設備故障的發(fā)生發(fā)展規(guī)律

1、設備故障的發(fā)生發(fā)展規(guī)律設備故障的發(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，以至建立更加科學的維修體制 都是十分有利的。設備在使用過程中，其性能或狀態(tài)隨著使用時間的推移而逐步下降，呈現如圖1-1所示 之曲線。很多故障發(fā)生前會有一些預兆，這就是所謂潛在故障，其可識別的物理參數表明一種功能性故障 即將發(fā)生，功能性故障表明設備喪失了規(guī)定的性能標準。圖1-1中“P ”點表示性能巳經變化，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”表示潛在故障巳變成功能

2、故障，即它巳質變到損壞的程度。P-F間隔，就是從潛 在故障的顯露到轉變?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，為采取新的預防技術，避免功能性故障，爭得較長的時間。設備故障率隨時間推移的變化規(guī)律稱為設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 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。（1）早期故障期是指設備安裝調試過程至移交生產試用階段。造成早期故

3、障的原因主要是由設計、制造上的缺陷，包裝、 運輸中的損傷，安裝不到位、使用工人操作不習慣或尚未全部熟練掌握其性能等原因所造成的。設備處于 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， 隨產品、系統的設計與制造質量而異。早期故障率是影響設備可靠性的一個重要因素，會使設備的平均無故障工作時間減少。從設備的總役齡 來看，這段時間不長，但必須認真對待，否則影響新設備效能的正常發(fā)揮，對資金回收不利。對于巳定型 的成批生產的設備和熟練的操作人員來說，早期故障期較短。對新設備來說，此階段的故障形態(tài)主要由三個參數所決定，即期初故障率，持續(xù)時間和期末故障率。這

4、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，可靠度的分布函數大體服從超指數分 布或a1時的威布爾分布，如圖1-3中I所示。（2）偶發(fā)故障期經過第一階段的調試、試用后，設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備的性能、 原理和機構調整的特點。設備進入偶發(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，設備的故障率最低，而且穩(wěn)定。因而可以說，這是設備的最佳狀 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，一般是由于設備使用不當與維修不力，工作條件（負荷、環(huán)境等）變化，或者由于 材料缺陷、控制失靈、結構不合

5、理等設計、制造上存在的問題所致。故通過提高設計質量、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，一般需要進行統計分析。為此，必須健全設備運行、故障動態(tài)和維修保養(yǎng)的記錄，建 立設備檢查與生產日志等制度，對故障進行登記與分析。此階段的故障形態(tài)的重要參數是故障率和持續(xù)時間，這一階段是故障率恒定型，可靠度分布密度函數大 體上服從負指數分布或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，使設備故障 率逐漸上升。這說明設備的一些零部件巳到了使用壽命期，應采用不同的維修方式來阻

6、止故障率的上升， 延長設備的使用壽命，如在拐點P即耗損故障期開始處進行大修，可經濟而有效地降低故障率。如果繼續(xù) 使用，就可能造成設備事故。通常，根據設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，大體上遵從正態(tài)分布或a1時的威布爾分布。根據正態(tài)分布的特征，在某一時 間上會出現極大值，故障的分散程度由方差來表示，其值愈小，故障愈集中，維修時間預測愈準確。設備故障率曲線變化的三個階段，真實地反映出設備從磨合、調試、正常工作到大修或報廢故障率

7、變化 的規(guī)律，加強設備的日常管理與維護保養(yǎng)，可以延長偶發(fā)故障期。準確地找出拐點，可避免過剩修理或修 理范圍擴大，以獲得最佳的投資效益。隨著科學技術的不斷發(fā)展，數控設備、加工中心等現代化設備不斷出現，其故障規(guī)律與傳統的浴盆曲線 有所改變，人們開始對這些設備的故障規(guī)律進行研究。美國民航進行了 30年的研究發(fā)現，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顯示了設備整個壽命周期內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，傳統的修理周期結構必須隨科技的發(fā)展、不同的設備結構特點進行改