設備的技術狀態(tài)管理

第6章設備的技術狀態(tài)管理6.1設備的技術狀態(tài)管理概述

6.2設備的可靠性

6.3故障分析與故障管理

6.4設備的點檢第一頁，共四十頁。設備技術狀態(tài)管理是指通過檢查監(jiān)測等手段收集、分析和處理設備技術狀態(tài)變化的信息，及早發(fā)現(xiàn)或預測設備的功能失效和故障，適時地采取維修或更換對策，以保證設備處于良好的技術狀態(tài)。第一種是完好的技術狀態(tài)，即設備性能處于正?？捎玫臓顟B(tài)；第二種是故障狀態(tài)，即設備的主要性能已喪失的狀態(tài)；第三種是處于上述兩者之間的狀態(tài)，即設備已出現(xiàn)異常、缺陷，但尚未發(fā)生故障，這種狀態(tài)有時稱為故障前狀態(tài)。第二頁，共四十頁。6.1設備的技術狀態(tài)管理概述6.1.1設備技術狀態(tài)完好的標準

1.設備完好

設備完好是指設備處于完好的技術狀態(tài)，設備完好標準總的有三條要求：

1)設備性能良好。

2)設備運轉正常，零部件齊全，安全防護裝置良好，磨損、腐蝕程度不超過規(guī)定的標準，控制系統(tǒng)、計量儀器儀表和潤滑系統(tǒng)工作正常。

3)原材料、燃料、潤滑油、動能等消耗正常，基本無漏油、漏氣(汽)、漏電現(xiàn)象，外表清潔整齊。

第三頁，共四十頁。6.1設備的技術狀態(tài)管理概述

2.設備完好率企業(yè)生產(chǎn)設備的技術狀態(tài)完好程度以“設備完好率”指標進行考核，企業(yè)應經(jīng)常進行設備完好率的專項檢查。設備完好率φ的計算公式如下：設備完好率=主要設備完好臺數(shù)/主要設備臺數(shù)×100%。第四頁，共四十頁。6.1設備的技術狀態(tài)管理概述

6.1.2技術狀態(tài)管理

設備的技術狀態(tài)反映了設備在生產(chǎn)活動中的存在價值和對生產(chǎn)的保證程度，是設備的精度和性能的集合。在設備的使用階段，由于工作負荷、工作條件和環(huán)境的作用，其原始技術狀態(tài)會發(fā)生變化，工作能力不斷耗損。也就是說，隨著時間的推移，設備的技術狀態(tài)總是要變壞的，通常我們稱之為設備的劣化。為制止劣化的發(fā)展，人們的行動形成了一個對抗過程（反劣化過程），即維護、修理、改造的過程。第五頁，共四十頁。6.1設備的技術狀態(tài)管理概述(1)立標建立各種狀態(tài)管理的原始依據(jù)，主要包括性能指標、檢查標準、管理標準和評價標準。

(2)保持按照設備的性能指標，開展積極的維護保養(yǎng)工作，以保持其原有性能，延緩劣化過程。

(3)監(jiān)控采取各種手段，及時獲得設備技術狀態(tài)變化的信息，并通過與原始指標對比分析，掌握和研究設備的異常和故障。

(4)評價對獲得的技術狀態(tài)信息進行分析處理，針對不同的要求，對其異常狀態(tài)進行定性或定量的評價，為維護或改進其技術狀態(tài)的各種對策措施提供依據(jù)。

(5)對策為改善設備的異常狀態(tài)和補償磨損而采取相應措施。

第六頁，共四十頁。6.1設備的技術狀態(tài)管理概述6.1.3技術狀態(tài)的監(jiān)測狀態(tài)監(jiān)測是指對運轉中的設備整體或局部的技術狀態(tài)進行的定期檢測。狀態(tài)檢測的目的是及時掌握設備的實際技術狀態(tài)，以便對設備技術狀態(tài)的劣化采取恢復措施。

1.狀態(tài)監(jiān)測的分類

狀態(tài)監(jiān)測從做法上分兩類，即主官監(jiān)測和客觀監(jiān)測。主觀狀態(tài)監(jiān)測由操作者、維修人員憑感官和經(jīng)驗對設備技術狀態(tài)進行檢驗和判斷，其可靠性取決于人的技能和經(jīng)驗?？陀^狀態(tài)監(jiān)測則是利用各種工具、監(jiān)測儀器和監(jiān)測系統(tǒng)對設備進行檢測，以獲得技術狀態(tài)的有關參數(shù)、圖像等準確信息，其可靠性取決于儀器的可靠性、儀器的操作和數(shù)據(jù)處理正確與否。

2.狀態(tài)檢測的應用第七頁，共四十頁。6.1設備的技術狀態(tài)管理概述(1)振動的監(jiān)測造成設備的振動和噪聲的因素較多，主要是零件加工或裝配中的偏心、彎曲和材質的不平衡，以及支承軸承的磨損、損壞或齒輪磨損、疲勞剝離、齒面點蝕等，因此，根據(jù)測定的振動幅值或振動速度，就能識別和判斷設備的運行狀態(tài)。

(2)裂紋的監(jiān)測目前已廣泛采用的滲透探傷、磁粉探傷、電磁感應探傷、X射線探傷和超聲波探傷等無損檢測技術，是利用物理的方法對零件材料的隱蔽缺陷和損傷進行探傷，同時，又不損傷零件機體。

(3)潤滑油的檢測又稱潤滑油樣分析法。

(4)溫度的監(jiān)測溫度異常往往是故障的前兆。

(5)泄漏的監(jiān)測管道損壞和泄漏不僅損耗能源，還會造成嚴重污染。第八頁，共四十頁。第九頁，共四十頁。6.1設備的技術狀態(tài)管理概述(6)頻閃觀測儀頻閃觀測儀能在可調時間間隔內產(chǎn)生極短促的閃光，將閃光照射到轉動著的機件上。

(7)監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)是多種監(jiān)測手段的綜合系統(tǒng)，能較全面地對設備實施監(jiān)測。第十頁，共四十頁。6.2設備的可靠性6.2.1可靠性基本概念

可靠性的簡單定義是：系統(tǒng)、設備或元件在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內，正常地完成預定功能的能力。此定義包含了四個要素：對象、規(guī)定條件、預定的時間和良好的性能。

6.2.2可靠性的數(shù)量指標

1.可靠度、不可靠度、故障密度函數(shù)及故障率

1)可靠度是系統(tǒng)、設備、部件或零件在規(guī)定條件下和規(guī)定的時間內，能正常工作的概率，用R(t)表示。

2)不可靠度又稱失效概率，是系統(tǒng)或零件在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內，不能完成預定工作的概率，用F(t)表示。

3)將F(t)對時間微分得第十一頁，共四十頁?？煽慷燃翱煽慷群瘮?shù)可靠度及可靠度函數(shù)

產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的概率稱為可靠度。依定義可知，可靠度函數(shù)R(t)為：

2023/5/1512式中

N0—t=0時，在規(guī)定條件下進行工作的產(chǎn)品數(shù)；

r(t)—在0到t時刻的工作時間內，產(chǎn)品的累計故障數(shù)。第十二頁，共四十頁。累積故障分布函數(shù)

累積故障概率

產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內，喪失規(guī)定功能的概率稱為累積故障概率（又叫不可靠度）。

依定義可知，產(chǎn)品的累積故障概率是時間的函數(shù)，即

2023/5/1513顯然，以下關系成立：第十三頁，共四十頁。2023/5/1514

故障概率密度是累積故障概率對時間的導數(shù)，記作f(t)。它表示產(chǎn)品壽命落在包含的單位時間內的概率，即產(chǎn)品在單位時間內失效的概率。可表示為：2．故障概率密度失效密度函數(shù)f(t)Ot,/h第十四頁，共四十頁。6.2設備的可靠性4)故障率為工作到某一時間的系統(tǒng)、設備、零部件等，尚未發(fā)生故障的可靠度R(t)，在下一個單位時間內可能發(fā)生故障的條件概率，即圖6-1設備的典型故障曲線第十五頁，共四十頁。6.2設備的可靠性2.有效度A可修復系統(tǒng)

設備或零部件兩次相鄰故障間的工作時間的平均值稱為平均故障間隔期，記為MTRF。設備發(fā)生故障后，進行維修所需要的平均時間，稱為平均修復時間，記為MTTR。則有效度，或稱有效利用率A為圖6-2設備費、維修費與可靠度第十六頁，共四十頁。6.2設備的可靠性6.2.3可靠性模型

當設備或系統(tǒng)是由多個零部件或子系統(tǒng)組成時，根據(jù)零部件或子系統(tǒng)的連接方式不同，設備或系統(tǒng)的可靠性模型有以下幾種。

(1)串聯(lián)模型設備或系統(tǒng)中零部件的失效互相獨立，如果某一零部件發(fā)生故障，就會引起整個系統(tǒng)失效。

圖6-3串聯(lián)模型

、—元件1、2的可靠度第十七頁，共四十頁。6.2設備的可靠性圖6-4并聯(lián)模型

、—元件1、2的可靠度(2)并聯(lián)模型若設備或系統(tǒng)由若干零部件或子系統(tǒng)構成，只要有一個零部件或子系統(tǒng)在發(fā)揮其功能，設備或整個系統(tǒng)就能維持其功能，或者說即使某一個零部件或子系統(tǒng)發(fā)生故障，設備或整個系統(tǒng)仍能維持正常功能而不失效，這種結構形式稱為并聯(lián)模型，如圖6-4所示。第十八頁，共四十頁。6.2設備的可靠性(3)串并聯(lián)模型把串聯(lián)模型與并聯(lián)模型結合起來布置(連接)形成串聯(lián)、并聯(lián)模型，稱為串并聯(lián)模型，如圖6-5所示。

圖6-5串并聯(lián)模型

、、—元件1、2、3的可靠度第十九頁，共四十頁。6.2設備的可靠性圖6-6備用冗余模型(4)備用冗余模型在設備或系統(tǒng)構成中，把同功能部件或子系統(tǒng)重復配置以備用，當其中一個部件發(fā)生故障時，用備用的替代以繼續(xù)維持功能，這就是備用冗余。第二十頁，共四十頁。6.3故障分析與故障管理6.3.1故障的分類

故障可以從各種角度、不同觀點進行分類。

(1)按故障的性質分類可分為間斷性故障；永久性故障。

(2)按故障與時間的關系和有無發(fā)展過程分類可分為突發(fā)性故障；漸發(fā)性故障。

(3)按故障程度分類可分為破壞性故障；漸衰失效性故障。

(4)按故障原因分類可分為磨損性故障；錯用性故障；固有薄弱性故障。

(5)按故障危險性分類可分為危險性故障；安全性故障。

(6)按故障的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律分類可分為隨機故障；有規(guī)則故障。

6.3.2故障分析第二十一頁，共四十頁。6.3故障分析與故障管理故障分析是故障管理的重要內容，其目的是為了探索故障發(fā)生的原因與機理，判斷故障發(fā)生的概率與后果，預防與消除故障，以提高設備的可靠性與安全性。

1.故障分析的基本程序和方法第二十二頁，共四十頁。6.3故障分析與故障管理故障分析的基本程序和方法如圖6?7所示。在故障分析的初期，要對故障實物（現(xiàn)場）和故障發(fā)生時的情況，進行詳細的調查和鑒定，還要盡可能詳細地從使用者和制造廠收集有關故障的歷史資料，通過對故障的外觀檢查鑒定，找出故障的特征，查出各種可能引起故障的影響因素。在判斷階段，要根據(jù)初步的研究結果，提出需要進一步開展的研究工作，以縮小故障產(chǎn)生的可能原因和范圍。在研究階段，要用不同的方法仔細地研究故障實物，測定材料參數(shù)，重新估算故障的負載。研究階段應找出故障的類型及產(chǎn)生的原因，提出預防的措施。故障分析常用的研究方法如圖6?8所示。第二十三頁，共四十頁。*逐層深入根源根源性分析第二十四頁，共四十頁。*

為什么機器停止了運轉？

機器超負荷或保險斷了

為什么會超負荷？

軸承潤滑不夠

為什么軸承潤滑不夠

潤滑油機工作不充分

為什么它工作不充分？

潤滑油機的軸磨壞了在咔噠咔噠響

為什么軸磨壞了

沒有過濾器，碎金屬進來了12345

如果不問五次為什么，保險或軸承可能被換。

如果不裝上過濾器問題將再次出現(xiàn)。5WHY實例第二十五頁，共四十頁。逆推分析法*第二十六頁，共四十頁。*第二十七頁，共四十頁。因果圖分析法*第二十八頁，共四十頁。6.3故障分析與故障管理圖6-7故障分析的基本程序和方法第二十九頁，共四十頁。6.3故障分析與故障管理圖6-8故障分析常用的研究方法2.故障產(chǎn)生的原因第三十頁，共四十頁。6.3故障分析與故障管理從宏觀上看，無論是設備或其零部件，影響其失效的基本因素都可歸納為設計、制造過程因素（原始因素）和運轉、維修過程因素（使用因素）兩大方面。

(1)設計因素應力過高；應力集中；材料、配合、潤滑方式選用不當；對使用條件、環(huán)境影響考慮不周等。

(2)裝配調試因素表現(xiàn)為嚙合傳動件如齒輪、蝸桿、螺旋等嚙合間隙不合適；連接零件的必要防松措施不可靠；鉚、焊結構的必要探傷檢驗不良；潤滑與密封裝置不良等。

(3)制造(工藝)因素如毛坯加工缺陷(鑄、鍛、焊、熱處理、壓力加工等缺陷)；切削加工缺陷等。

(4)材料因素設計選材不當；毛坯加工工藝過程中產(chǎn)生的材料缺陷等。第三十一頁，共四十頁。6.3故障分析與故障管理(5)運轉和維修的因素包括運轉工況參數(shù)的異常和維修制度的不完善。

6.3.3故障管理

設備故障管理是設備狀態(tài)管理的重要組成部分，是維修管理的基礎。開展故障管理的目的在于早期發(fā)現(xiàn)故障征兆，及時進行預防維修。

1)做好宣傳教育工作，調動全員參加故障管理工作。

2)從基礎工作抓起，緊密結合生產(chǎn)要求和設備現(xiàn)狀，確定設備故障管理的重點。

3)做好設備的故障記錄，填好原始憑證，以保證信息及時、準確。

4)進行故障的統(tǒng)計、整理和分析。第三十二頁，共四十頁。6.3故障分析與故障管理5)采用監(jiān)測儀器和診斷技術，對重點設備的重點部位進行有計劃的監(jiān)督，以發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生前的征兆和信息。

6)針對故障發(fā)生的原因、類型，不同設備的特點采取不同的對策，建立適合本廠的設備維修管理制度。

7)建立故障查找邏輯程序。第三十三頁，共四十頁。6.4設備的點檢6.4.1設備點檢的分類

按照點檢的周期和業(yè)務范圍，點檢分為日常點檢、定期點檢和專項點檢。

(1)日常點檢設備日常點檢是由設備操作工人和維修工人每日執(zhí)行的例行維護作業(yè)。第三十四頁，共四十頁。6.4設備的點檢表6-2臥式車床日點檢表第三十五頁，共四十頁。6.4設備的點檢表6-3橋式起重機周點檢作業(yè)卡第三十六頁，共四十頁。6.4設備的點檢表6-3橋式起重機周點檢作業(yè)卡(2)定期點檢定期點檢由維修人員(或專職點檢員)憑感官和專用檢測工具，定期對設備的技術狀態(tài)進行全面檢查和測定。第三十七頁，共四十頁。6.4設備的點檢(3)專項點檢一般由專職維修人員(含工程技術人員)針對某些特定的項目，如設備的精度、某項或某些功能參數(shù)等進行定期或不定期檢查測定，目的是為了了解設備的技術性能、專業(yè)性能，通常要使用專用工具和專業(yè)儀器設備。

6.4.2點檢的主要工作

雖然設備點檢的內容因設備種類