第四章失效模式、后果與嚴(yán)重度分析

1、1第四章 失效模式、后果與嚴(yán)重度分析（FMECA） 4-1 概 述4-2 失效模式與后果分析 ( FMEA和FMECA )一、FMEA及FMECA的概念 二、建立FMEA（FMECA）的一般方法三、FMEA的應(yīng)用實(shí)例4-3 失 效 嚴(yán) 重 度 分 析一、定性分析二、定量分析三、嚴(yán)重度矩陣四、嚴(yán)重度分析的用途2 前面我們學(xué)習(xí)了可靠性方面的知識(shí)和理論，掌握了在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)和分配的基本方法，可以講大家能保證所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品具有一定的可靠性（較高的可靠性）。 但該產(chǎn)品的可靠性再高也不能杜絕該產(chǎn)品在不能杜絕該產(chǎn)品在使用中出現(xiàn)故障使用中出現(xiàn)故障，其中還可能包括一些后果極其嚴(yán)重的故障。 因此，為了

2、保證產(chǎn)品的可靠性，還應(yīng)該學(xué)會(huì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，用科學(xué)的方法去分析計(jì)算故障（失效）和故障的產(chǎn)生情況，即用科學(xué)的方法去預(yù)防和預(yù)防和控制產(chǎn)品失效（故障）控制產(chǎn)品失效（故障），從而保證產(chǎn)品的可靠性。3 研究產(chǎn)品失效的方法研究產(chǎn)品失效的方法，當(dāng)前世界上主要使用兩種兩種： (1) 故障（失效）模式、后果與嚴(yán)重度分析故障（失效）模式、后果與嚴(yán)重度分析 （FMECA） 失效模式與后果分析失效模式與后果分析（FMEA） Failure Mode and Effect Analysis 失失 效效 嚴(yán)嚴(yán) 重重 度度 分分 析析（CA） Catastrophic Analysis(2) 故障樹分析故障樹分

3、析 (FTA ) Failure Tree Analysis44-1 概 述 1. 失效失效（故障）： 產(chǎn)品喪失規(guī)定的功能。 例如，半球牌遠(yuǎn)紅外線自動(dòng)電烤箱（組成：電源線、控溫器、電熱器、定時(shí)器、指示燈等) 為例說明。 2.失效模式失效模式：失效或故障的形式。按產(chǎn)品說明書整理，有以下故障模式按產(chǎn)品說明書整理，有以下故障模式 5電源線故障電源線故障 (1) 電源線插頭與屋內(nèi)插座接觸不良；電源線插頭與屋內(nèi)插座接觸不良； (2) 電源線內(nèi)部斷開；電源線內(nèi)部斷開； (3) (3) 控溫器觸點(diǎn)燒壞（斷路）；控溫器觸點(diǎn)燒壞（斷路）； (4) (4) 控溫器觸點(diǎn)熔接一起（短路）；控溫器觸點(diǎn)熔接一起（短路）；

4、 (5) (5) 控溫器觸點(diǎn)接觸不良；控溫器觸點(diǎn)接觸不良； (6) (6)控溫器控溫旋鈕緊固螺釘松開；控溫器控溫旋鈕緊固螺釘松開； 控溫器故障控溫器故障(7) (7) 電熱器燒斷（斷路）；電熱器燒斷（斷路）； (8) (8) 電熱器接觸不良（斷路）；電熱器接觸不良（斷路）； (9)(9)電熱器轉(zhuǎn)換開關(guān)無彈性（斷路）；電熱器轉(zhuǎn)換開關(guān)無彈性（斷路）； 電熱器電熱器 故障故障(10) (10) 定時(shí)器機(jī)械裝置有??；定時(shí)器機(jī)械裝置有??； 定時(shí)故障定時(shí)故障(11) (11) 指示燈燈泡壞了；指示燈燈泡壞了； (12) (12) 指示器接線壞了等。指示器接線壞了等。 顯示故障顯示故障63. 失效（故障）模

5、式的分類失效（故障）模式的分類1、損壞型故障模式：裂紋、塑性變形、斷裂等、損壞型故障模式：裂紋、塑性變形、斷裂等2、退化型故障模式：老化、變質(zhì)、表面防護(hù)脫落等、退化型故障模式：老化、變質(zhì)、表面防護(hù)脫落等3、松脫型故障模式：松動(dòng)、脫開、脫焊等、松脫型故障模式：松動(dòng)、脫開、脫焊等4、失調(diào)型故障模式：間隙不適、流量不當(dāng)、壓力不當(dāng)?shù)?、失調(diào)型故障模式：間隙不適、流量不當(dāng)、壓力不當(dāng)?shù)?、堵塞和滲漏型故障模式：堵、滲、漏等、堵塞和滲漏型故障模式：堵、滲、漏等6、功能型故障模式：功能不正常、功能不穩(wěn)定等、功能型故障模式：功能不正常、功能不穩(wěn)定等7、其它類型故障模式：潤滑不良等、其它類型故障模式：潤滑不良等4.

6、 失效（故障）模式的比率失效（故障）模式的比率故障模式比率故障模式比率產(chǎn)品出現(xiàn)失效模式的百分比。產(chǎn)品出現(xiàn)失效模式的百分比。進(jìn)一步分析失效原因，采取預(yù)防措施的可靠依據(jù)進(jìn)一步分析失效原因，采取預(yù)防措施的可靠依據(jù)7軸承軸承離合器離合器連接器連接器齒輪齒輪發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)電位器電位器繼電器繼電器腐蝕腐蝕18.7-6.3-6.327.512.3蠕變?nèi)渥?形變形變2.56.623.7202.1-0.4侵蝕侵蝕3.1-疲勞疲勞4.4-1.7-2.3摩擦摩擦10.6-1.5-2.6氧化氧化-絕緣絕緣-1.6-12.31012.3裂痕裂痕0.5-磨損磨損60.283.48.16025.1252.4斷裂斷裂-10.0

7、47.1204.61517.5其它其它-11.5-16.122.511.9例如：幾種機(jī)械零部件的失效模式及其比率例如：幾種機(jī)械零部件的失效模式及其比率8 失效后果失效后果是指一個(gè)部件失效時(shí)對(duì)整機(jī)所產(chǎn)生的影響。是指一個(gè)部件失效時(shí)對(duì)整機(jī)所產(chǎn)生的影響。 如上述電烤箱的失效模式產(chǎn)生以下后果：如上述電烤箱的失效模式產(chǎn)生以下后果： (讀產(chǎn)品說明書最后一頁讀產(chǎn)品說明書最后一頁) 烤箱不發(fā)熱，指示燈不亮烤箱不發(fā)熱，指示燈不亮 ( II ), (2) 烤箱不發(fā)熱，指示燈亮烤箱不發(fā)熱，指示燈亮 ( II ),5. 失效后果失效后果 (3) (3) 烤箱發(fā)熱，指示類不亮烤箱發(fā)熱，指示類不亮 ( (III) , (4

8、) (4) 烤箱發(fā)熱，控溫器失靈烤箱發(fā)熱，控溫器失靈 ( (III) , (5) 烤箱發(fā)熱，定時(shí)器失靈烤箱發(fā)熱，定時(shí)器失靈 ( IV )。96. 嚴(yán)重度（危害度）：失效后果的嚴(yán)重程度嚴(yán)重度（危害度）：失效后果的嚴(yán)重程度 嚴(yán)重度與故障等級(jí)有較大的關(guān)系，故障等級(jí)分為嚴(yán)重度與故障等級(jí)有較大的關(guān)系，故障等級(jí)分為四級(jí)四級(jí): IV 次要的?？捎闷渌椒ǎɑ蛴?jì)劃外維修）保證系統(tǒng)的次要的?？捎闷渌椒ǎɑ蛴?jì)劃外維修）保證系統(tǒng)的 性能不變。性能不變。I 災(zāi)難性的。造成機(jī)毀人亡后果；災(zāi)難性的。造成機(jī)毀人亡后果；II 嚴(yán)重的。系統(tǒng)工作失效；嚴(yán)重的。系統(tǒng)工作失效；III 一般的。系統(tǒng)性能下降；一般的。系統(tǒng)性能下降；可

9、見電烤箱失效后果的嚴(yán)重度為可見電烤箱失效后果的嚴(yán)重度為 :IV 用表計(jì)時(shí)代之可很好工作用表計(jì)時(shí)代之可很好工作工作不好工作不好 III、III、 不能工作不能工作II、 II、 10失效等級(jí)：失效等級(jí)：故障類型故障類型 分類原則分類原則 1 致命故障致命故障 導(dǎo)致人身傷亡、 重要總成報(bào)廢、 重大經(jīng)濟(jì)損失或?qū)?dǎo)致人身傷亡、 重要總成報(bào)廢、 重大經(jīng)濟(jì)損失或?qū)Νh(huán)境造成重大危害。環(huán)境造成重大危害。 2 嚴(yán)重故障嚴(yán)重故障 導(dǎo)致重要總成、 零部件損壞， 且不可能在短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致重要總成、 零部件損壞， 且不可能在短時(shí)間內(nèi)修復(fù)。修復(fù)。 3 一般故障一般故障 導(dǎo)致性能下降，在短時(shí)間內(nèi)修復(fù)導(dǎo)致性能下降，在短時(shí)間內(nèi)修

10、復(fù) 4 輕微故障輕微故障 一般隨車工具在短時(shí)間可以修復(fù)一般隨車工具在短時(shí)間可以修復(fù) 失失效效等等級(jí)級(jí)嚴(yán)嚴(yán)重重程程度度I導(dǎo)導(dǎo)致致系系統(tǒng)統(tǒng)功功能能失失效效，造造成成系系統(tǒng)統(tǒng)或或環(huán)環(huán)境境重重大大損損失失，導(dǎo)導(dǎo)致致人人員員傷傷亡亡。II能能導(dǎo)導(dǎo)致致系系統(tǒng)統(tǒng)功功能能失失效效，造造成成系系統(tǒng)統(tǒng)或或環(huán)環(huán)境境重重大大損損失失，不不導(dǎo)導(dǎo)致致人人員員傷傷亡亡。II導(dǎo)導(dǎo)致致系系統(tǒng)統(tǒng)功功能能下下降降，對(duì)對(duì)系系統(tǒng)統(tǒng)或或環(huán)環(huán)境境均均無無顯顯著著損損害害。IV導(dǎo)導(dǎo)致致系系統(tǒng)統(tǒng)功功能能下下降降，對(duì)對(duì)系系統(tǒng)統(tǒng)或或環(huán)環(huán)境境均均無無害害。11故故 障障 類類 別別IIIIIIIV故故 障障 分分 級(jí)級(jí)12345678910故故 障

11、障 損損 失失(元元)14507261450361725181360911804690244512237116汽車故障等級(jí)劃分汽車故障等級(jí)劃分美國空軍對(duì)飛行事故的等級(jí)劃分美國空軍對(duì)飛行事故的等級(jí)劃分等等級(jí)級(jí)對(duì)對(duì)人人員員要要求求對(duì)對(duì)飛飛機(jī)機(jī)要要求求對(duì)對(duì)費(fèi)費(fèi)用用要要求求備備注注A人人員員傷傷亡亡全全毀毀或或損損傷傷而而無無法法修修理理20 萬萬元元以以上上的的人人身身損損傷傷、職職業(yè)業(yè)病病和和財(cái)財(cái)產(chǎn)產(chǎn)損損失失1892 年年提提高高到到 50 萬萬B520 萬萬元元以以上上的的人人身身損損傷傷、職職業(yè)業(yè)病病和和財(cái)財(cái)產(chǎn)產(chǎn)損損1892 年年提提高高到到 550 萬萬C 1、費(fèi)費(fèi)用用 3005 萬萬以以下

12、下 2、缺缺勤勤多多日日的的人人身身損損傷傷或或職職業(yè)業(yè)病病滿滿足足其其中中之之一一算算失失效效124 - 2 失效模式與后果分析 ( FMEA和FMECA )一、一、FMEA及及FMECA的概念的概念 FMEA是用以找出找出產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備設(shè)計(jì)等階段中的缺點(diǎn)或潛在的缺陷缺點(diǎn)或潛在的缺陷。 FMEA為失效模式與后果分析，CA為嚴(yán)重度分析，合起來為FMECA。1. FMEA的含義 進(jìn)而分析各組成元素的故障模式及其對(duì)上一層次結(jié)構(gòu)乃至系統(tǒng)產(chǎn)生故障影響的一種方法。132. FMEA的特點(diǎn) (1) FMEA 是一種自下而上自下而上（由元件到系統(tǒng)）的失效因果關(guān)系的分析程序的失效因果關(guān)系的分析程序，

13、旨在不漏掉一個(gè)不漏掉一個(gè)后果嚴(yán)重的故障模式。 (2) FMEA 是一種定性分析定性分析手段。它使用統(tǒng)計(jì)表格來進(jìn)行分析，可不使用數(shù)學(xué)工具。14 簡單、易行、便于掌握和推廣簡單、易行、便于掌握和推廣，在沒有數(shù)據(jù)時(shí)，只要有關(guān)人員具有一定的工程經(jīng)驗(yàn)均可進(jìn)行該項(xiàng)工作，因此花錢不多，實(shí)際效果好花錢不多，實(shí)際效果好，深受廣大工程技術(shù)人員歡迎。 3. FMEA的局限性和優(yōu)點(diǎn) 是一種單因素分析法單因素分析法。即把影響系統(tǒng)失效的單個(gè)元件的失效看做是獨(dú)立的，而研究某一個(gè)失效模式對(duì)系統(tǒng)的影響時(shí)，是將其作為系統(tǒng)中唯一存在的失效來考慮的。這種方法難以分析幾種因素同時(shí)起作用才能導(dǎo)致的某種后果。(1) FMEA的局限性局限性

14、(2) FMEA的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)15 FMEA主要應(yīng)用于設(shè)計(jì)的每一個(gè)階段，另應(yīng)用于設(shè)計(jì)的每一個(gè)階段，另外也可用于預(yù)防維修和工藝監(jiān)督檢查等方面外也可用于預(yù)防維修和工藝監(jiān)督檢查等方面。4. FMEA的發(fā)展及主要應(yīng)用方面 在FMEA的基礎(chǔ)上，再加一層判定被統(tǒng)計(jì)故障模式后果危害度的任務(wù)，就變成了FMECA，稱故障模式、后果與嚴(yán)重度分析或故障模式，后果與危害度分析。FMEA應(yīng)用：應(yīng)用：FMEA的發(fā)展：的發(fā)展：16設(shè)計(jì)各階段的FMEA為：方案設(shè)計(jì)和中間設(shè)計(jì)階段：功能FMEA最終設(shè)計(jì)階段：可行性FMEA工藝設(shè)計(jì)階段：工藝FMEA設(shè)備設(shè)計(jì)階段：設(shè)備FMEA我們?cè)谶@里僅研究產(chǎn)品功能的功能的FMEA。 17二、建立二、

15、建立FMEA（FMECA）的一般方法的一般方法 在完成設(shè)計(jì)方案草圖和試生產(chǎn)圖的情況下，用框圖或符號(hào)示意圖表示各組成元件的有關(guān)功能對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)功能的影響。1. 畫出被研究產(chǎn)品的功能簡圖 如 圖2-3為液壓系統(tǒng)功能圖，圖4-2為液壓系統(tǒng)的可靠性框圖。 18圖2-6 液壓系統(tǒng)可靠性框圖192. 明確產(chǎn)品FMEA的分析層次和基本過程(1) 分析層次（見下圖）若干系若干系統(tǒng)組成統(tǒng)組成的產(chǎn)品的產(chǎn)品零件分部件系統(tǒng)部件子系統(tǒng)影響影響系統(tǒng)功能級(jí) 的FMEA部件級(jí)的 FMEA組成零件級(jí) 的FMEA20(2) 分析的基本過程（見下圖)故障模式的預(yù)測(cè)故障模式的分級(jí)和評(píng)價(jià)故障模式的改進(jìn)措施(經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn))21 收集生產(chǎn)過程

16、的有關(guān)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和用戶反饋意見為依據(jù)，確定出故障模式確定出故障模式（即預(yù)測(cè)出故障模式）；(3) 產(chǎn)品FMEA的分析方法 召集有關(guān)召集有關(guān)（包括設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)及供銷部門等）人員人員對(duì)以前生產(chǎn)過的最類似產(chǎn)品產(chǎn)生過的故障情況進(jìn)行分析討論； 分析分析產(chǎn)生故障原因產(chǎn)生故障原因（即物理失效機(jī)理）； 制定生產(chǎn)中的消除辦法（即檢測(cè)方法），使用中的彌補(bǔ)方法（即補(bǔ)償措施）等；22 對(duì)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品與已生產(chǎn)的上述產(chǎn)品的主要不同之處進(jìn)行分析，以進(jìn)行必要的補(bǔ)充。 對(duì)各故障模式的嚴(yán)重后果嚴(yán)重后果（即嚴(yán)酷度等級(jí)）進(jìn)行評(píng)定，必要時(shí)可采用投票評(píng)分的方法；233. 建立一套系統(tǒng)的，全面的，標(biāo)準(zhǔn)化的表格 該表格應(yīng)盡力最系統(tǒng)、全面、

17、正確最系統(tǒng)、全面、正確地反映FMEA的分析層次和基本過程的內(nèi)容，且應(yīng)規(guī)格規(guī)格化化以便統(tǒng)計(jì)分析。 (1) FMEA表格（見表4-1）備注(物理失效機(jī)理及后遺癥)24(2) FMECA表格（見下表)FMECA25上兩表中： 失效模式即故障模式； 故障等級(jí)確定見前4-1； ：失效模式頻率比（查表得到） 見表4-5和表4-6： 損失概率（失效的后果概率） 取值如下：（設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定）必然損失 =1.0 可能損失0.1 1.0 很少損失0 0.1 危害度參數(shù)見本書4-3內(nèi)容。26例例4-1 進(jìn)行零部件失效分析進(jìn)行零部件失效分析機(jī)機(jī)械械因因子子彈彈性性變變形形、塑塑性性變變形形、蠕蠕變變、疲疲勞勞、斷斷裂裂

18、、滑滑移移機(jī)機(jī)械械磨磨損損平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)破破壞壞相相變變化化、應(yīng)應(yīng)力力松松弛弛化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)腐腐蝕蝕、氧氧化化、電電應(yīng)應(yīng)力力電電介介質(zhì)質(zhì)擊擊穿穿、脈脈沖沖熱熱應(yīng)應(yīng)力力摩摩擦擦滲滲透透濕濕氣氣、氣氣體體、流流體體放放射射性性損損傷傷三、三、FMEA的應(yīng)用實(shí)例的應(yīng)用實(shí)例27斷裂原因：斷裂原因：根據(jù)裂紋發(fā)展過程根據(jù)裂紋發(fā)展過程沿晶斷裂沿晶斷裂穿晶斷裂穿晶斷裂根據(jù)受載性質(zhì)根據(jù)受載性質(zhì)疲勞斷裂疲勞斷裂靜載斷裂靜載斷裂沖擊斷裂沖擊斷裂根據(jù)完全斷裂前的宏觀變形根據(jù)完全斷裂前的宏觀變形脆性斷裂脆性斷裂韌性斷裂韌性斷裂28疲勞斷裂原因：疲勞斷裂原因：氫脆氫脆表面因素：表面粗糙度、劃痕、碰傷等表面因素：表面粗

19、糙度、劃痕、碰傷等材質(zhì)因素：材料的成分、機(jī)械性能、冶金特性等材質(zhì)因素：材料的成分、機(jī)械性能、冶金特性等幾何因素：圓角、倒角等幾何因素：圓角、倒角等環(huán)境因素：環(huán)境介質(zhì)、環(huán)境溫度等環(huán)境因素：環(huán)境介質(zhì)、環(huán)境溫度等內(nèi)部氫脆內(nèi)部氫脆外部氫脆外部氫脆載荷因素：載荷因素： 載荷性質(zhì)、大小、變化速度等載荷性質(zhì)、大小、變化速度等疲勞源疲勞源裂紋擴(kuò)裂紋擴(kuò)展區(qū)展區(qū)瞬斷區(qū)瞬斷區(qū)29 例例4-2 某一固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)由推進(jìn)劑藥柱、內(nèi)襯某一固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)由推進(jìn)劑藥柱、內(nèi)襯和發(fā)動(dòng)機(jī)殼組成。和發(fā)動(dòng)機(jī)殼組成。 請(qǐng)制作其失效模式后果分析表。請(qǐng)制作其失效模式后果分析表。項(xiàng)目項(xiàng)目失效模式失效模式失效原因失效原因可能后果可能后果發(fā)生發(fā)生

20、概率概率嚴(yán)重性嚴(yán)重性可能措施可能措施發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)殼機(jī)殼破裂破裂工藝質(zhì)量差工藝質(zhì)量差材料缺陷材料缺陷運(yùn)輸中損壞運(yùn)輸中損壞搬運(yùn)中損壞搬運(yùn)中損壞內(nèi)壓過高內(nèi)壓過高導(dǎo)彈毀壞導(dǎo)彈毀壞0.0006嚴(yán)重嚴(yán)重嚴(yán)格控制原材料質(zhì)嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，消除缺陷。進(jìn)量，消除缺陷。進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，采用行耐壓試驗(yàn)，采用合理包裝，在運(yùn)輸合理包裝，在運(yùn)輸中保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)中保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑推進(jìn)劑藥柱藥柱斷裂斷裂孔穴孔穴粘接面分離粘接面分離固化殘余應(yīng)力固化殘余應(yīng)力溫度過低溫度過低老化老化燃燒速度過高；燃燒速度過高；內(nèi)壓過高；機(jī)內(nèi)壓過高；機(jī)殼在工作過程殼在工作過程中破裂中破裂0.0001嚴(yán)重嚴(yán)重嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程，嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程，確保工藝質(zhì)量

21、，嚴(yán)確保工藝質(zhì)量，嚴(yán)格控制在極限溫度格控制在極限溫度之內(nèi)存儲(chǔ)和使用。之內(nèi)存儲(chǔ)和使用。內(nèi)襯內(nèi)襯與外殼分離與外殼分離與藥柱或隔與藥柱或隔熱層分離熱層分離粘接劑不良粘接劑不良粘接控制不良粘接控制不良?xì)んw成形后凈殼體成形后凈化不夠化不夠燃燒速度過高；燃燒速度過高；內(nèi)壓過高；機(jī)內(nèi)壓過高；機(jī)殼在工作過程殼在工作過程中破裂中破裂0.0001嚴(yán)重嚴(yán)重嚴(yán)格執(zhí)行正常清洗嚴(yán)格執(zhí)行正常清洗程序，機(jī)巧清洗后程序，機(jī)巧清洗后嚴(yán)格檢驗(yàn)，確保清嚴(yán)格檢驗(yàn)，確保清除一切沾染物除一切沾染物30 例例4-2 設(shè)計(jì)概述：設(shè)計(jì)概述： 重新設(shè)計(jì)一個(gè)用于自動(dòng)變速箱的手動(dòng)臂。由鋼軸（熱處重新設(shè)計(jì)一個(gè)用于自動(dòng)變速箱的手動(dòng)臂。由鋼軸（熱處理并外圓

22、磨）和模壓成型的塑料臂組成。軸與臂靠花鍵壓裝理并外圓磨）和模壓成型的塑料臂組成。軸與臂靠花鍵壓裝配合。配合。零件功用：手動(dòng)臂總成把變速器外部的手動(dòng)選檔桿和變速器內(nèi)零件功用：手動(dòng)臂總成把變速器外部的手動(dòng)選檔桿和變速器內(nèi)部的傳動(dòng)臂連接起來。由前者向操縱閥體內(nèi)的手動(dòng)閥和停車驅(qū)部的傳動(dòng)臂連接起來。由前者向操縱閥體內(nèi)的手動(dòng)閥和停車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動(dòng)。作用在臂孔處的最大切向拉力為動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動(dòng)。作用在臂孔處的最大切向拉力為30磅。磅。31分系統(tǒng)過程 自動(dòng)變速箱 分系統(tǒng)工程師 約翰.杜 年型/車型系列 1974年野馬牌 系統(tǒng)工程師 約翰.史密斯 制造與設(shè)計(jì)主管部門 T 產(chǎn)品交付日期 1973年9月14日有關(guān)制

23、造與設(shè)計(jì)部門 FMECA日期 首次 1972年1月27日 修改 有否外部供貨和承制單位 無 14 零件零件/工工藝過程藝過程名稱零名稱零件號(hào)件號(hào) 零件零件/工藝過工藝過程的程的 功用功用 故障模式故障模式 故障后果故障后果 故障原因故障原因 故故障障 頻頻度度 嚴(yán)嚴(yán)重重 程程度度 不不易易 測(cè)測(cè)度度 風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn) 順順序序 數(shù)數(shù) 建議改進(jìn)措建議改進(jìn)措施施 與與 進(jìn)展情況進(jìn)展情況 手動(dòng)臂手動(dòng)臂總成總成 T-20640 從外桿從外桿系向手系向手動(dòng)閥和動(dòng)閥和停車驅(qū)停車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞手傳遞手動(dòng)選檔動(dòng)選檔桿的運(yùn)桿的運(yùn)動(dòng)動(dòng) 1、塑料臂破裂、塑料臂破裂 2、 操縱孔臂磨操縱孔臂磨損損 3、 軸與手動(dòng)臂軸與手

24、動(dòng)臂花鍵配合松動(dòng)花鍵配合松動(dòng) 4、 裝配時(shí)手動(dòng)裝配時(shí)手動(dòng)臂與軸上平面相臂與軸上平面相對(duì)錯(cuò)位對(duì)錯(cuò)位 無法驅(qū)動(dòng)無法驅(qū)動(dòng) 鎖止在停車位鎖止在停車位 手動(dòng)操縱桿系手動(dòng)操縱桿系中自由間隙過大中自由間隙過大 桿系中自由間桿系中自由間隙過大隙過大 手動(dòng)臂從花鍵手動(dòng)臂從花鍵中脫出，無法選中脫出，無法選擇檔位擇檔位 操縱桿操縱桿的幾何的幾何關(guān)系不對(duì)關(guān)系不對(duì) 不能選擇低檔不能選擇低檔位位 不能選擇停車不能選擇停車位置位置 在坡道上松開在坡道上松開手制動(dòng)時(shí)手動(dòng)臂手制動(dòng)時(shí)手動(dòng)臂超載超載 塑料品質(zhì)低劣塑料品質(zhì)低劣 塑料冷脆塑料冷脆 加工過程中損加工過程中損壞壞 拉桿上的載荷拉桿上的載荷太大太大 材料品質(zhì)低劣材料品質(zhì)低劣

25、 塑料受熱變形塑料受熱變形 壓裝過盈不足壓裝過盈不足 3 2 2 10 2 10 9 10 9 270 40 180 重新設(shè)計(jì)手重新設(shè)計(jì)手動(dòng)臂， 增加厚動(dòng)臂， 增加厚度， 增加加強(qiáng)度， 增加加強(qiáng)筋， 使其能承筋， 使其能承受受 100%的的過載。過載。 正在進(jìn)正在進(jìn)行中行中 在裝配壓床在裝配壓床上安裝負(fù)荷上安裝負(fù)荷傳感器， 以便傳感器， 以便測(cè)定出輕壓測(cè)定出輕壓配合。配合。 尚未解尚未解決決 32FMECA分析的用途分析的用途1、在設(shè)計(jì)管理上的用途、在設(shè)計(jì)管理上的用途Y FMECA與產(chǎn)品和線路應(yīng)力分析的結(jié)合是可靠性預(yù)測(cè)、與產(chǎn)品和線路應(yīng)力分析的結(jié)合是可靠性預(yù)測(cè)、 分配和評(píng)定時(shí)的一項(xiàng)原始資料。分配

26、和評(píng)定時(shí)的一項(xiàng)原始資料。 Y FMECA 是評(píng)定設(shè)計(jì)方案的手段是評(píng)定設(shè)計(jì)方案的手段Y FMECA 是設(shè)計(jì)評(píng)審、質(zhì)量復(fù)查、事故預(yù)想的依據(jù)和證明是設(shè)計(jì)評(píng)審、質(zhì)量復(fù)查、事故預(yù)想的依據(jù)和證明2、在其他用途、在其他用途Y 安排測(cè)試點(diǎn)、制造和質(zhì)量控制，制定試驗(yàn)計(jì)劃的一種依據(jù)。安排測(cè)試點(diǎn)、制造和質(zhì)量控制，制定試驗(yàn)計(jì)劃的一種依據(jù)。 Y 制定檢測(cè)程序、設(shè)計(jì)診斷裝置的基礎(chǔ)。制定檢測(cè)程序、設(shè)計(jì)診斷裝置的基礎(chǔ)。 Y 與試驗(yàn)結(jié)果和失效分析報(bào)告一起進(jìn)行定性評(píng)定。與試驗(yàn)結(jié)果和失效分析報(bào)告一起進(jìn)行定性評(píng)定。 Y 可靠性維修，后勤保障分析的原始資料?？煽啃跃S修，后勤保障分析的原始資料。 334-3 失 效 嚴(yán) 重 度 分 析一

27、、定性分析 在缺乏失效數(shù)據(jù)缺乏失效數(shù)據(jù)的情況下用定性分析，采用發(fā)生概率來評(píng)定。分五級(jí)：分五級(jí)：A級(jí) 常發(fā)生。單一失效模式概率整個(gè)裝 置總失效概率的20。B級(jí) 較常發(fā)生。單一失效模式概率總失 效概率的10，但20。34C級(jí) 偶爾發(fā)生。單一失效模式概率總失 效概率的1，但10。D級(jí) 很少發(fā)生。單一失效模式概率總失 效概率的0.1，但1。E級(jí) 極少發(fā)生。單一失效模式概率總失 效概率的0.1。35二、定量分析能提供正確的失效概率數(shù)據(jù)提供正確的失效概率數(shù)據(jù)時(shí)可用定量分析。1.失效后果概率(也稱損失概率)見表4-5362. 失效模式嚴(yán)重度數(shù)字Cm (1) Cm：在一種嚴(yán)重性級(jí)別下由失效模式之一所占嚴(yán)重?cái)?shù)字

28、的份額。(2) Cm 計(jì)算式：6p10tCm(4-1)式中 失效后果概率； p 元件失效率( )； t 某任務(wù)階段內(nèi)的工作時(shí)間(h)； 失效模式相對(duì)頻率(其值見表4-6)。-16h1037383. 產(chǎn)品嚴(yán)重度數(shù)字 CrjntCCnjnPjnmr,.2 , 1 )10( 6(4-2)式中 n 屬于某一嚴(yán)重度的失效模式數(shù)； j 產(chǎn)品在該嚴(yán)重度下的最后一個(gè)失 效模式。39例4-3 若某一產(chǎn)品失效率 ， -16h102 . 7P 在某一任務(wù)階段，出現(xiàn)兩個(gè)級(jí)嚴(yán)重性的失效模式和一個(gè)級(jí)嚴(yán)重性的失效模式。這三個(gè)失效模式的相對(duì)頻率分別為1 = 0.3 , 2 = 0.2 , 3= 0.5 ,失效后果概率均為0.

29、5，在該階段工作1h。 解 ： (1) 求 Cm 根據(jù)式(4-1) 級(jí)嚴(yán)重性的第一個(gè)失效模式的嚴(yán)重度數(shù)字為： 求該產(chǎn)品在此任務(wù)段、嚴(yán)重性級(jí)別為級(jí)的 Cm 和Cr。401.08 101102 . 73 . 05 . 0 66級(jí)嚴(yán)重性的第二個(gè)失效模式的嚴(yán)重度 數(shù)字為：72. 0 101102 . 72 . 05 . 0 106662tCPm 1061tCPm41(2) 求 Cr根據(jù)式(4-2) 級(jí)嚴(yán)重性的產(chǎn)品嚴(yán)重度數(shù)字為：1.8 100.2)1)(0.3107.2(0.5 6-6 )10()10( )10()10(626121616ttttCppnnpjnnpr42三、嚴(yán)重度矩陣 嚴(yán)重度矩陣嚴(yán)重度

30、矩陣是將產(chǎn)品項(xiàng)目或失效模式的標(biāo)號(hào)按嚴(yán)重性級(jí)別與失效模式的發(fā)生概或嚴(yán)重度數(shù)字Cr進(jìn)行排列。嚴(yán)重度矩陣是嚴(yán)重度矩陣是FMECA中的一部分中的一部分。 即以嚴(yán)重性級(jí)別為橫坐標(biāo)，以發(fā)生概或以嚴(yán)重性級(jí)別為橫坐標(biāo)，以發(fā)生概或嚴(yán)重度數(shù)字嚴(yán)重度數(shù)字Cr為縱坐標(biāo)為縱坐標(biāo)畫一嚴(yán)重度的分布圖，如圖4-5所示。43圖4-5 嚴(yán)重度矩陣嚴(yán)重度矩陣 由圖可見，某一失效模式在圖中沿對(duì)角上線離開原點(diǎn)離開原點(diǎn)愈遠(yuǎn)，則愈嚴(yán)愈遠(yuǎn)，則愈嚴(yán)重重，而愈迫切而愈迫切要采取補(bǔ)救措要采取補(bǔ)救措施。施。44四、嚴(yán)重度分析的用途 若某種失效模式發(fā)生概率很高，則有必要采取措施降低對(duì)維修和后勤的要求。嚴(yán)重度分析的用途:主要用手維修和后勤保障方面的分析

31、。主要用手維修和后勤保障方面的分析。45機(jī)車車輛機(jī)車車輛 FMEA分析實(shí)例分析實(shí)例國際鐵路聯(lián)盟的研究與試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的國際鐵路聯(lián)盟的研究與試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的B176委員會(huì)委員會(huì)（UIC ORE B176）對(duì)機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架進(jìn)行了深入的研究，進(jìn)行了大量的對(duì)機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架進(jìn)行了深入的研究，進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和評(píng)估，并為選擇高速機(jī)車車輛的樣機(jī)轉(zhuǎn)向架進(jìn)實(shí)驗(yàn)和評(píng)估，并為選擇高速機(jī)車車輛的樣機(jī)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行了費(fèi)用行了費(fèi)用效能分析。效能分析。 決策基礎(chǔ)的重要部分決策基礎(chǔ)的重要部分46方法描述：方法描述：1、部件描述、部件描述2、與安全有關(guān)的各種部件的描述、與安全有關(guān)的各種部件的描述3、可能的故障、可能的故障4、損壞特征、可能的原

32、因及其影響的評(píng)估、損壞特征、可能的原因及其影響的評(píng)估5、故障檢測(cè)、故障檢測(cè)6、目前的改進(jìn)措施、目前的改進(jìn)措施7、對(duì)系統(tǒng)的影響、對(duì)系統(tǒng)的影響47轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架系系 統(tǒng)統(tǒng)鋼軌使鋼軌使用區(qū)域用區(qū)域100鋼軌與鋼軌與軸箱間軸箱間的部件的部件200軸箱軸箱300軸箱與軸箱與轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架間部件間部件400轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架構(gòu)架構(gòu)架500轉(zhuǎn)向架構(gòu)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與車體架與車體間部件間部件600車體車體700輪輪/軌軌210輪對(duì)輪對(duì)220軸承軸承230一系一系懸掛懸掛410輪對(duì)導(dǎo)輪對(duì)導(dǎo)向裝置向裝置420輪對(duì)輪對(duì)轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架421軸箱定軸箱定位裝置位裝置421二系懸掛二系懸掛610轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架-車車體的連接體的連接620抗側(cè)

33、滾抗側(cè)滾裝置裝置630限位止擋限位止擋621彈簧彈簧裝置裝置611減振器減振器61248故障類型：故障類型：1、A型故障：由于生產(chǎn)或裝配造成的功能喪失型故障：由于生產(chǎn)或裝配造成的功能喪失 通過工廠和檢修保證狀態(tài)良好通過工廠和檢修保證狀態(tài)良好2、B型故障：產(chǎn)品功能的逐漸退化型故障：產(chǎn)品功能的逐漸退化 引入一個(gè)正常的檢測(cè)系統(tǒng)引入一個(gè)正常的檢測(cè)系統(tǒng)3、C型故障：產(chǎn)品功能的突然喪失型故障：產(chǎn)品功能的突然喪失 49代碼與零部件代碼與零部件名名 稱稱110鋼軌鋼軌（使用區(qū)域）（使用區(qū)域）故障類型故障類型橫向位移阻力橫向位移阻力降低，鋼軌型降低，鋼軌型面不符合設(shè)計(jì)面不符合設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)范橫向加速度過橫向加速度過高高速度過高速度過高故障影響故障影響影響低，對(duì)所影響低，對(duì)所有轉(zhuǎn)向架影響有轉(zhuǎn)向架影響皆相同皆相同影響小，對(duì)所影響小，對(duì)所有轉(zhuǎn)向架影響有轉(zhuǎn)向架影響皆相同皆相同影響小，對(duì)所影響小，對(duì)所有轉(zhuǎn)向架影響有轉(zhuǎn)向架影響皆相同皆相同故障危害故障危害在最大運(yùn)行速在最大運(yùn)行速度時(shí)測(cè)得的鋼度時(shí)測(cè)得的鋼軌力是安全的軌力是安全的加速度超過正