民用航空器維修理論課件

第三章

民用航空器維修理論第三章

民用航空器維修理論維修的基本概念磨損、疲勞、斷裂、變形、腐蝕、老化等造成設(shè)備性能下降甚至出現(xiàn)故障會使其不能正常運(yùn)行或使運(yùn)行成本增加甚至造成災(zāi)難性的后果維修減小設(shè)備性能下降速度減少或避免設(shè)備故障保證設(shè)備在正常壽命期內(nèi)的工作性能越是重要和復(fù)雜的設(shè)備越需要精心地維修維修的基本概念磨損、疲勞、斷裂、變形、腐蝕、老化等故障的概念包括的內(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(yùn)轉(zhuǎn)故障不僅僅是一個狀態(tài)的問題，而且直接與我們的認(rèn)識方法有關(guān)一個確實(shí)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)磨損性故障腐蝕性故障斷裂性故障老化性故障故障定義設(shè)備不能執(zhí)行規(guī)定功能的狀態(tài)分類故障的概念包括的內(nèi)容磨損性故障故障定義分類由于運(yùn)動部件磨損，在某一時刻超過極限值所引起的故障分類粘附磨損當(dāng)摩擦表面的輪廓峰在相互作用的各點(diǎn)處由于瞬時的溫升和壓力發(fā)生“冷焊”后，在相對運(yùn)動時，材料從一個表面遷移到另一個表面表面疲勞磨損兩接觸表面在交變接觸壓應(yīng)力的作用下,材料表面因疲勞而產(chǎn)生物質(zhì)損失腐蝕磨損零件表面在摩擦的過程中，表面金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)微振磨損兩接觸表面間沒有宏觀相對運(yùn)動，但在外界變動負(fù)荷影響下，有小振幅的相對振動，此時接觸表面間產(chǎn)生大量的微小氧化物磨損粉末磨損性故障由于運(yùn)動部件磨損，在某一時刻超過極限值所引起的故障磨損性故障腐蝕性故障化學(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)象腐蝕性故障化學(xué)腐蝕斷裂性故障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；如溫度過低，使材料的機(jī)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。脆性斷裂疲勞斷裂由于熱疲勞（如高溫疲勞等）、機(jī)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。疲勞斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂塑性斷裂斷裂性故障脆性斷裂脆性斷裂疲勞斷裂疲勞斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂塑性斷應(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。塑性斷裂：塑性斷裂是由過載斷裂和撞擊斷裂所引起。塑性斷裂金屬材料斷裂前產(chǎn)生一定量的宏觀塑性變形，并吸收一定數(shù)量的能量；斷裂后，在斷口上可以看到宏觀塑性變形的痕跡，這種斷口稱為塑性斷口，這種斷裂稱為塑性斷裂（也可稱為韌性斷裂）。塑性斷裂是由過載和撞擊所引起。應(yīng)力腐蝕斷裂塑性斷裂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。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。航空器的整體可靠性是由各個系統(tǒng)的綜合功能決定的，不是和每個零件的可靠性必然聯(lián)系在一起的有些零件的損壞，并不直接影響到飛行安全或者只是影響經(jīng)濟(jì)效益或是可由其他零件或其他系統(tǒng)的功能來補(bǔ)償對于這樣的零部件定期翻修是不必要的航空維修思想對每個系統(tǒng)或每個零部件都要從航空器的整體可靠性去分析，分出哪些是有嚴(yán)重影響的，哪些不是，從而區(qū)別對待。航空器的整體可靠性是由各個系統(tǒng)的綜合功能決定的，不是和每個零失效曲線失效曲線從飛機(jī)的整體可靠性來考查，真正影響飛行安全的零部件故障只占整個故障的一小部分而且這種連系和影響可以通過設(shè)計(jì)來減少或消除從而產(chǎn)生了余度設(shè)計(jì)、破損安全設(shè)計(jì)等方法據(jù)統(tǒng)計(jì)在采用了這些設(shè)計(jì)方法之后的飛機(jī)，影響安全的故障降低到20%以下維修只能保證設(shè)計(jì)所要求的固有性能如果維修達(dá)到了這一水平，而問題仍然出現(xiàn)，就必須從設(shè)計(jì)制造上來解決問題。針對不同的零件要采取不同的維修方式維修工作不夠，使可靠性降低維修工作過量同樣會使可靠性下降從飛機(jī)的整體可靠性來考查，真正影響飛行安全的零部件故障只占整民用航空器維修方式定時維修方式(HardTime-HT)針對有第一類故障曲線的零部件給予一定的使用期限，到時后予以更換、報(bào)廢這類部件稱為定壽件視情維修(OnCondition)針對有第二類故障曲線的零部件由于沒有一個明顯的故障增長時限，按照定期維修，不但不能充分發(fā)揮這個零部件的效能，同時也不能減少故障的發(fā)生通過對這些零部件使用情況的監(jiān)測和觀察，根據(jù)零件的具體情況來決定維修或更換狀態(tài)監(jiān)控(ConditionMonitoring)有些零件對航空器的飛行安全并不造成直接影響即使發(fā)生故障，飛機(jī)仍然能夠安全運(yùn)行不必在故障發(fā)生前下大力氣去預(yù)防，而待故障發(fā)生后及時加以排除即可民用航空器維修方式定時維修方式(HardTime-HT)P-F（Potentialfailure–functionalfailure）曲線功能失效令人不滿意的情況，在這種情況下設(shè)計(jì)功能不能充分實(shí)現(xiàn)簡單地說，就是它不能實(shí)現(xiàn)所要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)功能潛在失效它被定義為可以被確認(rèn)的物理狀態(tài)，并能指示功能失效的緊急程度P-F（Potentialfailure–functi以可靠性為中心的維修理論RCM原理之一定時拆修對復(fù)雜設(shè)備的故障預(yù)防幾乎不起作用，但對簡單設(shè)備的故障預(yù)防有作用傳統(tǒng)維修觀念設(shè)備老，故障多。設(shè)備故障的發(fā)生、發(fā)展都與使用時間有直接的關(guān)系。定時拆修是對付故障的普遍適用的有力武器RCM原理設(shè)備老，故障不見得就多；設(shè)備新，故障不見得就少。只要做到機(jī)件隨壞隨修，則設(shè)備故障與使用時間一般沒有直接的關(guān)系。定時拆修不是對付故障的普遍適用的有力武器以可靠性為中心的維修理論RCM原理之一傳統(tǒng)維修觀念設(shè)備老，故2、RCM原理之一的說明圖6-1傳統(tǒng)維修觀念與RCM理論的故障率曲線2、RCM原理之一的說明圖6-1傳統(tǒng)維修觀念與RCM理論的故算例相關(guān)的基本概念可靠度產(chǎn)品在規(guī)定的時間

內(nèi)和規(guī)定的條件下，完成規(guī)定功能的概率稱為產(chǎn)品的可靠度，記為

失效率已工作到t時刻

的產(chǎn)品，在t時刻

后單位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率稱為該產(chǎn)品在時刻

的故障率公式平均壽命是一個表示產(chǎn)品平均能工作多長時間的量算例相關(guān)的基本概念例3.1波音737飛機(jī)的一臺JT8D-7航空發(fā)動機(jī)的故障不影響飛行安全，該發(fā)動機(jī)經(jīng)過58432小時的使用統(tǒng)計(jì)，得到如下表的數(shù)據(jù)。試分析，在100萬飛行小時的使用期間內(nèi)，所規(guī)定的拆修壽命對拆修臺數(shù)和損失剩余壽命的影響。序號規(guī)定拆修壽命(h)λ(t)(1/h)R(t)110003.681×10-40.692220004.163×10-4

0.420330004.871×10-4

0.1794不規(guī)定5.522×10-4

0.000JT8D-7航空發(fā)動機(jī)使用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)例3.1波音737飛機(jī)的一臺JT8D-7航空發(fā)動機(jī)的故障

解由使用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得圖6-2所示的R(t)曲線，規(guī)定拆修壽命為1000h的發(fā)動機(jī)平均使用壽命為解由使用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得圖6-2所示的R(t)曲線，規(guī)定拆修不規(guī)定拆修壽命的發(fā)動機(jī)平均使用壽命為損失的剩余壽命為1811-838=973(h)規(guī)定拆修壽命為1000h的發(fā)動機(jī)每百萬飛行小時的拆修總臺數(shù)為其中故障拆修臺數(shù)=3.681×10-4×106=368.1(臺)無故障臺數(shù)=1193.3-368.1=825.2(臺)不規(guī)定拆修壽命的發(fā)動機(jī)平均使用壽命為同理，可求得規(guī)定拆修壽命為2000h、3000h及不規(guī)定拆修壽命時的各有關(guān)數(shù)據(jù)，如表3.3所示。序號規(guī)定拆修壽命(h)

發(fā)動機(jī)平均使用壽命(h)損失剩余壽命(h)發(fā)動機(jī)每百萬使用小時拆修總臺數(shù)故障拆修臺數(shù)無故障拆修臺數(shù)110008389731193.3368.1825.2220001393418717.9416.3301.6330001685126593.5487.1106.44不確定18110552.2552.00同理，可求得規(guī)定拆修壽命為2000h、3000h及不規(guī)定拆修RCM原理之二提出潛在故障的概念，可使設(shè)備在不發(fā)生功能故障的前提下得到充分的利用，達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的使用目的傳統(tǒng)維修觀念無明確的潛在故障概念，少量視情維修也往往是根據(jù)故障頻率或故障危險(xiǎn)程度來確定的。如果定時維修和視情維修二者在技術(shù)上都可行時，采用定時維修RCM原理有明確的潛在故障概念，視情維修是根據(jù)潛在故障發(fā)展為功能故障的間隔時間來確定的。如果定時維修和視情維修二者在技術(shù)上都可行時，采用視情維修RCM原理之二傳統(tǒng)維修觀念無明確的潛在故障概念，少量視情維修RCM原理之二的說明采用視情維修的依據(jù)是多數(shù)機(jī)件的故障模式有一個發(fā)展的過程，不是瞬間突然出現(xiàn)的在機(jī)件尚未喪失其功能之前有跡象或征兆可尋，可根據(jù)某些物理狀態(tài)或工作參數(shù)的變化來判斷其功能故障即將發(fā)生例如輪胎磨損發(fā)生故障之前，先磨去胎面膠，露出胎身簾線層如果在臨近發(fā)生功能故障之前將其更換或修理，就可以防止功能故障的發(fā)生或避免功能故障的后果這種在臨近功能故障之前可以確定機(jī)件將不能完成預(yù)定功能的狀態(tài)，即是潛在故障潛在故障指示功能故障即將發(fā)生的可鑒別的狀態(tài)“潛在”的含意潛在故障是指功能故障臨近前的狀態(tài)，而不是功能故障前任何時刻的狀態(tài)機(jī)件的這種狀態(tài)經(jīng)觀察或檢測是可以鑒別的RCM原理之二的說明采用視情維修的依據(jù)“潛在”的含意為了盡早準(zhǔn)確地檢測出潛在故障，需要借助各種儀器設(shè)備，如鐵譜儀、滑油光譜儀、振動監(jiān)測儀、無損探傷儀、發(fā)動機(jī)狀態(tài)監(jiān)控設(shè)備等由于檢測和診斷手段的不同,同一故障模式在功能故障之前可能有幾個潛在故障點(diǎn)例如，考慮一個滾動軸承的磨損故障模式，其功能故障之前的幾個潛在故障點(diǎn)如下圖所示圖

同一故障模式在功能故障前的不同潛在故障點(diǎn)A.故障開始發(fā)生點(diǎn)；P1.振動分析潛在故障點(diǎn)；P2.油質(zhì)分析潛在故障點(diǎn)；P3.噪聲分析潛在故障點(diǎn)；P4.手摸發(fā)熱潛在故障點(diǎn)；F.功能故障點(diǎn)為了盡早準(zhǔn)確地檢測出潛在故障，需要借助各種儀器設(shè)備，如鐵譜儀RCM原理之三檢查并排除隱蔽功能故障是預(yù)防多重故障嚴(yán)重后果的必要措施傳統(tǒng)維修觀念無隱蔽功能故障概念，不了解隱蔽功能故障與多重故障的關(guān)系，并認(rèn)為多重故障的嚴(yán)重后果是無法預(yù)防的，只有聽天由命RCM原理有隱蔽功能故障概念，了解隱蔽功能故障與多重故障有著密切的關(guān)系，認(rèn)識到多重故障的嚴(yán)重后果是有辦法預(yù)防的，至少可以將多重故障概率降低到一個可以接受的水平，它取決于對隱蔽功能故障的檢測頻率和更改設(shè)計(jì)RCM原理之三傳統(tǒng)維修觀念無隱蔽功能故障概念，不了解隱蔽功能隱蔽功能故障是正常使用設(shè)備的人員不能發(fā)現(xiàn)的功能故障．可分為兩種情況正常情況下工作的設(shè)備，其功能故障(不工作或不能完成規(guī)定功能的故障)對于正常使用設(shè)備的人員是不明顯的正常情況下不工作的設(shè)備，使用時是否良好，對正常使用設(shè)備的人員是不明顯的RCM原理之三的說明動力裝置的火警探測系統(tǒng)屬于第一種情況隱蔽功能故障是正常使用設(shè)備的人員不能發(fā)現(xiàn)的功能故障．可分為兩在用泵A和備用泵B組成的供油系統(tǒng)示例由此說明這樣一個事實(shí)，一個隱蔽功能故障本身沒有直接的后果，但具有能增大多重故障風(fēng)險(xiǎn)的間接后果，即隱蔽功能故障的唯一后果是增大了多重故障的概率。當(dāng)泵B處于故障狀態(tài)時，泵A的故障就稱為多重故障。在用泵A和備用泵B由此說明這樣一個事實(shí)，一個隱蔽功能故障本身RCM原理之四有效的預(yù)防性維修工作能夠以最少的資源消耗來保持設(shè)備的固有可靠性水平，但不可能超過這個水平．要想超過這個水平，只有重新設(shè)計(jì)設(shè)備傳統(tǒng)維修觀念預(yù)防性維修能夠提高設(shè)備的固有可靠性水平，能夠使設(shè)備保持做所期望做到的事情RCM原理預(yù)防性維修不能夠提高設(shè)備的固有可靠性水平，最高只能保持或達(dá)到設(shè)備的固有可靠性水平RCM原理之四的說明傳統(tǒng)維修觀念認(rèn)為，預(yù)防性維修能夠提高設(shè)備的固有可靠性水平，能夠使設(shè)備保持做所期望做到的事情．但是，“所期望做到的”和“所能做到的”常常有矛盾．所謂可靠性是設(shè)備在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力．如果設(shè)備達(dá)到所期望的功能的能力超出了所能做到的固有能力，即設(shè)備的固有可靠性水平，那么，無論怎樣維修也達(dá)不到所期望功能的能力。維修充其量是使設(shè)備發(fā)揮其固有的能力，使其做所能做的事情。RCM原理之四傳統(tǒng)維修觀念預(yù)防性維修能夠提高設(shè)備的固有可靠性RCM原理之五預(yù)防性維修能降低故障發(fā)生的頻率，但不能改變故障的后果，只有通過設(shè)計(jì)才能改變故障的后果傳統(tǒng)維修觀念預(yù)防性維修能避免故障的發(fā)生，能改變故障的后果RCM原理預(yù)防性維修難以避免故障的發(fā)生，不能改變故障的后果，只有通過設(shè)計(jì)才能改變故障的后果RCM原理之五的說明傳統(tǒng)維修觀念過高地估計(jì)了預(yù)防性維修的作用，以為只要認(rèn)真地做好預(yù)防性維修工作，就可以“萬無一失”，就能夠避免故障的發(fā)生，改變故障的后果．事實(shí)上，故障是難以避免的，特別是早期故障和偶然故障，是不可能靠預(yù)防性維修工作來預(yù)防的．預(yù)防性維修僅僅能預(yù)防故障出現(xiàn)的次數(shù)，從而降低故障發(fā)生的頻率或概率，但是不能改變故障的后果。RCM原理之五傳統(tǒng)維修觀念預(yù)防性維修能避免故障的發(fā)生，能改變安全性和環(huán)境性后果如果故障引起人身傷亡或設(shè)備毀壞的事故，那么它就有安全性后果如果故障導(dǎo)致違反了國家環(huán)境保護(hù)的要求，那么它就有環(huán)境性后果故障后果可分為安全性后果和環(huán)境性后果隱蔽性后果使用性后果非使用性后果隱蔽性后果隱蔽性后果是指一個隱蔽功能故障和另一個或幾個功能故障的結(jié)合所產(chǎn)生的多重故障的影響它不是一個功能故障的直接影響，而是多重故障的影響．隱蔽功能故障本身對設(shè)備沒有直接的后果，只有能增大多重故障概率的間接后果，但多重故障一旦發(fā)生，往往具有安全性和環(huán)境性等嚴(yán)重后果安全性和環(huán)境性后果故障后果可分為隱蔽性后果使用性后果(經(jīng)濟(jì)性的)如果故障影響設(shè)備的使用能力或生產(chǎn)能力，那么它就具有使用性后果這種后果最終體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)性上非使用性后果(經(jīng)濟(jì)性的)如果故障不影響設(shè)備的安全、使用和環(huán)境保護(hù)要求，只涉及修復(fù)性維修(排除故障)費(fèi)用，那么它就具有非使用性后果這種后果也是體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)性上使用性后果(經(jīng)濟(jì)性的)非使用性后果(經(jīng)濟(jì)性的)RCM原理之六預(yù)防性維修工作是根據(jù)故障的后果和所做的維修工作既要技術(shù)可行又要有效果來確定的。否則，不做預(yù)防性維修工作，而是要考慮更改設(shè)計(jì)方案RCM原理之六的說明傳統(tǒng)維修觀念認(rèn)為，對可能出現(xiàn)的任何故障都要做預(yù)防性維修工作，維修工作做得越多，越能夠預(yù)防故障?？墒菍?shí)踐證明，無論怎樣加大預(yù)防性維修的工作量和維修的深度和廣度，故障仍舊發(fā)生，設(shè)備的總故障率不見下降反而上升，使“多做維修工作能夠防止故障”的觀念受到了挑戰(zhàn)。以可靠性為中心的維修理論首先是按故障的后果，然后按做維修工作既要技術(shù)可行又要有效果來確定預(yù)防性維修工作的傳統(tǒng)維修觀念對可能出現(xiàn)的任何故障都要做預(yù)防性維修工作RCM原理只有故障后果嚴(yán)重，而且所做的維修工作既要技術(shù)可行又要有效果時才做預(yù)防性維修工作，否則，不做預(yù)防性維修工作RCM原理之六RCM原理之六的說明傳統(tǒng)維修觀念對可能出現(xiàn)的任定時維修的技術(shù)可行設(shè)備或機(jī)件必須有可確定的耗損期設(shè)備或機(jī)件的大部分能工作到該耗損期通過定時維修能夠?qū)⒃O(shè)備或機(jī)件修復(fù)到規(guī)定的狀態(tài)視情維修的技術(shù)可行設(shè)備或機(jī)件功能的退化必須是可探測的設(shè)備或機(jī)件必須存在一個可定義的潛在故障狀態(tài)設(shè)備或機(jī)件在從潛在故障發(fā)展到功能故障之間必須經(jīng)歷一段較長的時間隱患檢測的技術(shù)可行隱患檢測的技術(shù)可行是指能否確定隱蔽功能故障的發(fā)生定時維修的技術(shù)可行視情維修的技術(shù)可行隱患檢測的技術(shù)可行“有效果”也分三種情況對安全性后果、環(huán)境性后果和隱蔽性后果，要求能將發(fā)生故障或多重故障的概率降低到規(guī)定的、可接受的水平對使用性后果，要求預(yù)防性維修費(fèi)用低于使用性后果的損失費(fèi)用和修理費(fèi)用對非使用性后果，要求預(yù)防性維修費(fèi)用低于修理費(fèi)用故障后果技術(shù)可行又有效果安全性、環(huán)境性后果隱蔽性后果使用性后果非使用性后果是預(yù)防性維修預(yù)防性維修預(yù)防性維修預(yù)防性維修否必須更改設(shè)計(jì)更改設(shè)計(jì)也許需要更改設(shè)計(jì)也許宜于更改設(shè)計(jì)表預(yù)防性維修工作與更改設(shè)計(jì)的確定“有效果”也分三種情況故障后果安全性、隱蔽性后果使用性后果非表預(yù)防性維修和修復(fù)性維修數(shù)量的變化年份運(yùn)輸機(jī)預(yù)防性維修修復(fù)性維修(狀態(tài)監(jiān)控)定時維修視情維修1955DC-6100%OO1962B-707DC-850%50%O1968B-727DC-935%50%15%1970B-737BAC-11120%40%40%1981B-7470.5%16.5%83%表預(yù)防性維修和修復(fù)性維修數(shù)量的變化運(yùn)輸機(jī)預(yù)防性維修修復(fù)RCM原理之七設(shè)備使用前的初始預(yù)防性維修大綱制訂后，需要在使用期間收集使用數(shù)據(jù)資料，不斷修訂，逐步完善RCM原理之七的說明傳統(tǒng)觀念是重設(shè)計(jì)、制造，輕使用、維修。維修被視為“事后”工作，只有在設(shè)備研制出來后，甚至投入使用之后，才開始考慮維修的問題。初始預(yù)防性維修大綱總是在設(shè)備投入使用之后才制訂，而且一經(jīng)制訂，就不再修訂。按照以可靠性為中心的維修理論，初始預(yù)防性維修大綱是在設(shè)備投入使用之前的研制階段就著手制訂，以保證新設(shè)備及時投入使用，其內(nèi)容包括維修的產(chǎn)品(項(xiàng)目)、類型、維修的間隔期和級別。初始預(yù)防性維修大綱一般是不夠完善的，需要在使用過程中收集使用的數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行不斷修訂才能逐步達(dá)到完善傳統(tǒng)維修觀念初始預(yù)防性維修大綱是在設(shè)備投入使用之后才去制訂，一經(jīng)制訂，一般不再進(jìn)行修訂RCM原理初始預(yù)防性維修大綱是在設(shè)備投入使用之前的研制階段就著手制訂，一般是不夠完善的，需要在使用中不斷地修訂，才能逐步完善RCM原理之七RCM原理之七的說明傳統(tǒng)維修觀念初始預(yù)防性維修RCM原理之八預(yù)防性維修大綱只有通過使用維修部門和研制部門長期共同協(xié)作才能逐步完善RCM原理之八的說明傳統(tǒng)維修觀念認(rèn)為，設(shè)備的維修任務(wù)由使用維修部門來完成，因?yàn)樗麄冏钍煜ぞS修工作，因此可以制訂出一個完善的維修大綱。多年來，我國設(shè)備維修大綱基本上是由使用維修部門單獨(dú)制訂的。事實(shí)上，這種作法會帶來不良的后果。因?yàn)樵O(shè)備本身作為維修對象，對維修是具有決定意義的。維修只能在固有可靠性水平的基礎(chǔ)上才能施加影響，發(fā)揮作用，維修不可能把可靠性水平提高到其固有水平之上。如果研制時的固有可靠性水平“先天不足”，投入使用后將會后患無窮。這時的維修只能面對既成事實(shí)，被動地面對固有可靠性水平不足所造成的壽命短、故障多、維修頻繁、利用率低、費(fèi)用高等一系列問題傳統(tǒng)維修觀念一個完善的預(yù)防性維修大綱能單獨(dú)由使用維修部門或者研制部門制訂出來RCM原理一個完善的預(yù)防性維修大綱不能單獨(dú)由使用維修部門或者研制部門制訂出來，只有通過雙方長期地共同協(xié)作才能完成RCM原理之八RCM原理之八的說明傳統(tǒng)維修觀念一個完善的預(yù)防37謝謝!37謝謝!第三章

民用航空器維修理論第三章

民用航空器維修理論維修的基本概念磨損、疲勞、斷裂、變形、腐蝕、老化等造成設(shè)備性能下降甚至出現(xiàn)故障會使其不能正常運(yùn)行或使運(yùn)行成本增加甚至造成災(zāi)難性的后果維修減小設(shè)備性能下降速度減少或避免設(shè)備故障保證設(shè)備在正常壽命期內(nèi)的工作性能越是重要和復(fù)雜的設(shè)備越需要精心地維修維修的基本概念磨損、疲勞、斷裂、變形、腐蝕、老化等故障的概念包括的內(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(yùn)轉(zhuǎn)故障不僅僅是一個狀態(tài)的問題，而且直接與我們的認(rèn)識方法有關(guān)一個確實(shí)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)磨損性故障腐蝕性故障斷裂性故障老化性故障故障定義設(shè)備不能執(zhí)行規(guī)定功能的狀態(tài)分類故障的概念包括的內(nèi)容磨損性故障故障定義分類由于運(yùn)動部件磨損，在某一時刻超過極限值所引起的故障分類粘附磨損當(dāng)摩擦表面的輪廓峰在相互作用的各點(diǎn)處由于瞬時的溫升和壓力發(fā)生“冷焊”后，在相對運(yùn)動時，材料從一個表面遷移到另一個表面表面疲勞磨損兩接觸表面在交變接觸壓應(yīng)力的作用下,材料表面因疲勞而產(chǎn)生物質(zhì)損失腐蝕磨損零件表面在摩擦的過程中，表面金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)微振磨損兩接觸表面間沒有宏觀相對運(yùn)動，但在外界變動負(fù)荷影響下，有小振幅的相對振動，此時接觸表面間產(chǎn)生大量的微小氧化物磨損粉末磨損性故障由于運(yùn)動部件磨損，在某一時刻超過極限值所引起的故障磨損性故障腐蝕性故障化學(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)象腐蝕性故障化學(xué)腐蝕斷裂性故障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；如溫度過低，使材料的機(jī)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。脆性斷裂疲勞斷裂由于熱疲勞（如高溫疲勞等）、機(jī)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。疲勞斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂塑性斷裂斷裂性故障脆性斷裂脆性斷裂疲勞斷裂疲勞斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂塑性斷應(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。塑性斷裂：塑性斷裂是由過載斷裂和撞擊斷裂所引起。塑性斷裂金屬材料斷裂前產(chǎn)生一定量的宏觀塑性變形，并吸收一定數(shù)量的能量；斷裂后，在斷口上可以看到宏觀塑性變形的痕跡，這種斷口稱為塑性斷口，這種斷裂稱為塑性斷裂（也可稱為韌性斷裂）。塑性斷裂是由過載和撞擊所引起。應(yīng)力腐蝕斷裂塑性斷裂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。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。航空器的整體可靠性是由各個系統(tǒng)的綜合功能決定的，不是和每個零件的可靠性必然聯(lián)系在一起的有些零件的損壞，并不直接影響到飛行安全或者只是影響經(jīng)濟(jì)效益或是可由其他零件或其他系統(tǒng)的功能來補(bǔ)償對于這樣的零部件定期翻修是不必要的航空維修思想對每個系統(tǒng)或每個零部件都要從航空器的整體可靠性去分析，分出哪些是有嚴(yán)重影響的，哪些不是，從而區(qū)別對待。航空器的整體可靠性是由各個系統(tǒng)的綜合功能決定的，不是和每個零失效曲線失效曲線從飛機(jī)的整體可靠性來考查，真正影響飛行安全的零部件故障只占整個故障的一小部分而且這種連系和影響可以通過設(shè)計(jì)來減少或消除從而產(chǎn)生了余度設(shè)計(jì)、破損安全設(shè)計(jì)等方法據(jù)統(tǒng)計(jì)在采用了這些設(shè)計(jì)方法之后的飛機(jī)，影響安全的故障降低到20%以下維修只能保證設(shè)計(jì)所要求的固有性能如果維修達(dá)到了這一水平，而問題仍然出現(xiàn)，就必須從設(shè)計(jì)制造上來解決問題。針對不同的零件要采取不同的維修方式維修工作不夠，使可靠性降低維修工作過量同樣會使可靠性下降從飛機(jī)的整體可靠性來考查，真正影響飛行安全的零部件故障只占整民用航空器維修方式定時維修方式(HardTime-HT)針對有第一類故障曲線的零部件給予一定的使用期限，到時后予以更換、報(bào)廢這類部件稱為定壽件視情維修(OnCondition)針對有第二類故障曲線的零部件由于沒有一個明顯的故障增長時限，按照定期維修，不但不能充分發(fā)揮這個零部件的效能，同時也不能減少故障的發(fā)生通過對這些零部件使用情況的監(jiān)測和觀察，根據(jù)零件的具體情況來決定維修或更換狀態(tài)監(jiān)控(ConditionMonitoring)有些零件對航空器的飛行安全并不造成直接影響即使發(fā)生故障，飛機(jī)仍然能夠安全運(yùn)行不必在故障發(fā)生前下大力氣去預(yù)防，而待故障發(fā)生后及時加以排除即可民用航空器維修方式定時維修方式(HardTime-HT)P-F（Potentialfailure–functionalfailure）曲線功能失效令人不滿意的情況，在這種情況下設(shè)計(jì)功能不能充分實(shí)現(xiàn)簡單地說，就是它不能實(shí)現(xiàn)所要求的一項(xiàng)或多項(xiàng)功能潛在失效它被定義為可以被確認(rèn)的物理狀態(tài)，并能指示功能失效的緊急程度P-F（Potentialfailure–functi以可靠性為中心的維修理論RCM原理之一定時拆修對復(fù)雜設(shè)備的故障預(yù)防幾乎不起作用，但對簡單設(shè)備的故障預(yù)防有作用傳統(tǒng)維修觀念設(shè)備老，故障多。設(shè)備故障的發(fā)生、發(fā)展都與使用時間有直接的關(guān)系。定時拆修是對付故障的普遍適用的有力武器RCM原理設(shè)備老，故障不見得就多；設(shè)備新，故障不見得就少。只要做到機(jī)件隨壞隨修，則設(shè)備故障與使用時間一般沒有直接的關(guān)系。定時拆修不是對付故障的普遍適用的有力武器以可靠性為中心的維修理論RCM原理之一傳統(tǒng)維修觀念設(shè)備老，故2、RCM原理之一的說明圖6-1傳統(tǒng)維修觀念與RCM理論的故障率曲線2、RCM原理之一的說明圖6-1傳統(tǒng)維修觀念與RCM理論的故算例相關(guān)的基本概念可靠度產(chǎn)品在規(guī)定的時間

內(nèi)和規(guī)定的條件下，完成規(guī)定功能的概率稱為產(chǎn)品的可靠度，記為

失效率已工作到t時刻

的產(chǎn)品，在t時刻

后單位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率稱為該產(chǎn)品在時刻

的故障率公式平均壽命是一個表示產(chǎn)品平均能工作多長時間的量算例相關(guān)的基本概念例3.1波音737飛機(jī)的一臺JT8D-7航空發(fā)動機(jī)的故障不影響飛行安全，該發(fā)動機(jī)經(jīng)過58432小時的使用統(tǒng)計(jì)，得到如下表的數(shù)據(jù)。試分析，在100萬飛行小時的使用期間內(nèi)，所規(guī)定的拆修壽命對拆修臺數(shù)和損失剩余壽命的影響。序號規(guī)定拆修壽命(h)λ(t)(1/h)R(t)110003.681×10-40.692220004.163×10-4

0.420330004.871×10-4

0.1794不規(guī)定5.522×10-4

0.000JT8D-7航空發(fā)動機(jī)使用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)例3.1波音737飛機(jī)的一臺JT8D-7航空發(fā)動機(jī)的故障

解由使用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得圖6-2所示的R(t)曲線，規(guī)定拆修壽命為1000h的發(fā)動機(jī)平均使用壽命為解由使用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得圖6-2所示的R(t)曲線，規(guī)定拆修不規(guī)定拆修壽命的發(fā)動機(jī)平均使用壽命為損失的剩余壽命為1811-838=973(h)規(guī)定拆修壽命為1000h的發(fā)動機(jī)每百萬飛行小時的拆修總臺數(shù)為其中故障拆修臺數(shù)=3.681×10-4×106=368.1(臺)無故障臺數(shù)=1193.3-368.1=825.2(臺)不規(guī)定拆修壽命的發(fā)動機(jī)平均使用壽命為同理，可求得規(guī)定拆修壽命為2000h、3000h及不規(guī)定拆修壽命時的各有關(guān)數(shù)據(jù)，如表3.3所示。序號規(guī)定拆修壽命(h)

發(fā)動機(jī)平均使用壽命(h)損失剩余壽命(h)發(fā)動機(jī)每百萬使用小時拆修總臺數(shù)故障拆修臺數(shù)無故障拆修臺數(shù)110008389731193.3368.1825.2220001393418717.9416.3301.6330001685126593.5487.1106.44不確定18110552.2552.00同理，可求得規(guī)定拆修壽命為2000h、3000h及不規(guī)定拆修RCM原理之二提出潛在故障的概念，可使設(shè)備在不發(fā)生功能故障的前提下得到充分的利用，達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的使用目的傳統(tǒng)維修觀念無明確的潛在故障概念，少量視情維修也往往是根據(jù)故障頻率或故障危險(xiǎn)程度來確定的。如果定時維修和視情維修二者在技術(shù)上都可行時，采用定時維修RCM原理有明確的潛在故障概念，視情維修是根據(jù)潛在故障發(fā)展為功能故障的間隔時間來確定的。如果定時維修和視情維修二者在技術(shù)上都可行時，采用視情維修RCM原理之二傳統(tǒng)維修觀念無明確的潛在故障概念，少量視情維修RCM原理之二的說明采用視情維修的依據(jù)是多數(shù)機(jī)件的故障模式有一個發(fā)展的過程，不是瞬間突然出現(xiàn)的在機(jī)件尚未喪失其功能之前有跡象或征兆可尋，可根據(jù)某些物理狀態(tài)或工作參數(shù)的變化來判斷其功能故障即將發(fā)生例如輪胎磨損發(fā)生故障之前，先磨去胎面膠，露出胎身簾線層如果在臨近發(fā)生功能故障之前將其更換或修理，就可以防止功能故障的發(fā)生或避免功能故障的后果這種在臨近功能故障之前可以確定機(jī)件將不能完成預(yù)定功能的狀態(tài)，即是潛在故障潛在故障指示功能故障即將發(fā)生的可鑒別的狀態(tài)“潛在”的含意潛在故障是指功能故障臨近前的狀態(tài)，而不是功能故障前任何時刻的狀態(tài)機(jī)件的這種狀態(tài)經(jīng)觀察或檢測是可以鑒別的RCM原理之二的說明采用視情維修的依據(jù)“潛在”的含意為了盡早準(zhǔn)確地檢測出潛在故障，需要借助各種儀器設(shè)備，如鐵譜儀、滑油光譜儀、振動監(jiān)測儀、無損探傷儀、發(fā)動機(jī)狀態(tài)監(jiān)控設(shè)備等由于檢測和診斷手段的不同,同一故障模式在功能故障之前可能有幾個潛在故障點(diǎn)例如，考慮一個滾動軸承的磨損故障模式，其功能故障之前的幾個潛在故障點(diǎn)如下圖所示圖

同一故障模式在功能故障前的不同潛在故障點(diǎn)A.故障開始發(fā)生點(diǎn)；P1.振動分析潛在故障點(diǎn)；P2.油質(zhì)分析潛在故障點(diǎn)；P3.噪聲分析潛在故障點(diǎn)；P4.手摸發(fā)熱潛在故障點(diǎn)；F.功能故障點(diǎn)為了盡早準(zhǔn)確地檢測出潛在故障，需要借助各種儀器設(shè)備，如鐵譜儀RCM原理之三檢查并排除隱蔽功能故障是預(yù)防多重故障嚴(yán)重后果的必要措施傳統(tǒng)維修觀念無隱蔽功能故障概念，不了解隱蔽功能故障與多重故障的關(guān)系，并認(rèn)為多重故障的嚴(yán)重后果是無法預(yù)防的，只有聽天由命RCM原理有隱蔽功能故障概念，了解隱蔽功能故障與多重故障有著密切的關(guān)系，認(rèn)識到多重故障的嚴(yán)重后果是有辦法預(yù)防的，至少可以將多重故障概率降低到一個可以接受的水平，它取決于對隱蔽功能故障的檢測頻率和更改設(shè)計(jì)RCM原理之三傳統(tǒng)維修觀念無隱蔽功能故障概念，不了解隱蔽功能隱蔽功能故障是正常使用設(shè)備的人員不能發(fā)現(xiàn)的功能故障．可分為兩種情況正常情況下工作的設(shè)備，其功能故障(不工作或不能完成規(guī)定功能的故障)對于正常使用設(shè)備的人員是不明顯的正常情況下不工作的設(shè)備，使用時是否良好，對正常使用設(shè)備的人員是不明顯的RCM原理之三的說明動力裝置的火警探測系統(tǒng)屬于第一種情況隱蔽功能故障是正常使用設(shè)備的人員不能發(fā)現(xiàn)的功能故障．可分為兩在用泵A和備用泵B組成的供油系統(tǒng)示例由此說明這樣一個事實(shí)，一個隱蔽功能故障本身沒有直接的后果，但具有能增大多重故障風(fēng)險(xiǎn)的間接后果，即隱蔽功能故障的唯一后果是增大了多重故障的概率。當(dāng)泵B處于故障狀態(tài)時，泵A的故障就稱為多重故障。在用泵A和備用泵B由此說明這樣一個事實(shí)，一個隱蔽功能故障本身RCM原理之四有效的預(yù)防性維修工作能夠以最少的資源消耗來保持設(shè)備的固有可靠性水平，但不可能超過這個水平．要想超過這個水平，只有重新設(shè)計(jì)設(shè)備傳統(tǒng)維修觀念預(yù)防性維修能夠提高設(shè)備的固有可靠性水平，能夠使設(shè)備保持做所期望做到的事情RCM原理預(yù)防性維修不能夠提高設(shè)備的固有可靠性水平，最高只能保持或達(dá)到設(shè)備的固有可靠性水平RCM原理之四的說明傳統(tǒng)維修觀念認(rèn)為，預(yù)防性維修能夠提高設(shè)備的固有可靠性水平，能夠使設(shè)備保持做所期望做到的事情．但是，“所期望做到的”和“所能做到的”常常有矛盾．所謂可靠性是設(shè)備在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力．如果設(shè)備達(dá)到所期望的功能的能力超出了所能做到的固有能力，即設(shè)備的固有可靠性水平，那么，無論怎樣維修也達(dá)不到所期望功能的能力。維修充其量是使設(shè)備發(fā)揮其固有的能力，使其做所能做的事情。RCM原理之四傳統(tǒng)維修觀念預(yù)防性維修能夠提高設(shè)備的固有可靠性RCM原理之五預(yù)防性維修能降低故障發(fā)生的頻率，但不能改變故障的后果，只有通過設(shè)計(jì)才能改變故障的后果傳統(tǒng)維修觀念預(yù)防性維修能避免故障的發(fā)生，能改變故障的后果RCM原理預(yù)防性維修難以避免故障的發(fā)生，不能改變故障的后果，只有通過設(shè)計(jì)才能改變故障的后果RCM原理之五的說明傳統(tǒng)維修觀念過高地估計(jì)了預(yù)防性維修的作用，以為只要認(rèn)真地做好預(yù)防性維修工作，就可以“萬無一失”，就能夠避免故障的發(fā)生，改變故障的后果．事實(shí)上，故障是難以避免的，特別是早期故障和偶然故障，是不可能靠預(yù)防性維修工作來預(yù)防的．預(yù)防性維修僅僅能預(yù)防故障出現(xiàn)的次數(shù)，從而降低故障發(fā)生的頻率或概率，但是不能改變故障的后果。RCM原理之五傳統(tǒng)維修觀念預(yù)防性維修能避免故障的發(fā)生，能改變安全性和環(huán)境性后果如果故障引起人身傷亡或設(shè)備毀壞的事故，那么它就有安全性后果如果故障導(dǎo)致違反了國家環(huán)境保護(hù)的要求，那么它就有環(huán)境性后果故障后果可分為安全性后果和環(huán)境性后果隱蔽性后果使用性后果非使用性后果隱蔽性后果隱蔽性后果是指一個隱蔽功能故障和另一個或幾個功能故障的結(jié)合所產(chǎn)生的多重故障的影響它不是一個功能故障的直接影響，而是多重故障的影響．隱蔽功能故障本身對設(shè)備沒有直接的后果，只有能增大多重故障概率的間接后果，但多重故障一旦發(fā)生，往往具有安全性和環(huán)境性等嚴(yán)重后果安全性和環(huán)境性后果故障后果可分為隱蔽性后果使用性后果(經(jīng)濟(jì)性的)如果故障影響設(shè)備的使用能力或生產(chǎn)能力，那么它就具有使用性后果這種后果最終體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)性上非使用性后果(經(jīng)濟(jì)性的)如果故障不影響設(shè)備的安全、使用和環(huán)境保護(hù)要求，只涉及修復(fù)性維修(排除故障)費(fèi)用，那么它就具有非使用性后果這種后果也是體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)性上使用性后果(經(jīng)濟(jì)性的)非使用性后果(經(jīng)濟(jì)性的)RCM原理之六預(yù)防性維修工作是根據(jù)故障的后果和所做的維修工作既要技術(shù)可行又要有效果來確定的。否則，不做預(yù)防性維修工作，而是要考慮更改設(shè)計(jì)方案RCM原理之六的說明傳統(tǒng)維修觀念認(rèn)為，對可能出現(xiàn)的任何故障都要做預(yù)防性維修工作，維修工作做得越多，越能夠預(yù)防故障?？墒菍?shí)踐證明，無論怎樣加大預(yù)防性維修的工作量和維修的深度和廣度，故障仍舊發(fā)生，設(shè)備的總故障率不見下降反而上升，使“多做維修工作能夠防止故障”的觀念受到了挑戰(zhàn)。以可靠性為中心的維修理論首先是按故障的后果，然后按做維修工作既要技術(shù)可行又要有效果來確定預(yù)防性維修工作的傳統(tǒng)維修觀念對可能出現(xiàn)的任何故障都要做預(yù)防性維修工作RCM原理只有故障后果嚴(yán)重，而且所做的維修工作既要技術(shù)可行又要有效果時才