設(shè)備故障的發(fā)生發(fā)展規(guī)律

1、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(guò)程都有其客觀規(guī)律，研究故障規(guī)律對(duì)制定維修對(duì)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(guò)程中，其性能或狀態(tài)隨著使用時(shí)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(huì)有一些預(yù)兆，這就是所謂潛在故障，其可識(shí)別的物理參數(shù)表明一種功能性故障 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(diǎn)表示性能巳經(jīng)變化，并發(fā)展到可識(shí)別潛在故障的程度：這可能是表明金屬疲勞的一個(gè)裂紋； 可能是振動(dòng)，說(shuō)明即將會(huì)發(fā)生軸承故障；可能是一個(gè)過(guò)熱點(diǎn)，表明爐體耐火材料的損壞；可能是一個(gè)輪胎 的輪面過(guò)多的磨損等。“F”表示潛在故障巳變成功能

2、故障，即它巳質(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(shí)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(zhǎng)的間隔意味著有更多的時(shí)間來(lái)預(yù)防功能性故障的發(fā)生，因而要不斷地花費(fèi)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(zhēng)得較長(zhǎng)的時(shí)間。設(shè)備故障率隨時(shí)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(shí)間的變化大致分三個(gè)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。（1）早期故障期是指設(shè)備安裝調(diào)試過(guò)程至移交生產(chǎn)試用階段。造成早期故

3、障的原因主要是由設(shè)計(jì)、制造上的缺陷，包裝、 運(yùn)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(guò)跑合運(yùn)行和故障排除，故障率逐漸降低并趨于穩(wěn)定。此段時(shí)間的長(zhǎng)短， 隨產(chǎn)品、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量而異。早期故障率是影響設(shè)備可靠性的一個(gè)重要因素，會(huì)使設(shè)備的平均無(wú)故障工作時(shí)間減少。從設(shè)備的總役齡 來(lái)看，這段時(shí)間不長(zhǎng)，但必須認(rèn)真對(duì)待，否則影響新設(shè)備效能的正常發(fā)揮，對(duì)資金回收不利。對(duì)于巳定型 的成批生產(chǎn)的設(shè)備和熟練的操作人員來(lái)說(shuō)，早期故障期較短。對(duì)新設(shè)備來(lái)說(shuō)，此階段的故障形態(tài)主要由三個(gè)參數(shù)所決定，即期初故障率，持續(xù)時(shí)間和期末故障率。這

4、一階段的故障率是下降型，即隨著時(shí)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(shí)的威布爾分布，如圖1-3中I所示。（2）偶發(fā)故障期經(jīng)過(guò)第一階段的調(diào)試、試用后，設(shè)備的各部分機(jī)件進(jìn)人正常磨損階段，操作人員逐步掌握了設(shè)備的性能、 原理和機(jī)構(gòu)調(diào)整的特點(diǎn)。設(shè)備進(jìn)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(jī)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(shuō)，這是設(shè)備的最佳狀 態(tài)期或稱正常工作期。這個(gè)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(fù)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

5、理等設(shè)計(jì)、制造上存在的問(wèn)題所致。故通過(guò)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、改進(jìn)使用管理、 加強(qiáng)監(jiān)視診斷與維護(hù)保養(yǎng)等工作，可使故障率降低到最低。對(duì)于偶發(fā)期故障，一般需要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。為此，必須健全設(shè)備運(yùn)行、故障動(dòng)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(duì)故障進(jìn)行登記與分析。此階段的故障形態(tài)的重要參數(shù)是故障率和持續(xù)時(shí)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(fù)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(shí)間的延長(zhǎng)，各零部件因磨損、疲勞、老化、腐蝕逐步加劇而喪失機(jī)能，使設(shè)備故障 率逐漸上升。這說(shuō)明設(shè)備的一些零部件巳到了使用壽命期，應(yīng)采用不同的維修方式來(lái)阻

6、止故障率的上升， 延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，如在拐點(diǎn)P即耗損故障期開始處進(jìn)行大修，可經(jīng)濟(jì)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(shí)際故障率不超過(guò) 此范圍。此階段的故障形態(tài)的主要參數(shù)為故障上升速度，這一階段屬于故障率上升型，如圖1-3中田所示。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(shí)的威布爾分布。根據(jù)正態(tài)分布的特征，在某一時(shí) 間上會(huì)出現(xiàn)極大值，故障的分散程度由方差來(lái)表示，其值愈小，故障愈集中，維修時(shí)間預(yù)測(cè)愈準(zhǔn)確。設(shè)備故障率曲線變化的三個(gè)階段，真實(shí)地反映出設(shè)備從磨合、調(diào)試、正常工作到大修或報(bào)廢故障率

7、變化 的規(guī)律，加強(qiáng)設(shè)備的日常管理與維護(hù)保養(yǎng)，可以延長(zhǎng)偶發(fā)故障期。準(zhǔn)確地找出拐點(diǎn)，可避免過(guò)剩修理或修 理范圍擴(kuò)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(duì)這些設(shè)備的故障規(guī)律進(jìn)行研究。美國(guó)民航進(jìn)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(zhǎng)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(zhǎng)到一個(gè)恒定的故障率。曲線D顯示了設(shè)備整個(gè)壽命周期內(nèi)的一個(gè)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(gè)恒定的或者是增長(zhǎng)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(diǎn)進(jìn)行改