论机械设备的故障诊断与维修措施

摘要：本文通过对机械设备故障发生的分析，了解故障的规律和定性，做出相应的预防措施和维修检测，确保设备正常运行，保证生产顺利完成。同时对如何减少故障的发生提出参考的建议与措施。

关键词：机械设备；设备故障；维修措施

Abstract: based on the analysis of the mechanical equipment failure, understanding of the laws and fault qualitative, make corresponding prevention measures and repair test, to ensure the normal operation of equipment to ensure the production successfully completed. At the same time puts forward how to reduce of failure of the reference and measures.

Keywords: machinery and equipment; Equipment failure; Maintenance measures

随着我国社会经济的发展，生产过程也逐步走向现代化过程。这也意味着现代化生产使用的机械设备在可靠性、技术上、设备维修与更新的经济性面临着更大的挑战，一旦机械设备发生故障，造成的经济损失是无法挽回与估量的。现代化机械设备结构复杂，具有大型化、高速化、精密化、连续性、系统化和自动化的特点，其自身的特点给设备管理与维修工作带来新的问题。长期以来，对机械设备的维修主要以预防性定期维修和转至损坏再维修两种方式为主，但这两种方式已不能满足现代化机械设备给管理与企业“精益化生产方式”的要求。由此，智能诊断技术作为新型的维修体系正好弥补了传统机械设备维修体系欠维修与过期维修的缺点，研究机械设备故障的特性与规律，并提前做好预防措施对生产过程至关重要。

1机械设备故障

所谓机械设备故障即系机械设备的各项技术指标偏离了它的正常状态，引起部分功能或全部功能瘫痪的现象。机械设备耐用性与使用时间呈相关关系，机械使用时间越长，其技术状况恶化的可能性越高，同时，故障发生的可能性也越大。

机械设备故障的发生具有随机性，在生产过程中，很难把握故障发生的确切时间。因此，研究机械设备故障发生的规律和特性具有重要意义，通过对机械运行趋势的预测，制定对应的维修措施，保证生产顺利进行，建立科学的检修、维修体系。

如图1的曲线所示，机械设备的耐用性与使用时间相关，机械设备的性能随使用时间的增长而呈下降趋势。潜在故障发生具有预兆性，功能性故障发生时则表示该设备丧失了正常状态下的性能标准。

图1

在图1中，P点表示机械设备已经出现可识别的潜在故障；F点表示潜在故障随着机械设备的继续使用已经恶化为功能故障，丧失了其规定的标准性能。由潜在故障转化为功能故障，时间具有随机性，可以是几秒，也可以是几年。P点与F点的间隔长，表明潜在故障转化为功能故障的时间长，因此，有更多的时间来预防功能故障的发生，在此期间，应该花更多的时间与精力对机械设备进行检修，提前做好预防措施，避免功能故障发生，影响生产。

浴盆曲线通常用来表述设备故障率与时间的相关关系，一般有3个阶段，如图2所示。

ⓐ—规定故障率；ⓑ—故障率；ⓒ—早期故障率；ⓓ—耗损故障期；

ⓔ—偶发故障率ⓕ有效寿命；ⓖ—时间；ⓗ—经维修故障率下降

图2浴盆曲线

1．1早期故障期

早期故障对于机械产品又称磨合期，与机械的设计和制造的缺陷及使用的环境不当有关。早期故障发生的规律是：开始故障率很高，随着机械的使用故障率下降。

1．2偶发故障期

偶发故障期又称有效寿命期。此阶段发生规律是：稳定性与随机性，稳定性即故障率趋于一个定值，且故障率是最低的。故偶发故障期也是机械设备使用的最佳状态。偶尔故障的发生原因与设计和使用不当及维修不力有关。因此，可以通过提高设计质量，加强使用管理，增加检修诊断与维护工作来降低故障率。

1．3耗损故障期

随着时间的推移，设备使用的时间越久，设备零部件的磨损老化及腐蚀程度越大，设备开始进入损耗故障期，故障率开始上升。在损耗故障期刚发生时对机械设备加强维修工作，可以减少经济损失，降低故障率。

2.故障率规律曲线图

机械设备从开始使用到设备报废可以分为三个阶段，贴切的把设备从磨合、调试、正常工作到大修或报废的故障率变化规律。设备投入使用后，通过加强日常管理与维护保养来延长偶尔故障期（有效寿命期），

科学技术的进步，使越来越多精密、大型、数控等结构复杂的数控和加工中心现代化设备得到广泛应用。现代化设备与传统的浴盆曲线并不完全一致。越来越多的专家学者开始对现代化设备故障的规律进行分析与研究。

除了典型的浴盆曲线外，美国民航经过数十年的研究还发现另外5种故障率曲线，如图3所示。曲线A显示了恒定的或者略增的故障率，接着就是磨损期。曲线B显示了缓慢增长的故障率，但没有明显的磨损期。曲线C显示了新设备从刚出厂的低故障率，急剧地增长到一个恒定的故障率。曲线D显示了设备整个寿命周期内的一个恒定的故障率。曲线E显示，开始有高的初期故障率，然后急剧地降低到一个恒定的或者是增长极为缓慢的故障率。

图3五种故障率曲线图

设备的复杂程度决定故障曲线。故障曲线越是趋向曲线D和曲线E，表明该设备越复杂。根据研究分析，遵循曲线E的设备不少于68% ，遵循曲线D的设备有14%，遵循曲线C的设备有7%，遵循曲线B的设备有5%，遵循曲线A的设备有2%，遵循典型浴盆曲线的设备有4%。

通过研究分析，传统的修理周期体系已经不适用于现代化机械设备，传统的定期大修往往把初期的高故障率引入到设备低故障期，增加总故障率。对结构复杂的现代化机械设备应该采用状态修理体系，在潜在故障与功能性故障这个间隔期间内对设备做好状态监测，实施状态修理，降低维修的工作量和费用。

3降低机械故障的措施

趋势预测是降低设备故障率的重要手段，帮助工作人员提前发现故障发生的前兆，查明故障原因，预测故障影响，并做出相应的预防措施或维修方案。趋势预测有助于延长设备的使用寿命，减少维修时间，提高微维修效果，增强设备的有效维护与管理。

3．1加强设备的保养工作，防止误保，杜绝漏保

设备的保养是必备工作。设备管理人员应该熟练掌握说明书规定的保养方法，加强与机架人员的交流，对保养工作进行突检和抽查。机架人员应增强责任意识，建立完善的奖罚机制，提高工作热情，调动工作积极性，做好保养工作，节约成本，确保设备正常运行，保证生产顺利完成。

3．2提高操作人员的技术水平，加强设备的日常检查工作

对操作人员的技术水平严格把关，要求每一个操作人员熟练掌握机械设备的性能和原理。做好书面设备检查记录。除了把设备日常使用情况和工作量记录好，还要做好设备的维修记录，保养记录，零部件更换记录。在设备发生故障时，通过工作记录便于分析故障原因。

3．3提高机械维修质量和维修队伍素质

专业的维修队伍是减少设备故障率和保证生产顺利完成的重要条件。增强机械维修人员的责任意识，定期举行技术培训和考核。专业的维修队伍能有效的提高维修质量，减少因维修质量不过关进行二次维修造成维修材料、工时浪费、增加维修费用的现象。

充分利用大型机械设备的售后服务和技术支持；选择专业技术水平高，有良好信誉的维修单位对公司外和施工现场机械进行维修工作；维修规范化和引进维修工艺是小型机械内部维修的选择，减少浪费与生产延时。

3．4维修方式及选择

合理的维修方式有效的保证设备的正常运转，提高设备使用质量。因此，优化维修决策，根据工程机械设备的特点（单体性和独立生产性）选择维修方式，同时，还应考虑维修的安全性和经济性，降低维修成本并使设备的使用效益最大化。

4结语

机械设备现代化的同时给设备保养、管理及维修带来新的问题与挑战。了解设备故障的规律与定性，提前做好预防、维修措施，分析故障影响，找出故障原因，对降低维修成本，缩短维修时间，提高维修质量，保证生产顺利完成意义重大。

参考文献

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[2]张来斌，等．机械设备故障诊断技术及方法．石油工业出版社．2000—7．

[3]王致杰，等．现代大型设备故障智能诊断技术的现状与展望．煤矿机械．2003．

[4]龙俊光，浅谈工程机械设备维修以及维护．大科技2011—11

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。