船舶動(dòng)力裝置技術(shù)管理

會(huì)計(jì)學(xué)1船舶動(dòng)力裝置技術(shù)管理動(dòng)力裝置的可靠性

第一節(jié)船舶動(dòng)力裝置的可靠性

第二節(jié)提高船舶動(dòng)力裝置的可靠性的措施

第三節(jié)船舶動(dòng)力裝置故障診斷的基本方法第1頁/共49頁動(dòng)力裝置的可靠性

第一節(jié)船舶動(dòng)力裝置的可靠性

第二節(jié)提高船舶動(dòng)力裝置的可靠性的措施

第三節(jié)船舶動(dòng)力裝置故障診斷的基本方法第2頁/共49頁Theessentialconceptionandthefaultcurve第3頁/共49頁基本概念故障率曲線可靠性維修性可靠度平均壽命故障率不可靠度第4頁/共49頁可靠性

“產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力”。屬于定性概念。

“產(chǎn)品”—可靠性研究的對(duì)象，如元件、器件和系統(tǒng)

“規(guī)定條件”—如外界條件、使用工況、使用方法和維護(hù)條件等；

“規(guī)定時(shí)間”—產(chǎn)品工作期限，如時(shí)間的累積值、距離、次數(shù)等

“規(guī)定功能”—規(guī)定條件下完成規(guī)定工作而不發(fā)生故障

對(duì)船舶動(dòng)力裝置而言，可以理解為

產(chǎn)品：整個(gè)動(dòng)力裝置規(guī)定條件：環(huán)境條件（如溫度、濕度、振動(dòng)、負(fù)荷、航行條件）；要求的操作、管理和維護(hù)條件規(guī)定時(shí)間：通常取兩次大修的間隔時(shí)間規(guī)定功能：達(dá)到運(yùn)行指標(biāo)如P、n、油耗、蒸發(fā)量、裝卸能力、防污能力第5頁/共49頁可靠度R(t)

產(chǎn)品在規(guī)定條件下，規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。屬于定量的概念。

同類產(chǎn)品可靠度的近似公式

R(t)=(N-n(t))/NN:產(chǎn)品的總數(shù)

n(t):規(guī)定時(shí)間t內(nèi)發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)例如，某產(chǎn)品規(guī)定時(shí)間10000h，可靠度為0.95,說明該產(chǎn)品約有95%的產(chǎn)品可以工作10000h。特點(diǎn)：規(guī)定時(shí)間越長(zhǎng)，可靠度越小第6頁/共49頁不可靠度F(t)（也稱為故障概率）

產(chǎn)品在規(guī)定條件下規(guī)定時(shí)間內(nèi)，喪失規(guī)定功能的概率

同類產(chǎn)品的不可靠度

F(t)=n(t)/N

特點(diǎn)：規(guī)定時(shí)間越短，不可靠度越小第7頁/共49頁故障率（用表示）

（t）=N·[R(t)–R(t+t)]/N·R(t)tt:時(shí)間區(qū)間

N·R(t)

：在t時(shí)刻仍可繼續(xù)工作的產(chǎn)品

N·R(t+t)：在（t+t）時(shí)刻仍可繼續(xù)工作的產(chǎn)品當(dāng)t→0時(shí)，則（t）=-[1/R(t)]?[dR(t)/dt]=-R’(t)/R(t)

兩邊同時(shí)積分得：(見教材）當(dāng)(t)==常數(shù)時(shí)，R(t)=e-·t

故障率分為平均故障率和瞬時(shí)故障率平均故障率=某一時(shí)間內(nèi)的總故障數(shù)/某一時(shí)間內(nèi)的總工作時(shí)間當(dāng)t→0時(shí)的故障率稱為瞬時(shí)故障率。第8頁/共49頁平均壽命產(chǎn)品工作到發(fā)生故障的時(shí)間平均值。

可維修產(chǎn)品：兩次故障的時(shí)間平均值。不可維修產(chǎn)品：從開始工作到發(fā)生故障的平均工作時(shí)間。第9頁/共49頁維修性

維修：為使產(chǎn)品維持在可使用狀態(tài)所作的一切工作維修度：產(chǎn)品按照要求進(jìn)行維修，能保持或恢復(fù)到完成規(guī)定功能的概率。就船舶而言，維修產(chǎn)品通常為成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耐用的產(chǎn)品。如，缸套、活塞、泵、噴油器。不維修產(chǎn)品通常為成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的零部件。如螺栓、螺帽、墊圈、填料等常用消耗品。稱作物料。維修度表征了產(chǎn)品修理的難易程度。維修度高的產(chǎn)品，可彌補(bǔ)可靠性不足的缺陷。第10頁/共49頁故障率曲線

(也稱浴盆曲線）

產(chǎn)品的故障率隨時(shí)間變化的規(guī)律。見圖1

早期故障期故障率較高的原因：設(shè)計(jì)不合理、制造缺陷、安裝不當(dāng)、磨合不當(dāng)

偶然故障期故障率較低，但很難預(yù)測(cè)，需著重研究。原因往往與工作環(huán)境、管理不當(dāng)有關(guān)

耗損故障期故障率較高的原因：產(chǎn)品的疲勞、磨損、老化

第11頁/共49頁圖1故障率曲線第12頁/共49頁

船舶的特殊性

1.船用產(chǎn)品在陸地難以充分模擬試驗(yàn)

2.產(chǎn)品數(shù)量少、更新快

3.零部件多，質(zhì)量、功能各異，所需知識(shí)面廣

4.設(shè)備使用環(huán)境苛刻、多變

5.故障的排除和修理很難得到陸上支持，船員能力有限

6.修理時(shí)間緊，條件差。特別是在風(fēng)浪天

7.數(shù)據(jù)收集整理欠缺，對(duì)故障的了解欠缺第13頁/共49頁航行的可靠性船舶故障的不同定義：

a.達(dá)不到正常航速，應(yīng)用于班輪

b.不能維持最低航速，應(yīng)用于大風(fēng)浪天

c.失去操縱性，應(yīng)用于靠離碼頭、窄水道船舶航行可靠性分析

1）操縱性：中速機(jī)高于低速機(jī)據(jù)目前的資料統(tǒng)計(jì)，低速機(jī)為0.988，中速機(jī)為0.9912）全損船的數(shù)量和噸位在增加，見表13）全損船中，散貨船占的比例大，見表24）全損船中，人為因素造成故障占的比例大，約80%5）全損船中，老齡船占的比例大，90%以上為15年以上的老齡船。第14頁/共49頁表11987~1991年世界全損船舶統(tǒng)計(jì)全損艘數(shù)全損總噸位占世界船舶總噸位的百分比198713911789730.319881477758560.2198915610780770.37199013912211250.3199118217084640.4！第15頁/共49頁表21987~1991年世界全損船舶按船型統(tǒng)計(jì)198719881989船型艘總噸％艘總噸％艘總噸％油船91316361113144371191331346429散貨船和混裝船24639834548133654171630633728其它船型106407503351264978316412745827643總計(jì)13911789731001477758561001561078077100！第16頁/共49頁表21987~1991年世界全損船舶按船型統(tǒng)計(jì)！19901991船型艘總噸％艘總噸％油船14224884182050166329散貨船和混裝船19704615582772007742其它船型1062916262413548672429總計(jì)13912211251001821708464100第17頁/共49頁船舶機(jī)械故障分析各種機(jī)械故障中，主機(jī)故障占的比例大，約占38%。表3各種機(jī)械發(fā)生故障的比例機(jī)械種類主機(jī)柴油發(fā)電機(jī)機(jī)艙輔機(jī)甲板輔機(jī)各管路閥電動(dòng)機(jī)其它說明人×小時(shí)（％）36.619.317.912.35.12.56.3

故障總次數(shù)為7521故障次數(shù)（％）3815.710.913.78.13.99.7第18頁/共49頁船舶機(jī)械故障分析主機(jī)故障中，材質(zhì)問題和污損問題占的比例大，分別為24.3%和24.7%。表4按主機(jī)故障原因分類的發(fā)生故障的比例（%）設(shè)計(jì)問題材料問題安裝問題操作問題自然磨損腐蝕污損振動(dòng)管理問題1.924.37.49.510.510.424.710.01.3第19頁/共49頁船舶機(jī)械故障分析柴油機(jī)部件故障中，低速機(jī)的十字頭軸承、氣缸蓋、增壓器和活塞；中速機(jī)的主軸承、增壓器、連桿大端軸承和活塞占的比例大。表5－1柴油機(jī)部件發(fā)生故障的比例勞氏船級(jí)社中國(guó)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸總公司低速中速主機(jī)柴油發(fā)電機(jī)氣缸蓋14.64.913.713.15氣缸套6.14.81.921.31活塞11.810.419.26.57氣缸體4.31.9氣閥2.68.53.842.63資料來源故障部位第20頁/共49頁船舶機(jī)械故障分析表5－2柴油機(jī)部件發(fā)生故障的比例勞氏船級(jí)社中國(guó)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸總公司低速中速主機(jī)柴油發(fā)電機(jī)十字頭軸承18.70.27.69連桿大端軸承8.111.111.84曲軸、主軸承3.813.411.5234.2燃油泵1.12.37.693.94泵傳動(dòng)裝置00.7傳動(dòng)齒輪2.35.77.696.57增壓器12.611.75.763.94凸輪軸1.84.41.92資料來源故障部位第21頁/共49頁船舶機(jī)械故障分析表5－3柴油機(jī)部件發(fā)生故障的比例勞氏船級(jí)社中國(guó)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸總公司低速中速主機(jī)柴油發(fā)電機(jī)機(jī)座0.27.4曲軸箱0.10.95.76機(jī)架2.10.91.31調(diào)速器0.22.13.94基座1.21.8掃氣通道1.00.2貫穿螺栓3.84操縱系統(tǒng)1.92連桿螺栓6.57其它7.46.77.554.03資料來源故障部位第22頁/共49頁部件及系統(tǒng)故障影響重要性分析柴油機(jī)動(dòng)力裝置的故障分布在所有部件和分系統(tǒng)之中，由于在分系統(tǒng)中處于不同的位置，因此對(duì)柴油機(jī)動(dòng)力裝置的整體影響也不相同。了解各部件故障的相互影響和對(duì)整體可靠性的影響，可以掌握各部件的重要程度,從而為提高整個(gè)動(dòng)力裝置的可靠性提供足夠依據(jù)。第23頁/共49頁動(dòng)力裝置的可靠性

第一節(jié)船舶動(dòng)力裝置的可靠性

第二節(jié)提高船舶動(dòng)力裝置的可靠性的措施

第三節(jié)船舶動(dòng)力裝置故障診斷的基本方法第24頁/共49頁Themeasuresofimprovingthereliability第25頁/共49頁影響動(dòng)力裝置可靠性的因素設(shè)計(jì)：可靠度的基本保證安裝：間隙、預(yù)緊力、找正.制造：材質(zhì)、加工精度、工藝.管理：按要求操作，保證工作環(huán)境，及時(shí)保養(yǎng)、維修第26頁/共49頁表6影響動(dòng)力裝置可靠性的因素設(shè)計(jì)制造管理推斷營(yíng)運(yùn)特點(diǎn)和工作條件原材料使用操作選用設(shè)備的質(zhì)量和數(shù)量加工機(jī)械文件管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、儲(chǔ)備度及可靠度分配制造工藝維修制度安全系數(shù)和部件的降級(jí)使用裝配工藝維修工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的選取試驗(yàn)方法備件管理配套和布局質(zhì)量檢查方法人員培訓(xùn)人機(jī)工程質(zhì)量管理道德觀念和思想狀況維修性作業(yè)人員管理使用環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)單化、自動(dòng)化包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏第27頁/共49頁合理選用系統(tǒng)的聯(lián)接方式－串聯(lián)系統(tǒng)

n個(gè)獨(dú)立部件組成一個(gè)系統(tǒng)，若其中一個(gè)部件發(fā)生故障，系統(tǒng)就發(fā)生故障。如，主機(jī)——軸系——槳

可靠度：R(t)=R1(t)?R2(t)???Rn(t)

特點(diǎn)：a.系統(tǒng)可靠度<部件可靠度

b.可靠度最差的部件對(duì)系統(tǒng)可靠度影響最大

c.部件越多，系統(tǒng)可靠度越小

d.工作時(shí)間越長(zhǎng)，系統(tǒng)可靠度越小

e.部件少，造價(jià)低，機(jī)艙飽和度小A1A2An第28頁/共49頁合理選用系統(tǒng)的聯(lián)接方式－并聯(lián)系統(tǒng)n個(gè)獨(dú)立部件組成一個(gè)系統(tǒng)，只有當(dāng)n各部件全部發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)才發(fā)生故障。例如，發(fā)電機(jī)組

不可靠度：F(t)=F1(t)?F2(t)???Fn(t)

可靠度：R(t)=1-F(t)

特點(diǎn)：

a.系統(tǒng)可靠度>部件可靠度

b.部件越多，系統(tǒng)可靠度越大

c.部件越多，成本越高，機(jī)艙飽和度越大

A1A2An第29頁/共49頁合理選用系統(tǒng)的聯(lián)接方式－并聯(lián)系統(tǒng)

固定式聯(lián)接熱態(tài)備用備用部件和基本部件預(yù)先都聯(lián)入系統(tǒng)，同時(shí)投入工作。如機(jī)動(dòng)航行，增開一臺(tái)發(fā)電機(jī)特點(diǎn)：部件運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，系統(tǒng)可靠性變差

固定式聯(lián)接冷態(tài)備用備用部件預(yù)先聯(lián)入系統(tǒng)，在基本部件發(fā)生故障后，投入工作。如，備用泵、雙聯(lián)濾器等特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)行時(shí)間短，系統(tǒng)可靠性好

流動(dòng)式備用基本部件發(fā)生故障后，才將備用部件聯(lián)入系統(tǒng)如船上備用活塞、氣缸、噴油器等備件應(yīng)用場(chǎng)合：系統(tǒng)有多個(gè)相同基本部件第30頁/共49頁合理選用系統(tǒng)的聯(lián)接方式－并聯(lián)系統(tǒng)

并聯(lián)系統(tǒng)的另一種形式是表決系統(tǒng)。在由n個(gè)部件組成的并聯(lián)系統(tǒng)中，若其中的r個(gè)部件正常工作，系統(tǒng)就正常工作，這樣的系統(tǒng)稱表決系統(tǒng)。

備用比(n-r）/r

特點(diǎn)：備用比越大，可靠性越高。12345第31頁/共49頁合理選用系統(tǒng)的聯(lián)接方式－混合聯(lián)接系統(tǒng)

系統(tǒng)中既有并聯(lián)也有串聯(lián)的系統(tǒng)。A1A4A3A2第32頁/共49頁提高維修性1.消除妨礙人體感官功能發(fā)揮的因素，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和判斷故障

2.系統(tǒng)布置要符合人體特征，如身高、腕力、視力

3.操作維修場(chǎng)所要設(shè)適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施如防護(hù)罩、護(hù)欄、隔熱

4.維修操作作業(yè)力求簡(jiǎn)單方便,縮短維修時(shí)間.5.在操作和維修環(huán)境嚴(yán)酷的情況下應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施、防錯(cuò)措施.6.要有良好的可達(dá)性對(duì)于維修性好壞的鑒別見表7第33頁/共49頁表7－1維修性檢查表（機(jī)械方面）機(jī)械方面1.在裝配、更換備件、維修時(shí)能否看清全部備件？身體能否接近這些零件？2.在正常狀態(tài)下，所有的測(cè)試點(diǎn)是否都有很好的接近性？3.在正常狀態(tài)下，是否能保證所有現(xiàn)場(chǎng)易于使用專用工具？4.采用的裝配方式是否考慮了易于拆裝？5.是否對(duì)維修、試驗(yàn)、儲(chǔ)存等有不符實(shí)際的實(shí)施要求？6.是否考慮了不使工作人員遭受突然事故的傷害？7.各組件能否獨(dú)立的裝置在希望的位置或容易維修的位置？第34頁/共49頁表7－2維修性檢查表（人機(jī)工程方面）人機(jī)工程方面1.指示器是否裝的使操作人員能看請(qǐng)客度、指針、數(shù)字等？是否能方便、正確的讀出數(shù)據(jù)？2.顯示器是否使讀數(shù)誤差最??？3.調(diào)節(jié)器一類的儀表所采用的把手、旋鈕等布置是否合適？是否有利于操作員轉(zhuǎn)身？4.控制臺(tái)是否設(shè)計(jì)的有寬敞的放腿位置？書寫時(shí)是否有合適的表面和高度？是否有良好的隔聲、隔振和照明？5.照明是否考慮了特定工作的要求？有無照明不足的儀表？6.是否把晃眼的因素控制的最?。?.在更換、修理組件和零件時(shí)，是否可以不拆下其它的任何零件？維修工作是否復(fù)雜？8.是否考慮了重量大的部件的搬運(yùn)問題？9.產(chǎn)品和說明書符號(hào)、代碼是否一致？第35頁/共49頁提高管理水平

據(jù)統(tǒng)計(jì)，人為因素造成的故障占80%。其中，

a:普通船員責(zé)任心不強(qiáng)占50%，表現(xiàn)為工作不仔細(xì)，檢查不及時(shí)，違章操作。

b:干部船員管理水平低占50%。表現(xiàn)為業(yè)務(wù)水平低，維修保養(yǎng)不良，指揮不當(dāng)，判斷錯(cuò)誤，操作錯(cuò)誤。第36頁/共49頁充分利用指導(dǎo)性文件a.制作操作規(guī)程

b.判斷設(shè)備技術(shù)狀態(tài)

c.指導(dǎo)維修第37頁/共49頁做好可靠性數(shù)據(jù)的收集、整理和分析1.改進(jìn)設(shè)備的設(shè)計(jì)

2.改進(jìn)維修保養(yǎng)的方法

3.修改標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

4.提高故障的判斷能力第38頁/共49頁動(dòng)力裝置的可靠性

第一節(jié)船舶動(dòng)力裝置的可靠性

第二節(jié)提高船舶動(dòng)力裝置的可靠性的措施

第三節(jié)船舶動(dòng)力裝置故障診斷的基本方法第39頁/共49頁Thecommonmeasuresoffaultdiagnosis第40頁/共49頁船舶常規(guī)的診斷方法“望、聞、問、切”的傳統(tǒng)診斷法一般熱工參數(shù)的檢測(cè)法第41頁/共49頁現(xiàn)代故障診斷技術(shù)方法性能參數(shù)法對(duì)整機(jī)的診斷中，一般都是采用柴油機(jī)工作過程參數(shù)和介質(zhì)參數(shù)來進(jìn)行間接診斷，即利用發(fā)動(dòng)機(jī)中介質(zhì)如空氣、燃?xì)狻?rùn)滑油、冷卻液等參數(shù)來間接判斷零件或組件的技術(shù)狀況。該方法利用了傳熱學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)等科學(xué)的基礎(chǔ)理論和發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程的知識(shí)，理論上可行，技術(shù)上比較成熟，是目前應(yīng)用最廣的方法。如果加上煙氣分析數(shù)據(jù)配合診斷，效果更好。第42頁/共49頁潤(rùn)滑油法理化性能分析油樣磨粒分析經(jīng)驗(yàn)法磁塞法濾紙法光譜分析法常規(guī)化驗(yàn)法鐵譜分析法第43頁/共49頁振動(dòng)噪聲法

1)利用缸蓋表面振動(dòng)進(jìn)行柴油機(jī)故障診斷的主要方法是頻譜分析方法。通過對(duì)柴油機(jī)工作過程振動(dòng)診斷的基礎(chǔ)研究，分析爆燃段缸蓋振動(dòng)信號(hào)的功率譜，給出了噴油提前角偏移、燃油霧化不良、進(jìn)氣壓力降低、活塞環(huán)和氣閥漏氣等故障的判別方法。2)利用缸體側(cè)面振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行缸套磨損狀況故障診斷。3)利用