yù)防性檢查）記錄，每班按點檢要求對設(shè)備做逐點檢查、逐項記錄，對點檢中發(fā)現(xiàn)的設(shè)備隱患，除按規(guī)定要求進行處理外，對隱患處理情況也要按要求認真填寫，以上檢修記錄和點檢記錄定期匯集整理后，上交企業(yè)設(shè)備管理部門；填好設(shè)備故障修理單，當(dāng)有關(guān)技術(shù)人員會同維修人員對設(shè)備故障進行分析處理后，要把詳細情況填入故障修理單，故障修理單是故障管理中的主要信息源。2.故障分析內(nèi)容（l）故障原因分類開展故障原因分析時，對故障原因種類的劃分應(yīng)有統(tǒng)一的原則。因此，首先應(yīng)將本企業(yè)的故障原因種類規(guī)范化，明確每種故障所包含的內(nèi)容。劃分故障原因種類時，要結(jié)合本企業(yè)擁有

4、的設(shè)備種類和故障管理的實際需要。其準(zhǔn)則應(yīng)是根據(jù)劃分的故障原因種類，容易看出每種故障的主要原因或存在的問題。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障后進行鑒定時，要按同一規(guī)定確定故障的原因（種類）。當(dāng)每種故障所包含的內(nèi)容已有明確規(guī)定時，便不難根據(jù)故障原因的統(tǒng)計資料發(fā)現(xiàn)本企業(yè)產(chǎn)生設(shè)備故障的主要原因或問題。表1-1為某廠故障原因的分類。表1-1 故障原因分類 序號 原因類別 包含的主要內(nèi)容 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 設(shè)計問題 制造問題 安裝問題 操作保養(yǎng)不良 超負荷，使用不合理 潤滑不良 修理質(zhì)量問題 自然磨損劣化 自然災(zāi)害 操作者馬虎大意 操作者技術(shù)不熟練 違章操作 原因不明 原設(shè)計結(jié)構(gòu)、

5、尺寸、配合、材料選擇不合理等 原制造的機加工、鑄鍛、熱處理、裝配、標(biāo)準(zhǔn)元器件等存在問題 基礎(chǔ)、墊鐵、地腳螺栓、水平度、防振等問題 不清潔，調(diào)整不當(dāng)，未及時清洗換油，操作不當(dāng)?shù)?加工件超規(guī)格，加工件不符合要求，超切削規(guī)范，加工件超重，設(shè)備超 負荷等 不及時潤滑，油質(zhì)不合格，油量不足或超量，油的牌號種類錯誤。加 油點堵塞，自動潤滑系統(tǒng)工作不正常等 修理、調(diào)整、裝配不合格，備件、配件不合格，局部改進不合理等 正常磨損，老化等 由雷擊、洪水、暴雨、塌方、地震等引起的故障 由于操作者工作時精神不集中引起的故障 一般指剛開始操作一種新設(shè)備，或工人的技術(shù)等級偏低 有意不按規(guī)章操作 圖1-1是某制造車間一個季

6、度的故障原因統(tǒng)計分析。通過對企業(yè)實際故障的統(tǒng)計分析，可以了解企業(yè)發(fā)生故障的主要原因和內(nèi)容，明確故障管理工作的重點。圖1-1 故障原因分析排列圖(2)典型故障分析在原因分類分析時，由于各種原因造成的故障后果不同，所以，通過這種分析方法來改善管理與提高經(jīng)濟性的效果并不明顯。典型故障分析則從故障造成的后果出發(fā)，抓住影響經(jīng)濟效果的主要因素進行分析，并采取針對性的措施，有重點地改進管理，以求取得較好的經(jīng)濟效果。這樣不斷循環(huán)，效果就更顯著。影響經(jīng)濟性的三個主要因素是：故障頻率、故障停機時間和修理費用。故障頻率是指某一系統(tǒng)或單臺設(shè)備在統(tǒng)計期內(nèi)（如一年）發(fā)生故障的次數(shù)；故障停機時間是指每次故障發(fā)生后系統(tǒng)或單機

7、停止生產(chǎn)運行的時間（如小時）。以上兩個因素都直接影響產(chǎn)品輸出，降低經(jīng)濟效益。修理費用是指修復(fù)故障的直接費用損失，包括工時費和材料費。典型故障分析就是將一個時期內(nèi)（如一年）企業(yè)（或車間）所發(fā)生的故障情況，根據(jù)上述三個因素的記錄數(shù)據(jù)進行排列，提出三組最高數(shù)據(jù)，每一組的數(shù)量可以根據(jù)企業(yè)的管理力量和發(fā)生故障的實際情況來定，如定10個數(shù)，則分別將三個因素中最高的10個數(shù)據(jù)的原始憑證提取出來，根據(jù)記錄的情況進一步分析和提出改進措施。（3）MTBF分析設(shè)備的MTBF是一項在設(shè)備投入使用后較易測定的可靠性參數(shù)，它被廣泛用于評價設(shè)備使用期的可靠性。設(shè)備的MTBF可通過MTBF分析求得，同時還可以對設(shè)備故障是怎樣

8、發(fā)生的有所了解。MTBF分析一般按下述步驟進行。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(shè)備的故障規(guī)律及MTBF,所選分析對象（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、切削負荷，臺時利用、維修保養(yǎng)等條件，都應(yīng)處于設(shè)備允許范圍的中間值以上。這樣，測得的數(shù)據(jù)才能代表該設(shè)備群的特性。如果分析對象（設(shè)備）在一臺以上，其MTBF可以取平均值。各分析對象的MTBF不應(yīng)相差懸殊，否則，應(yīng)認真檢查原始記錄有無問題。對使用條件、故障內(nèi)容等作詳細研究分析，確定是否是由起支配作用的故障造成。若查不出原因，就只能將MTBF分析結(jié)果作廢。規(guī)定觀測時間。記錄下觀測時間內(nèi)該

9、設(shè)備的全部故障（故障修理）。觀測時間應(yīng)不短于該設(shè)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23年，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(nèi)發(fā)生的全部故障（無論停機時間長短），包括突發(fā)故障（事后修復(fù)）和將要發(fā)生的故障（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，停機時間，修理的工時，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。將在觀測期內(nèi)，設(shè)備的故障間隔期和維修停機時間按發(fā)生時間先后依次排列形成如圖1-2的圖形。圖1-2觀測期內(nèi)設(shè)備的故障間隔期和維修停機時間分布 將各故障間隔時間t1、t2、tn相加，除以故障次數(shù)n即可以得MTBF。將各次

10、修理的停機時間t01、t02 、t0n相加，除以修理次數(shù)n0即為平均修理時間 如果MTBF的分析目的是為了了解故障的發(fā)生規(guī)律，則應(yīng)把不管什么原因造成的故障，包括非設(shè)備本身原因造成的故障，都統(tǒng)計在內(nèi)。如果測定MTBF的目的是求得可靠性數(shù)據(jù)，則應(yīng)在故障統(tǒng)計中剔除那些非正常情況造成的故障，如明顯的超設(shè)備性能使用、人為的破壞，自然災(zāi)害等造成的設(shè)備故障。如果把記錄故障的工作一直延續(xù)進行下去，當(dāng)設(shè)備進人使用的后期（損耗故障期），將會出現(xiàn)故障密集觀象，不但易損件，就連一些基礎(chǔ)件也連續(xù)發(fā)生故障而形成故障流，且故障流的間隔時間也顯著縮短。通過多臺相同設(shè)備的故障記錄分析，就可以科學(xué)地估計該設(shè)備進入損耗故障期的時間

11、，為合理地確定進行預(yù)防修理的時間創(chuàng)造條件。例1-1某企業(yè)有同型號設(shè)備20臺，當(dāng)使用到1000h后，有15臺發(fā)生故障，其故障記錄如下表，如其可靠度按指數(shù)函數(shù)分布，求該型號設(shè)備的平均故障間隔期。組別 時間區(qū)間 區(qū)間中值 發(fā)生故障設(shè)備數(shù) 1 2 3 4 5 0200 200400 400600 600800 8001000 100 300 500 700 900 3 2 4 3 3 解 由式（1-2）得 (4）故障分析法故障樹分析(Fault Tree Analysis，簡稱FTA)是一種演繹推理法，這種方法把系統(tǒng)可能發(fā)生的某種故障與導(dǎo)致故障發(fā)生的各種原因之間的邏輯關(guān)系用一種稱為故障樹的樹形圖表示，

12、通過對故障樹的定性與定量分析，找出故障發(fā)生的主要原因，為確定安全對策提供可靠依據(jù)，以達到預(yù)測與預(yù)防故障發(fā)生的目的，F(xiàn)TA法具有以下特點。故障樹分析是一種圖形演繹方法，是故障事件在一定條件下的邏輯推理方法。它可以圍繞某特定的故障作層層深人的分析，因而在清晰的故障樹圖形下，表達了系統(tǒng)內(nèi)各事件間的內(nèi)在聯(lián)系，并指出單元故障與系統(tǒng)故障之間的邏輯關(guān)系，便于找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。FTA具有很大的靈活性，故障樹分析法可以分析由單一構(gòu)件故障所誘發(fā)的系統(tǒng)故障，還可以分析兩個以上構(gòu)件同時發(fā)生故障時所導(dǎo)致的系統(tǒng)故障?？梢杂糜诜治鲈O(shè)備、系統(tǒng)中零部件故障的影響，也可以考慮維修、環(huán)境因素、人為操作或決策失誤的影響，即不僅可反

13、映系統(tǒng)內(nèi)部單元與系統(tǒng)的故障關(guān)系，也能反映出系統(tǒng)外部因素所可能造成的后果。進行FTA的過程，是一個對系統(tǒng)更深入認識的過程，它要求分析人員把握系統(tǒng)內(nèi)各要素間的內(nèi)在聯(lián)系，弄清各種潛在因素對故障發(fā)生影響的途徑和程度，因而許多問題在分析的過程中就被發(fā)現(xiàn)和解決了，從而提高了系統(tǒng)的可靠性。 利用故障樹模型可以定量計算復(fù)雜系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，為改善和評價系統(tǒng)安全性提供了定量依據(jù)。故障樹分析的不足之處主要是：FTA需要花費大量的人力、物力和時間；FTA的難度較大，建樹過程復(fù)雜，需要經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員參加，即使這樣也難免發(fā)生遺漏和錯誤；FTA只考慮(0, 1)狀態(tài)的事件，而大部分系統(tǒng)存在局部正常、局部故障的狀態(tài)，

14、因而建立數(shù)學(xué)模型時，會產(chǎn)生較大誤差；FTA雖然可以考慮人的因素，但人的失誤很難量化。故障樹分析是根據(jù)系統(tǒng)可能發(fā)生的故障或已經(jīng)發(fā)生的故障所提供的信息，去尋找同故障發(fā)生有關(guān)的原因，從而采取有效的防范措施，防止故障發(fā)生。這種分析方法一般可按下述步驟進行。準(zhǔn)備階段i確定所要分析的系統(tǒng)。在分析過程中，合理地處理好所要分析系統(tǒng)與外界環(huán)境及其邊界條件，確定所要分析系統(tǒng)的范圍，明確影響系統(tǒng)安全的主要因素。ii熟悉系統(tǒng)。這是故障樹分析的基礎(chǔ)和依據(jù)。對于已經(jīng)確定的系統(tǒng)進行深入的調(diào)查研究，收集系統(tǒng)的有關(guān)資料與數(shù)據(jù)，包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性能、工藝流程、運行條件、故障類型、維修情況、環(huán)境因素等。ii調(diào)查系統(tǒng)發(fā)生的故障。收集

15、、調(diào)查所分析系統(tǒng)曾經(jīng)發(fā)生過的故障和將來有可能發(fā)生的故障，同時還要收集、調(diào)查本單位與外單位、國內(nèi)與國外同類系統(tǒng)曾發(fā)生的所有故障。故障樹的編制i確定故障樹的頂事件。確定頂事件是指確定所要分析的對象事件。根據(jù)故障調(diào)查報告分析其損失大小和故障頻率，選擇易于發(fā)生且后果嚴重的故障作為故障的頂事件。ii調(diào)查與頂事件有關(guān)的所有原因事件。從人、機、環(huán)境和信息等方面調(diào)查與故障樹頂事件有關(guān)的所有故障原因，確定故障原因并進行影響分析。iii編制故障樹。把故障樹頂事件與引起頂事件的原因事件，采用一些規(guī)定的符號，按照一定的邏輯關(guān)系，繪制反映因果關(guān)系的樹形圖。故障樹定性分析故障樹定性分析主要是按故障樹結(jié)構(gòu)，求取故障樹的最小

16、割集或最小徑集，以及基本事件的結(jié)構(gòu)重要度，根據(jù)定性分析的結(jié)果，確定預(yù)防故障的安全保障措施。故障樹定量分析故障樹定量分析主要是根據(jù)引起故障發(fā)生的各基本事件的發(fā)生概率，計算故障樹頂事件發(fā)生的概率；計算各基本事件的概率重要度和關(guān)鍵重要度。根據(jù)定量分析的結(jié)果以及故障發(fā)生以后可能造成的危害，對系統(tǒng)進行分析，以確定故障管理的重點。故障樹分析的結(jié)果總結(jié)與應(yīng)用必須及時對故障樹分析的結(jié)果進行評價、總結(jié)，提出改進建議，整理、儲存故障樹定性和定量分析的全部資料與數(shù)據(jù)，并注重綜合利用各種故障分析的資料，提出預(yù)防故障與消除故障的對策。目前已經(jīng)開發(fā)了多種功能的軟件包（如美國的SETS和德國的RISA)進行FTA的定性與定

17、量分析，有些FTA軟件已經(jīng)通用和商品化。正確建造故障樹是故障樹分析法的關(guān)鍵，因為故障樹的完善與否將直接影響到故障樹定性分析和定量計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。繪制故障樹的邏輯符號如表1-2所示。圖1-3是以臥式鏜床拖板夾緊機構(gòu)故障為例所建故障樹。表1-2 故障樹的邏輯符號圖1-3 臥式鏜床拖板夾緊機構(gòu)故障樹 設(shè)備故障的發(fā)生發(fā)展規(guī)律 設(shè)備故障的發(fā)生發(fā)展過程都有其客觀規(guī)律，研究故障規(guī)律對制定維修對策，以至建立更加科學(xué)的維修體制都是十分有利的。設(shè)備在使用過程中，其性能或狀態(tài)隨著使用時間的推移而逐步下降，呈現(xiàn)如圖1-1所示之曲線。很多故障發(fā)生前會有一些預(yù)兆，這就是所謂潛在故障，其可識別的物理參數(shù)表明一種功能性故障

18、即將發(fā)生，功能性故障表明設(shè)備喪失了規(guī)定的性能標(biāo)準(zhǔn)。圖1-1中“P”點表示性能已經(jīng)變化，并發(fā)展到可識別潛在故障的程度：這可能是表明金屬疲勞的一個裂紋；可能是振動，說明即將會發(fā)生軸承故障；可能是一個過熱點，表明爐體耐火材料的損壞；可能是一個輪胎的輪面過多的磨損等?！癋” 表示潛在故障已變成功能故障，即它已質(zhì)變到損壞的程度。P-F間隔，就是從潛在故障的顯露到轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苄怨收系臅r間間隔，各種故障的P-F間隔差別很大，可由幾秒到好幾年，突發(fā)故障的P-F間隔就很短。較長的間隔意味著有更多的時間來預(yù)防功能性故障的發(fā)生，因而要不斷地花費很大的精力去尋找潛在故障的物理參數(shù)，為采取新的預(yù)防技術(shù)，避免功能性故障，爭

19、得較長的時間。圖1-1 設(shè)備性能或狀態(tài)變化圖設(shè)備故障率隨時間推移的變化規(guī)律稱為設(shè)備的典型故障率曲線，如圖1-2浴盆曲線所示。該曲線表明設(shè)備的故障率隨時間的變化大致分三個階段：早期故障期、偶發(fā)故障期和耗損故障期。故障的三種基本類型如圖1-3所示。 （l）早期故障期是指設(shè)備安裝調(diào)試過程至移交生產(chǎn)試用階段。造成早期故障的原因主要是由設(shè)計、制造上的缺陷，包裝、運輸中的損傷，安裝不到位、使用工人操作不習(xí)慣或尚未全部熟練掌握其性能等原因所造成的。設(shè)備處于早期故障期，故障率開始很高，通過跑合運行和故障排除，故障率逐漸降低并趨于穩(wěn)定。此段時間的長短，隨產(chǎn)品、系統(tǒng)的設(shè)計與制造質(zhì)量而異。圖1-2 設(shè)備的典型故障率

20、曲線圖1-3 故障的三種基本類型早期故障率是影響設(shè)備可靠性的一個重要因素，會使設(shè)備的平均無故障工作時間減少。從設(shè)備的總役齡來看，這段時間不長，但必須認真對待，否則影響新設(shè)備效能的正常發(fā)揮，對資金回收不利。對于已定型的成批生產(chǎn)的設(shè)備和熟練的操作人員來說，早期故障期較短。對新設(shè)備來說，此階段的故障形態(tài)主要由三個參數(shù)所決定，即期初故障率，持續(xù)時間和期末故障率。這一階段的故障率是下降型，即隨著時間的推移故障率是逐漸下降的，可靠度的分布函數(shù)大體服從超指數(shù)分布或a1時的威布爾分布，如圖1-3中I所示。 （2）偶發(fā)故障期經(jīng)過第一階段的調(diào)試、試用后，設(shè)備的各部分機件進人正常磨損階段，操作人員逐步掌握了設(shè)備的性

21、能、原理和機構(gòu)調(diào)整的特點。設(shè)備進入偶發(fā)故障期。在此期間故障率大致處于穩(wěn)定狀態(tài)，趨于定值。在此期間，故障的發(fā)生是隨機的。在偶發(fā)故障期內(nèi)，設(shè)備的故障率最低，而且穩(wěn)定。因而可以說，這是設(shè)備的最佳狀態(tài)期或稱正常工作期。這個區(qū)段稱為有效壽命。偶發(fā)故障期的故障，一般是由于設(shè)備使用不當(dāng)與維修不力，工作條件（負荷、環(huán)境等）變化，或者由于材料缺陷、控制失靈、結(jié)構(gòu)不合理等設(shè)計、制造上存在的問題所致。故通過提高設(shè)計質(zhì)量、改進使用管理、加強監(jiān)視診斷與維護保養(yǎng)等工作，可使故障率降低到最低。對于偶發(fā)期故障，一般需要進行統(tǒng)計分析。為此，必須健全設(shè)備運行、故障動態(tài)和維修保養(yǎng)的記錄，建立設(shè)備檢查與生產(chǎn)日志等制度，對故障進行登記

22、與分析。此階段的故障形態(tài)的重要參數(shù)是故障率和持續(xù)時間，這一階段是故障率恒定型，可靠度分布密度函數(shù)大體上服從負指數(shù)分布或a=1的威布爾分布，如圖1-3中II所示。(3)耗損故障期由于設(shè)備隨著使用時間的延長，各零部件因磨損、疲勞、老化、腐蝕逐步加劇而喪失機能，使設(shè)備故障率逐漸上升。這說明設(shè)備的一些零部件已到了使用壽命期，應(yīng)采用不同的維修方式來阻止故障率的上升，延長設(shè)備的使用壽命，如在拐點P即耗損故障期開始處進行大修，可經(jīng)濟而有效地降低故障率。如果繼續(xù)使用，就可能造成設(shè)備事故。通常，根據(jù)設(shè)備的耗損故障情況和維修能力，制定一條允許故障率的界限線，以控制實際故障率不超過此范圍。此階段的故障形態(tài)的主要參數(shù)

23、為故障上升速度，這一階段屬于故障率上升型，如圖1-3中所示。這一階段可靠度分布密度函數(shù)，大體上遵從正態(tài)分布或a1時的威布爾分布。根據(jù)正態(tài)分布的特征，在某一時間上會出現(xiàn)極大值，故障的分散程度由方差來表示，其值愈小，故障愈集中，維修時間預(yù)測愈準(zhǔn)確。設(shè)備故障率曲線變化的三個階段，真實地反映出設(shè)備從磨合、調(diào)試、正常工作到大修或報廢故障率變化的規(guī)律，加強設(shè)備的日常管理與維護保養(yǎng)，可以延長偶發(fā)故障期。準(zhǔn)確地找出拐點，可避免過剩修理或修理范圍擴大，以獲得最佳的投資效益。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控設(shè)備、加工中心等現(xiàn)代化設(shè)備不斷出現(xiàn)，其故障規(guī)律與傳統(tǒng)的浴盆曲線有所改變，人們開始對這些設(shè)備的故障規(guī)律進行研究。美

24、國民航進行了30年的研究發(fā)現(xiàn)，除典型的浴盆曲線外，還有五種故障率曲線，如圖1-4所示。曲線A顯示了恒定的或者略增的故障率，接著就是耗損期。曲線B顯示了緩慢增長的故障率，但沒有明顯的耗損期。曲線C顯示了新設(shè)備從剛出廠的低故障率，急劇地增長到一個恒定的故障率。曲線D顯示了設(shè)備整個壽命周期內(nèi)的一個恒定的故障率。曲線E顯示，開始有高的初期故障率，然后急劇地降低到一個恒定的或者是增長極為緩慢的故障率。綜上所述，傳統(tǒng)的修理周期結(jié)構(gòu)必須隨科技的發(fā)展、不同的設(shè)備結(jié)構(gòu)特點進行改革。為此，提倡狀態(tài)維修，特別是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的現(xiàn)代化設(shè)備，充分利用潛在故障已經(jīng)發(fā)生并在其轉(zhuǎn)變成為功能性故障之前的這段時間做好狀態(tài)監(jiān)測，針對故障

25、前兆，實施狀態(tài)維修，可使維修工作量和維修費用大幅度地降低，實現(xiàn)少投人多產(chǎn)出的理想效果。 圖1-4 五種故障率曲線圖設(shè)備故障的概念及分類1.設(shè)備故障的概念在設(shè)備管理維修術(shù)語一書中，將故障定義為“設(shè)備喪失規(guī)定的功能”。這一概念可包括如下內(nèi)容。引起系統(tǒng)立即喪失其功能的破壞性故障。與設(shè)備性能降低有關(guān)的性能上的故障。即使設(shè)備當(dāng)時正在生產(chǎn)規(guī)定的產(chǎn)品，而當(dāng)操作者無意或蓄意使設(shè)備脫離正常的運轉(zhuǎn)時。顯然，這里故障不僅僅是一個狀態(tài)的問題，而且直接與我們的認識方法有關(guān)。一個確實處于故障狀態(tài)的設(shè)備，但如果它不是處于工作狀態(tài)或未經(jīng)檢測，故障就仍然可以潛伏下來，從而，也就不可能被人們發(fā)現(xiàn)。故障這一術(shù)語，在實際使用時常常與

26、異常、事故等詞語混淆。所謂異常，意思是指設(shè)備處于不正常狀態(tài)，那么，正常狀態(tài)又是一種什么狀態(tài)呢？如果連判斷正常的標(biāo)準(zhǔn)都沒有，那么就不能給異常下定義。對故障來說，必須明確對象設(shè)備應(yīng)該保持的規(guī)定性能是什么，以及規(guī)定的性能現(xiàn)在達到什么程度，否則，同樣不能明確故障的具體內(nèi)容。假如某對象設(shè)備的狀態(tài)和所規(guī)定的性能范圍不相同，則要認為該設(shè)備的異常即為故障。反之，假如對象設(shè)備的狀態(tài)，在規(guī)定性能的許可水平以內(nèi)，此時，即使出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，也還不能算作是故障?？傊?，設(shè)備管理人員必須把設(shè)備的正常狀態(tài)、規(guī)定性能范圍，明確地制訂出來。只有這樣，才能明確異常和故障現(xiàn)象之間的相互關(guān)系，從而，明確什么是異常，什么是故障。如果不這樣

27、做就不能免除混亂。事故也是一種故障，是側(cè)重安全與費用上的考慮而建立的術(shù)語，通常是指設(shè)備失去了安全的狀態(tài)或設(shè)備受到非正常損壞等。2.設(shè)備故障的分類設(shè)備故障按技術(shù)性原因，可分為四大類：即磨損性故障、腐蝕性故障、斷裂性故障及老化性故障。(1)磨損性故障由于運動部件磨損，在某一時刻超過極限值所引起的故障。所謂磨損是指機械在工作過程中，互相接觸做相互運動的對偶表面，在摩擦作用下發(fā)生尺寸、形狀和表面質(zhì)量變化的現(xiàn)象。按其形成機理又分為粘附磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損、微振磨損等4種類型。(2)腐蝕性故障按腐蝕機理不同又可分化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和物理腐蝕3類?；瘜W(xué)腐蝕：金屬和周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所造成的腐

28、蝕。反應(yīng)過程中沒有電流產(chǎn)生。電化學(xué)腐蝕：金屬與電介質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)所造成的腐蝕。反應(yīng)過程中有電流產(chǎn)生。物理腐蝕：金屬與熔融鹽、熔堿、液態(tài)金屬相接觸，使金屬某一區(qū)域不斷熔解，另一區(qū)域不斷形成的物質(zhì)轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，即物理腐蝕。在實際生產(chǎn)中，常以金屬腐蝕不同形式來分類。常見的有8種腐蝕形式，即均勻腐蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、小孔腐蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕、磨損性腐蝕、應(yīng)力腐蝕。(3)斷裂性故障可分脆性斷裂、疲勞斷裂、應(yīng)力腐蝕斷裂、塑性斷裂等。 脆性斷裂：可由于材料性質(zhì)不均勻引起；或由于加工工藝處理不當(dāng)所引起（如在鍛、鑄、焊、磨、熱處理等工藝過程中處理不當(dāng)，就容易產(chǎn)生脆性斷裂）；也可由于惡劣環(huán)境所引起；如

29、溫度過低，使材料的機械性能降低，主要是指沖擊韌性降低，因此低溫容器（-20以下）必須選用沖擊值大于一定值的材料。再如放射線輻射也能引起材料脆化，從而引起脆性斷裂。疲勞斷裂：由于熱疲勞（如高溫疲勞等）、機械疲勞（又分為彎曲疲勞、扭轉(zhuǎn)疲勞、接觸疲勞、復(fù)合載荷疲勞等）以及復(fù)雜環(huán)境下的疲勞等各種綜合因素共同作用所引起的斷裂。應(yīng)力腐蝕斷裂：一個有熱應(yīng)力、焊接應(yīng)力、殘余應(yīng)力或其他外加拉應(yīng)力的設(shè)備，如果同時存在與金屬材料相匹配的腐蝕介質(zhì)，則將使材料產(chǎn)生裂紋，并以顯著速度發(fā)展的一種開裂。如不銹鋼在氯化物介質(zhì)中的開裂，黃銅在含氨介質(zhì)中的開裂，都是應(yīng)力腐蝕斷裂。又如所謂氫脆和堿脆現(xiàn)象造成的破壞，也是應(yīng)力腐蝕斷裂。

30、塑性斷裂：塑性斷裂是由過載斷裂和撞擊斷裂所引起。(4)老化性故障上述綜合因素作用于設(shè)備，使其性能老化所引起的故障。設(shè)備故障分析方法設(shè)備故障分析方法之一：統(tǒng)計分析法通過統(tǒng)計某一設(shè)備或同類設(shè)備的零部件（如活塞、填料等）因某方面技術(shù)問題（如腐蝕、強度等）所發(fā)生的故障，占該設(shè)備或該類設(shè)備各種故障的百分比，然后分析設(shè)備故障發(fā)生的主要問題所在，為修理和經(jīng)營決策提供依據(jù)的一種故障分析法，稱為統(tǒng)計分析法。以腐蝕為例，工業(yè)發(fā)達國家都很重視腐蝕故障的經(jīng)濟損失。經(jīng)統(tǒng)計每年由于腐蝕損失達國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的5左右。設(shè)備故障中，其腐蝕故障約占設(shè)備故障的一半以上。國外對腐蝕故障做了具體分析，得出的結(jié)論是：隨著工業(yè)的發(fā)展，腐蝕

31、形式也發(fā)生了變化，不僅僅是壁厚減薄，或表面形成局部腐蝕，而主要是以裂紋、微裂紋等形式出現(xiàn)了。下面介紹一些國家對各種形式腐蝕故障的統(tǒng)計分析資料，見表1-1、表1-2和表1-3。 表1-1 美國杜邦公司的資料腐蝕形式 一般形式腐蝕 裂紋（應(yīng)力腐蝕和疲勞腐蝕） 晶間腐蝕 局部腐蝕 點蝕 汽蝕 浸蝕 其他 31 23. 4 10. 2 7. 4 15.7 1.1 0. 5 8. 5 表1-2 日本三菱化工機械公司10年間的統(tǒng)計資料 腐蝕形式 腐蝕形式 應(yīng)力腐蝕 45.6 疲勞腐蝕 8. 5 點蝕 21.8 氫脆 3. 0 均勻腐蝕 8.5 其他 8.0 晶ICJ腐蝕 4.9 表1-3 日本揮發(fā)油株式會

32、社10年間的統(tǒng)計資料 腐蝕形式 19631968年 19691973年 均勻腐蝕 局部腐蝕 應(yīng)力腐蝕和疲勞腐蝕 脆性破壞 其他 22 22 48 3 5 21 22 51 6 5 設(shè)備故障分析方法之二：分步分析法 分步分析法是對設(shè)備故障的分析范圍由大到小、由粗到細逐步進行，最終必將找出故障頻率最高的設(shè)備零部件或主要故障的形成原因，并采取對策。這對大型化、連續(xù)化的現(xiàn)代工業(yè)，準(zhǔn)確地分析故障的主要原因和傾向，是很有幫助的。美國凱洛格公司用分步分析法，對合成氨廠停車原因作了分析，參見表1-1、表1-2。 表1-1 第一步：統(tǒng)計停車時間及停車次數(shù) 年份 19691970年（22個廠） 19711972（

33、27個廠） 19731974年（30個廠） 19751976年(30個廠） 平均停車天數(shù) 平均停車次數(shù) 50 9.5 45.5 8.5 49 10.5 50 11 表1-2 第二步：分析停車原因 年份 事故分類 19691970年 （22個廠） 19711972 （27個廠） 19731974年 (30個廠） 19751976年 （30個廠） 儀表事故 1 2 1.5 1.5 電器事故 1 0.5 1 1 主要設(shè)備的事故 5.5 5 6 6 大修 1 0.5 0.5 0.5 其他 5 0.5 1.5 2 總數(shù) 13.5 8.5 10.5 11 由表1-2可見，在每兩次停車中，就有一次是主要設(shè)備

34、的事故引起的。分析表1-3可看出：1.合成氣壓縮機停車次數(shù)所占比例較高，在19751976年的統(tǒng)計中，高達25，因為離心式合成氣壓縮機的運行條件苛刻，轉(zhuǎn)速高、壓力高、功率大、系統(tǒng)復(fù)雜，因振動較大，引起壓縮機止推環(huán)、葉片、壓縮機密封部件及增速機軸承損壞等故障出現(xiàn)；2.上升管和集氣管的泄漏占較大的百分比（13%19）；3.管道、法蘭和閥門的故障占5%11，也比較高。通過以上分析，發(fā)生故障的主要部位就比較清楚了，因而可以采取不同對策，來處理各種類型的故障。 表1-3 第三步：分析停車次數(shù)最多的主要設(shè)備事故 主要設(shè)備名稱 19691970年 (22個廠） 19711972 （27個廠） 1973197

35、4年 （30個廠） 19751976年 （30個廠） 廢熱鍋爐 21 10 - 8 爐管、上升管和集氣管 19 17 19 13 合成氣壓縮機 13 16 16 25 換熱器 10 9 8 11 輸氣總管 6 - 6 7 對流段盤管 5 - - - 合成塔 - 8 - - 管道、閥門和法蘭 - - 5 11 空壓機 - 11 9 - 設(shè)備故障分析方法之三：故障樹分析法 1.故障樹分析法的產(chǎn)生與特點從系統(tǒng)的角度來說，故障既有因設(shè)備中具體部件（硬件）的缺陷和性能惡化所引起的，也有因軟件，如自控裝置中的程序錯誤等引起的。此外，還有因為操作人員操作不當(dāng)或不經(jīng)心而引起的損壞故障。20世紀(jì)60年代初，隨著

36、載人宇航飛行，洲際導(dǎo)彈的發(fā)射，以及原子能、核電站的應(yīng)用等尖端和軍事科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，都需要對一些極為復(fù)雜的系統(tǒng)，做出有效的可靠性與安全性評價；故障樹分析法就是在這種情況下產(chǎn)生的。故障樹分析法簡稱FTA (Failute Tree Analysis)，是1961年為可靠性及安全情況，由美國貝爾電話研究室的華特先生首先提出的。其后，在航空和航天的設(shè)計、維修，原子反應(yīng)堆、大型設(shè)備以及大型電子計算機系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，故障樹分析法雖還處在不斷完善的發(fā)展階段，但其應(yīng)用范圍正在不斷擴大，是一種很有前途的故障分析法。總的說來，故障樹分析法具有以下一些特點。它是一種從系統(tǒng)到部件，再到零件，按“下降形”

37、分析的方法。它從系統(tǒng)開始，通過由邏輯符號繪制出的一個逐漸展開成樹狀的分枝圖，來分析故障事件（又稱頂端事件）發(fā)生的概率。同時也可以用來分析零件、部件或子系統(tǒng)故障對系統(tǒng)故障的影響，其中包括人為因素和環(huán)境條件等在內(nèi)。它對系統(tǒng)故障不但可以做定性的而且還可以做定量的分析；不僅可以分析由單一構(gòu)件所引起的系統(tǒng)故障，而且也可以分析多個構(gòu)件不同模式故障而產(chǎn)生的系統(tǒng)故障情況。因為故障樹分析法使用的是一個邏輯圖，因此，不論是設(shè)計人員或是使用和維修人員都容易掌握和運用，并且由它可派生出其他專門用途的“樹”。例如，可以繪制出專用于研究維修問題的維修樹，用于研究經(jīng)濟效益及方案比較的決策樹等。由于故障樹是一種邏輯門所構(gòu)成的

38、邏輯圖，因此適合于用電子計算機來計算；而且對于復(fù)雜系統(tǒng)的故障樹的構(gòu)成和分析，也只有在應(yīng)用計算機的條件下才能實現(xiàn)。顯然，故障樹分析法也存在一些缺點。其中主要是構(gòu)造故障樹的多余量相當(dāng)繁重，難度也較大，對分析人員的要求也較高，因而限制了它的推廣和普及。在構(gòu)造故障樹時要運用邏輯運算，在其未被一般分析人員充分掌握的情況下，很容易發(fā)生錯誤和失察。例如，很有可能把重大影響系統(tǒng)故障的事件漏掉；同時，由于每個分析人員所取的研究范圍各有不同，其所得結(jié)論的可信性也就有所不同。2.故障樹的構(gòu)成和頂端事件的選取一個給定的系統(tǒng)，可以有各種不同的故障狀態(tài)（情況）。所以在應(yīng)用故障樹分析法時，首先應(yīng)根據(jù)任務(wù)要求選定一個特定的故

39、障狀態(tài)作為故障樹的頂端事件，它是所要進行分析的對象和目的。因此，它的發(fā)生與否必須有明確定義；它應(yīng)當(dāng)可以用概率來度量；而且從它起可向下繼續(xù)分解，最后能找出造成這種故障狀態(tài)的可能原因。構(gòu)造故障樹是故障樹分析中最為關(guān)鍵的一步。通常要由設(shè)計人員、可靠性工作人員和使用維修人員共同合作，通過細致的綜合與分析，找出系統(tǒng)故障和導(dǎo)致系統(tǒng)該故障的諸因素的邏輯關(guān)系，并將這種關(guān)系用特定的圖形符號，即事件符號與邏輯符號表示出來，成為以頂端事件為“根”向下倒長的一棵樹故障樹。它的基本結(jié)構(gòu)及組成部分如圖1-1所示。圖1-1 故障樹的基本結(jié)構(gòu)3.故障樹用的圖形符號在繪制故障樹時需應(yīng)用規(guī)定的圖形符號。它們可分為兩類，即邏輯符號

40、和事件符號，其中常用的符號分別如圖1-2和圖1-3所示。 圖1-2 邏輯符號 圖1-3 事件符號圖1-4是應(yīng)用這些圖形符號繪制的一個較為簡單的故障樹形式。根據(jù)這種故障樹，就可以從選定的系統(tǒng)故障狀態(tài)，即頂端事件開始，逐級地找出其上一級與下一級的邏輯關(guān)系，直至最后追溯到那些初始的或其故障機理及故障概率為已知的，因而不需要繼續(xù)分析的基本事件時為止。這樣，就可得出這個系統(tǒng)所有基本事件與其頂端事件之間的邏輯關(guān)系。在大多數(shù)情況下，故障樹都是由與門及或門綜合組成。因此，在各基本事件均為獨立事件的條件下，即可利用事件的和、積、補等布爾代數(shù)的基本運算法則，列出這個系統(tǒng)的故障函數(shù)（系統(tǒng)故障與基本事件的邏輯關(guān)系）。

41、隨后，就可進一步對頂端事件做出定性的或定量的分析。下面我們以圖1-4所示的故障樹為例，試用上述方法進行系統(tǒng)故障分析。 圖1-4 故障樹的形式，-基本事件X1，X2，X3，X圖1-5 一項軸承故障分析的典型故障樹自或門；不完全事件；口與門；口事件；基本事件；事件轉(zhuǎn)移 【例1】試分析圖1-4所示的故障樹，并列出該系統(tǒng)的故障函數(shù)。解：由圖可知，本例為一個兩級故障樹。即系統(tǒng)故障的頂端事件F是由第一級部件A的故障事件XA和部件B的故障事件XB的或門組成（圖中還有一個菱形事件符號，表示該事件的原因未明或者對系統(tǒng)故障影響很小，可不予考慮），故有：F(x) =XA U XB的邏輯關(guān)系；而第二級則有由基本事件X

42、1和X2組成的或門，還有由基本事件X3和X4所組成的或門。因此有：XA= X1UX2及XB=X3X4；代入第一級關(guān)系式中得：F=XAUXB = (X1UX2）U(X3X4），故系統(tǒng)失效函數(shù)可簡寫為：F(x)=X1+X2+X3+X4上式表示出了頂端事件即這個系統(tǒng)的故障與其四個基本事件X1，X2，X3，X4之間的邏輯關(guān)系。圖1-5是一個分析軸承事故的故障樹例子。圖中使用了三角形符號，其作用相當(dāng)于一個注釋符*，表示事件將由此轉(zhuǎn)向標(biāo)號相同的此類符號處繼續(xù)展開。其目的是為了避免畫面線太多造成分析上的困難。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測 (1)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的概念對運轉(zhuǎn)中的設(shè)備整體或其零部件的技術(shù)狀態(tài)進行檢查鑒定，以判斷其運

43、轉(zhuǎn)是否正常，有無異常與劣化征兆，或?qū)Ξ惓Ｇ闆r進行追蹤，預(yù)測其劣化趨勢，確定其劣化及磨損程度等，這種活動就稱為狀態(tài)監(jiān)測(Condition Monitoring）。狀態(tài)檢測的目的在于掌握設(shè)備發(fā)生故障之前的異常征兆與劣化信息，以便事前采取針對性措施控制和防止故障地發(fā)生，從而減少故障停機時間與停機損失，降低維修費用和提高設(shè)備有效利用率。對于在使用狀態(tài)下的設(shè)備進行不停機或在線監(jiān)測，能夠確切掌握設(shè)備的實際特性有助于判定需要修復(fù)或更換的零部件和元器件，充分利用設(shè)備和零件的潛力，避免過剩維修，節(jié)約維修費用，減少停機損失。特別是對自動線、程式、流水式生產(chǎn)線或復(fù)雜的關(guān)鍵設(shè)備來說，意義更為突出。(2)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

44、與定期檢查的區(qū)別設(shè)備的定期檢查是針對實施預(yù)防維修的生產(chǎn)設(shè)備在一定時期內(nèi)所進行的較為全面的一般性檢查，間隔時間較長（多在半年以上），檢查方法多靠主觀感覺與經(jīng)驗，目的在于保持設(shè)備的規(guī)定性能和正常運轉(zhuǎn)。而狀態(tài)監(jiān)測是以關(guān)鍵的重要的設(shè)備（如生產(chǎn)聯(lián)動線、精密、大型、稀有設(shè)備，動力設(shè)備等）為主要對象，檢測范圍較定期檢查小，要使用專門的檢測儀器針對事先確定的監(jiān)測點進行間斷或連續(xù)的監(jiān)測檢查，目的在于定量地掌握設(shè)備的異常征兆和劣化的動態(tài)參數(shù)，判斷設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)及損傷部位和原因，以決定相應(yīng)的維修措施。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是設(shè)備診斷技術(shù)的具體實施，是一種掌握設(shè)備動態(tài)特性的檢查技術(shù)。它包括了各種主要的非破壞性檢查技術(shù)，如振動理

45、論，噪音控制，振動監(jiān)測，應(yīng)力監(jiān)測，腐蝕監(jiān)測，泄漏監(jiān)測，溫度監(jiān)測，磨粒測試（鐵譜技術(shù)），光譜分析及其他各種物理監(jiān)測技術(shù)等。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是實施設(shè)備狀態(tài)維修(Condition Based Maintenance）的基礎(chǔ)，狀態(tài)維修根據(jù)設(shè)備檢查與狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果，確定設(shè)備的維修方式。所以，實行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與狀態(tài)維修的優(yōu)點有：減少因機械故障引起的災(zāi)害；增加設(shè)備運轉(zhuǎn)時間；減少維修時間；提高生產(chǎn)效率；提高產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量。設(shè)備技術(shù)狀態(tài)是否正常，有無異常征兆或故障出現(xiàn)，可根據(jù)監(jiān)測所取得的設(shè)備動態(tài)參數(shù)（溫度、振動、應(yīng)力等）與缺陷狀況，與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)進行對照加以鑒別。表5-9列出了判斷設(shè)備狀態(tài)的一般標(biāo)準(zhǔn)。 表1-1 判斷設(shè)

46、備狀態(tài)的一般標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)備狀態(tài) 部件 設(shè)備性能 應(yīng)力 性能 缺陷狀態(tài) 正常 在允許值內(nèi) 滿足規(guī)定 微小缺陷 滿足規(guī)定 異常 超過允許值 部分降低 缺陷擴大（如嗓 音、撮動增大） 接近規(guī)定，一部 分降低 故障 達到破壞值 達不到規(guī)定 破損 達不到規(guī)定 (3)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的分類與工作程序設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測按其監(jiān)測的對象和狀態(tài)量劃分，可分為兩方面的監(jiān)測。機器設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測。指監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)，如監(jiān)測設(shè)備的振動、溫度、油壓、油質(zhì)劣化、泄漏等情況。生產(chǎn)過程的狀態(tài)監(jiān)測。指監(jiān)測由幾個因素構(gòu)成的生產(chǎn)過程的狀態(tài)，如監(jiān)測產(chǎn)品質(zhì)量、流量、成分、溫度或工藝參數(shù)量等。上述兩方面的狀態(tài)監(jiān)測是相互關(guān)聯(lián)的。例如生產(chǎn)過程發(fā)生異常，將會

47、發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異?；?qū)е略O(shè)備的故障；反之，往往由于設(shè)備運行狀態(tài)發(fā)生異常，出現(xiàn)生產(chǎn)過程的異常。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測按監(jiān)測手段劃分，可分為兩類型的監(jiān)測。主觀型狀態(tài)監(jiān)測。即由設(shè)備維修或檢測人員憑感官感覺和技術(shù)經(jīng)驗對設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)進行檢查和判斷。這是目前在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中使用較為普及的一種監(jiān)測方法。由于這種方法依靠的是人的主觀感覺和經(jīng)驗、技能，要準(zhǔn)確的做出判斷難度較大，因此必須重視對檢測維修人員進行技術(shù)培訓(xùn)，編制各種檢查指導(dǎo)書，繪制不同狀態(tài)比較圖，以提高主觀檢測的可靠程度?？陀^型狀態(tài)監(jiān)測。即由設(shè)備維修或檢測人員利用各種監(jiān)測器械和儀表，直接對設(shè)備的關(guān)鍵部位進行定期、間斷或連續(xù)監(jiān)測，以獲得設(shè)備技術(shù)狀態(tài)（如磨損、溫度、振

48、動、噪音、壓力等）變化的圖像、參數(shù)等確切信息。這是一種能精確測定劣化數(shù)據(jù)和故障信息的方法。當(dāng)系統(tǒng)地實施狀態(tài)監(jiān)測時，應(yīng)盡可能采用客觀監(jiān)測法。在一般情況下，使用一些簡易方法是可以達到客觀監(jiān)測的效果的。但是，為能在不停機和不拆卸設(shè)備的情況下取得精確的檢測參數(shù)和信息，就需要購買一些專門的檢測儀器和裝置，其中有些儀器裝置的價值比較昂貴。因此，在選擇監(jiān)測方法時，必須從技術(shù)與經(jīng)濟兩個方面進行綜合考慮，既要能不停機地迅速取得正確可靠的信息，又必須經(jīng)濟合理。這就要將購買儀器裝置所需費用同故障停機造成的總損失加以比較，來確定應(yīng)當(dāng)選擇何種監(jiān)測方法。一般地說，對以下四種設(shè)備應(yīng)考慮采用客觀監(jiān)測方法：發(fā)生故障時對整個系統(tǒng)

49、影響大的設(shè)備，特別是自動化流水生產(chǎn)線和聯(lián)動設(shè)備；必須確保安全性能的設(shè)備，如動能設(shè)備；價格昂貴的精密、大型，重型、稀有設(shè)備；故障停機修理費用及停機損失大的設(shè)備。設(shè)備故障規(guī)律的認識和故障診斷技術(shù)的掌握應(yīng)用 狀態(tài)維修模式要求對設(shè)備進行相關(guān)參數(shù)測量，及時反映設(shè)備故障產(chǎn)生前的實際狀態(tài)。測量的參數(shù)可以在足夠的提前期間發(fā)出警報，以便采取適當(dāng)?shù)木S修措施。這種預(yù)防維修方式的維修作業(yè)一般沒有固定的間隔期，維修技術(shù)人員根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化趨勢作出判斷，再確定設(shè)備的維修計劃。這樣，對設(shè)備故障規(guī)律的認識和故障診斷技術(shù)的掌握、應(yīng)用就顯得十分重要了。何謂設(shè)備故障？簡單地說是一臺裝置（或其零部件）喪失了它應(yīng)達到的功能。隨著時間

50、的變化，任何設(shè)備從投入使用到退役，其故障發(fā)生的變化過程大致分三個階段：早期故障期、偶發(fā)故障期和耗損故障期。 早期故障期，亦稱磨合期，該時期的故障率通常是由于設(shè)計、制造及裝配等問題引起的。隨運行時間的增加，各機件逐漸進入最佳配合狀態(tài)，故障率也逐漸降至最低值。偶發(fā)故障或隨機故障期的故障是由于使用不當(dāng)、操作疏忽、潤滑不良、維護欠佳、材料隱患、工藝缺陷等偶然原因所致，沒有一種特定的失效機理主導(dǎo)作用，因而故障是隨機的。機械長期使用后，零部件因磨損、疲勞，其強度和配合質(zhì)量迅速下降而引起的，其損壞屬于老化性質(zhì)。設(shè)備故障率的三個階段，真實地反映出設(shè)備從磨合、調(diào)試、正常工作到大修或報廢故障率變化的規(guī)律。如準(zhǔn)確地

51、找出關(guān)鍵點，可延長偶發(fā)故障期，避免過剩修理。設(shè)備故障還可以分為可預(yù)防和不可預(yù)防兩大類，若可預(yù)防的設(shè)備故障多，則說明設(shè)備的預(yù)防維修工作沒有到位，若不可預(yù)防的設(shè)備故障多，說明設(shè)備本身的可靠性差，技術(shù)檔次不高。我們控制和降低設(shè)備的故障，主要從提高預(yù)防維修能力和設(shè)計制造設(shè)備必須注意到其可靠性等兩方面同時入手。另一方面需要指出的是，傳統(tǒng)的故障觀念僅認為設(shè)備某一零（元）件失效是故障的根源，或者說故障完全是由損壞的零部件所致。這種看法固然不錯，但只適于由動力、傳動和工作三大部分組成的傳統(tǒng)簡單機械。而現(xiàn)代機械增加了控制部分（即信息及其執(zhí)行系統(tǒng)），形成了“人機整體”，不少時候，機器的零部件完好無損，但也發(fā)生了故

52、障。這是因為現(xiàn)代的故障觀念也從微觀發(fā)展到宏觀。宏觀故障觀念認為，現(xiàn)代設(shè)備的“故障源”至少有6大因素：零元件缺陷；零（元）件間的配合不協(xié)調(diào)；信息指令故障；人員誤操作；輸入異常（原材料、能源、電、汽、工質(zhì)不合格等）；工作環(huán)境惡化。鑒于至少是這些故障源因素，有時設(shè)備的實際故障尤其是疑難故障，往往程度不同地帶有隱蔽性，隨機性和多（繼）發(fā)性，給診斷帶來困難。然而一般故障由發(fā)展變化期到故障發(fā)生，并不是諸方面的全部因素同時表現(xiàn)出來，而只是單一因素或一兩個因素起主要作用。從開展?fàn)顟B(tài)維修已有多年的部分紡織廠家看，據(jù)估計，單因素故障源占80-95左右，只要診斷準(zhǔn)確排除及時，不會導(dǎo)致多發(fā)性故障。因此，故障的起因、特

53、征是可認識和掌握的。從這個層面來說，故障起因、故障診斷的研究涵蓋和綜合了眾多學(xué)科的技術(shù)知識，從自然學(xué)科到思維邏輯等社會學(xué)科，充滿了辯證唯物思想論和方法論。以這一新思維新觀念為基礎(chǔ)的狀態(tài)維修模式，理所當(dāng)然的是當(dāng)代機械設(shè)備高新技術(shù)的分支，體現(xiàn)和代表了先進的生產(chǎn)力。設(shè)備故障機理分析 故障機理是指誘發(fā)零部件、設(shè)備系統(tǒng)發(fā)生故障的物理與化學(xué)過程、電學(xué)與機械學(xué)過程，也可以說是形成故障源的原因，故障機理還可以表述為設(shè)備的某種故障在達到表面化之前，其內(nèi)部的演變過程及其因果原理。弄清發(fā)生故障的機理和原因，對判斷故障，防止故障的再發(fā)生，有重要的意義。故障的發(fā)生受空間、時間、設(shè)備（故障件）的內(nèi)部和外界多方面因素的影響，有的是某一種因素起主導(dǎo)作用，有