機電設(shè)備維護與管理PPT課件版 第二章

機電設(shè)備維護與管理主編：黃偉國防工業(yè)出版社目錄上篇機電設(shè)備維修第一章設(shè)備維修管理概述第二章設(shè)備的可靠性與維修性第三章設(shè)備故障與維修方式第四章設(shè)備維修計劃編制與實施第五章設(shè)備維修的拆卸與裝配第六章典型修復(fù)技術(shù)第七章電氣設(shè)備維修第八章數(shù)控機床類設(shè)備維護與維修第九章常用高低壓成套電氣設(shè)備的維護第十章特種設(shè)備的維護維修下篇機電設(shè)備管理第十一章機電設(shè)備管理概述第十二章設(shè)備管理的基礎(chǔ)工作第十三章設(shè)備的資產(chǎn)管理第十四章設(shè)備使用期的日常管理

第十五章設(shè)備檢修管理第二章設(shè)備的可靠性與維修性上篇機電設(shè)備維修第一節(jié)設(shè)備的可靠性一、可靠性的含義所謂可靠性，就是系統(tǒng)、設(shè)備或零部件在規(guī)定條件下和在規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力?？煽啃缘脑u定應(yīng)當(dāng)包含幾個方面：1、設(shè)備的可靠性與規(guī)定的條件分不開2、設(shè)備的可靠性與規(guī)定的時間有關(guān)3、設(shè)備的可靠性與規(guī)定功能有關(guān)

二、可靠性的特征量可靠性定義抽象，只是一種定性概念，沒有量化研究。能夠?qū)υO(shè)備可靠性的相應(yīng)能力作出數(shù)量表示的量，稱為可靠性的特征量，主要特征量有可靠度、失效率、故障率、平均無故障時間和有效度等。1、可靠度與不可靠度可靠度R包括固有可靠度、制造可靠度、安裝可靠度、使用可靠度和維修可靠度。（1）固有可靠度（2）制造可靠度（3）安裝可靠度（4）使用操作可靠度（5）維修可靠度

2、平均壽命①平均無故障工作時間MTBF②對于不可修復(fù)系統(tǒng)、設(shè)備，可用失效前平均時間MTTF作為可靠性的量化指標(biāo)。3、失效率指工作到某時刻尚未失效的系統(tǒng)在該時刻以后時間內(nèi)發(fā)生失效的概率，是時間的函數(shù)。失效率描述了系統(tǒng)在某時刻發(fā)生失效（故障）的可能性大小，是設(shè)備工程的重要指標(biāo)。對可修復(fù)的系統(tǒng)通常失效率稱為故障率。上述各種可靠性特征量的示例，如表2-1所示。

4、可靠性模型

表2-1各種可靠性特征量描述

修復(fù)可能性維修種類設(shè)備例可靠性特征量可修復(fù)預(yù)防維修在線計算機、飛機、汽車、生產(chǎn)設(shè)備、機床等平均無故障時間、有效壽命、有效度事后維修家用電器、機械裝置等平均無故障時間、有效壽命不可修復(fù)使用到耗損期為止電子元件、機器零件、一般消費品失效率、失效前平均時間使用到一定時間報廢實行預(yù)防維修的元器件等失效率、更換時間三、故障分布函數(shù)設(shè)備可靠性各種特征量與該設(shè)備的故障分布有關(guān)，如果已知設(shè)備的故障分布函數(shù)，就可以通過數(shù)學(xué)方法求出設(shè)備的可靠度、故障率等各個量化指標(biāo)，即使不知道故障分布函數(shù)，也可以通過分布的估算得到可靠性的估計數(shù)值。前已敘述，可靠度是設(shè)備使用到某個時間無故障的概率，因此可靠度可以用時間t為隨機變量的布函數(shù)R（t）來表示，可表達為變量的分布函數(shù)F（t）表示，即

式中F(t)—故障分布函數(shù)f(t)—故障密度函數(shù)R(t)—可靠度函數(shù)從上式可知，F(xiàn)(t)與R(t)之間的關(guān)系恰好是對立的，F(xiàn)(t)稱為不可靠度函數(shù)，R(t)是無故障分布函數(shù)。F(t)、R(t)與f(t)的相互關(guān)系見圖2-1。

1、典型的故障分布函數(shù)（1）指數(shù)分布指數(shù)分布是設(shè)備可靠性中最廣泛的一種分布，是連續(xù)分布函數(shù)。應(yīng)用一個簡單的指數(shù)分布函數(shù)，即可以推導(dǎo)出設(shè)備的可靠性函數(shù)，函數(shù)為

圖2-1F(t)、R(t)與f(t)的相互關(guān)系圖R(t)=

式中λ為故障率。

λ也就是指數(shù)分布的分布參數(shù)。

指數(shù)分布的故障分布函數(shù)f(t)、故障率函數(shù)Z（t）和平均壽命θ分布服從下列各公式：

F(t)=

λ(t)=λ(常數(shù))

MTBF=

值得注意的是，當(dāng)故障的發(fā)生遵從指數(shù)分布時，故障率λ（t）對于時間t來說是一個常數(shù)。這種情況下的平均壽命就是其分布函數(shù)的倒數(shù)，且與MTBF相等。

（2）正態(tài)分布函數(shù)正態(tài)分布是數(shù)理統(tǒng)計中的典型分布，是雙參數(shù)連續(xù)分布。下面是正態(tài)分布函數(shù)表示的故障分布密度的可靠性函數(shù)。

曲線如圖2-2所示。

(a)正態(tài)分布曲線(b)正態(tài)分布型可靠性函數(shù)圖2-2正態(tài)分布曲線和正態(tài)分布型可靠性函數(shù)4、設(shè)備的典型故障曲線任何一臺設(shè)備的磨損失效是隨使用時間t而變化的，如圖2-3，定性的表示出設(shè)備與與時間對應(yīng)的故障曲線，“設(shè)備的典型故障曲線”，稱之為“盆浴曲線”。設(shè)備故障的發(fā)生形態(tài)大致分為三個階段。圖2-3設(shè)備的典型故障曲線

（1）早期故障期早期故障期也稱為跑合階段。此階段的故障容易查找。造成故障的原因是，元器件未經(jīng)篩選、制造工藝或包裝運輸損傷、誤操作，設(shè)計質(zhì)量有問題。此階段的時間長短與產(chǎn)品、系統(tǒng)的設(shè)計制造質(zhì)量密切相關(guān)。（2）偶發(fā)故障期偶發(fā)故障期也稱為穩(wěn)定階段。與設(shè)計、制造質(zhì)量等因素有關(guān)，但與操作、保養(yǎng)有更直接的關(guān)系。必須健全設(shè)備運行、故障動態(tài)和維修保養(yǎng)記錄，連續(xù)運行的設(shè)備，要做好交接班設(shè)備運行狀態(tài)臺帳，精度檢查記錄，建立設(shè)備檢查和生產(chǎn)日志等。建立完善有效的設(shè)備的管理制度。（3）損耗故障期損耗故障期也稱為磨損階段。設(shè)備元件老化、部件磨損、結(jié)構(gòu)強度疲勞等原因，故障率迅速上升。設(shè)備進入到要損耗故障期。第二節(jié)設(shè)備的維修性與維修準(zhǔn)備一、維修性概念在規(guī)定條件下使用的設(shè)備，在規(guī)定時間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進行維修時，保持或恢復(fù)到能完成規(guī)定功能的能力。從維修性的含義中可以看出，可靠性與維修性的關(guān)系：（1）可靠性與系統(tǒng)的維修效果有關(guān)。（2）從系統(tǒng)效能出發(fā)，可靠性與維修性相結(jié)合，能夠保證系統(tǒng)的有效度。（3）從費用觀點出發(fā)，采用有效的設(shè)計方法，保證可靠性與維修性，能夠減少維修費用。（4）在規(guī)定的條件下，設(shè)備的可靠性與維修性都應(yīng)相當(dāng)穩(wěn)定。二、維修性的特征量維修性的特征量，就是能夠?qū)υO(shè)備維修性的相應(yīng)能力作出數(shù)量表示的量。主要特征量包括維修度M(t)、修復(fù)率u(t)和平均修復(fù)時間MTTR，每一特征量只能表示維修性的某一特征方面。1、維修度M(t)在規(guī)定條件下使用的設(shè)備，在規(guī)定時間內(nèi)按規(guī)定的程序和方法進行維修時，保持和恢復(fù)到能完成規(guī)定功能狀態(tài)的概率。所謂規(guī)定程序和方法包括如下幾個方面：①設(shè)備預(yù)防維修或事后維修方式的選定；②故障檢測方式及裝置的選定；③維修標(biāo)準(zhǔn)的確定及技術(shù)資料的準(zhǔn)備；④維修零部件、工具、材料的準(zhǔn)備；⑤維修環(huán)境的準(zhǔn)備；⑥維修操作規(guī)則的規(guī)定；⑦維修工藝的制定；⑧維修人員技術(shù)等級要求及配置、部門配合協(xié)調(diào)；⑨維修資金落實與維修資金計劃；⑩外協(xié)外購件的定貨與驗收標(biāo)準(zhǔn)。2、修復(fù)率μ（t）修理時間已達到某個時刻但尚未修復(fù)設(shè)備，在該時刻后的單位時間內(nèi)完成修理的概率，也就是發(fā)生故障后修復(fù)的概率。3、平均修復(fù)時間MTTR就是修復(fù)時間的平均值，包括以下內(nèi)容：①故障診斷時間。②修理準(zhǔn)備時間。③修理實施時間。

三、設(shè)備大修理的工藝過程1、修理前的準(zhǔn)備工作（1）了解設(shè)備的主要缺陷（2）準(zhǔn)備資料（3）維修單元分類（4）定購或定制備件（6）驗收要求2、修理過程與要求設(shè)備大修理開始實施，首先了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)，分析設(shè)備的性能，然后再進行設(shè)備的解體工作。解體的過程按照先上后下、先外后里的方法，有次序的分解設(shè)備。設(shè)備大修要求：①初次大修的機械設(shè)備，精度應(yīng)達到原出廠的標(biāo)準(zhǔn)；兩次以上大修后的修理，其修后的精度和效能要比新設(shè)備低一些，具體零件的修復(fù)，擬定方案。②對設(shè)備控制系統(tǒng)：強電部分，老化元件必須更換；明顯損壞的電氣原件部分，應(yīng)當(dāng)維修或更換；設(shè)備中的電線電纜應(yīng)當(dāng)全部更換；弱電部分，按插件線路板盡量要清理，酒精擦洗，清除積垢。③對于設(shè)備供電部分，按照動力設(shè)備維修標(biāo)準(zhǔn)進行。④對于在修理中能夠恢復(fù)原有精度標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，應(yīng)當(dāng)設(shè)法保證達到精度。⑤修理的總體要求以驗收標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。3、修理后的驗收四、設(shè)備修理方案的確定預(yù)防維修中，將設(shè)備修理分為大修、項修和小修。設(shè)備的大修是工作量最大的一種計劃維修，大修時，需要將設(shè)備的全部或大部分部件解體；修復(fù)基準(zhǔn)件；更替或修復(fù)全部不能用的零件；修理、調(diào)整設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)；修復(fù)設(shè)備附件并翻新外觀等，達到全面消除修理前存在的缺陷，恢復(fù)設(shè)備規(guī)定的精度和綜合性能，達到預(yù)定的技術(shù)要求，并能夠提高經(jīng)濟效益。設(shè)備的項修，也稱為中修，是根據(jù)設(shè)備的實際技術(shù)狀態(tài)，對劣化已經(jīng)達到難以生產(chǎn)工藝要求的零件部件，按照實際需要進行針對性的修理。設(shè)備的小修是工作量最小的一種計劃維修。修理方案的確定，一般應(yīng)當(dāng)做到以下幾個方面：（1）修理工藝要求（2）設(shè)備狀況（3）相互協(xié)調(diào)（4）經(jīng)濟性（5）質(zhì)量管理（6）維修安排的合理性（8）外協(xié)外購計劃

五、設(shè)備維修滿足的原則1、可靠性2、準(zhǔn)確性3、經(jīng)濟性4、可能性修理工藝方法的確定與現(xiàn)有的技術(shù)水平，影響到修復(fù)還是更換的選擇。5、可行性必須符合技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理、生產(chǎn)與工藝上可行的要求。6、安全性7、操作習(xí)慣與方便性8、時間性

六、維修的技術(shù)準(zhǔn)備整個準(zhǔn)備工作過程見圖2-5。

圖2-5設(shè)備大修準(zhǔn)備工作過程

1、預(yù)檢涉及的內(nèi)容包括：（1）查閱設(shè)備說明書（2）與相關(guān)部門交流（3）向生產(chǎn)現(xiàn)場人員了解狀況（4）維修檔案查閱（5）查閱圖樣2、預(yù)檢內(nèi)容（1）檢查設(shè)備的結(jié)構(gòu)、精度、外觀、指示標(biāo)牌、操縱手柄等是否損壞；（2）影響設(shè)備精度的導(dǎo)軌、絲杠、齒條等，是否磨損；（3）檢查設(shè)備的運行狀態(tài)是否平穩(wěn)、有無不正常的振動與噪音，各個動作是否靈敏可靠；（4）檢查控制與電氣系統(tǒng)是可靠，各個儀表、傳感精度是否符合要求；（5）檢查氣動、液壓和潤滑系統(tǒng)，壓力是否正常，有無泄漏等。（6）檢查安全防護裝置，包括指示儀表、安全連鎖裝置、位置限制等是否靈敏可靠；（7）檢查工裝、夾具和設(shè)備附件是否完整并符合工藝要求；3、預(yù)檢后的要求（1）基本全面的明確產(chǎn)品生產(chǎn)工藝對設(shè)備精度、性能、效率和可靠性的要求，深入掌握設(shè)備技術(shù)技術(shù)狀態(tài)劣化的具體情況。（2）判斷、明確大修的范圍、精度，如果對于有些不需要大修能保證精度，或無法大修的如大直徑油缸、復(fù)雜的鑄造件、焊接件等，應(yīng)當(dāng)具體確定。

（3）電氣及控制部分，必須根據(jù)損壞程度，判斷確定是否更換零件還是委托專業(yè)單位重新設(shè)計制造。（4）確定更換、修理的內(nèi)容。（5）根據(jù)測繪樣圖及具體技術(shù)結(jié)構(gòu)、性能，設(shè)計出圖，為零件加工做準(zhǔn)備。4、編制修理文件修理文件包括：修理技術(shù)任務(wù)書；修理更換件明細表；采購材料明細表；修理工藝和修理質(zhì)量要求等；相關(guān)設(shè)計圖紙；人員的合理分配；修理中環(huán)保與職業(yè)安全技術(shù)措施；進度與工期；修理資料整理與歸檔。其中技術(shù)任務(wù)書應(yīng)當(dāng)包括：設(shè)備修理前的技術(shù)狀況。②主要的修理內(nèi)容。③修理質(zhì)量。還需要說明的是，設(shè)備大修理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是各類修理中要求最高的標(biāo)準(zhǔn)。七、修理前的物資準(zhǔn)備

第三節(jié)設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備失去正常工作能力即喪失了規(guī)定的機能或降低了效率的現(xiàn)象稱為故障。一、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測1、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的概念對正常運轉(zhuǎn)中的設(shè)備或其零部件的狀態(tài)進行檢查監(jiān)測，根據(jù)檢測到的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)記性分析、判斷，確認設(shè)備的運行是否正常，有無異常與劣化征兆，或?qū)Ξ惓Ｇ闆r進行追蹤，預(yù)測其劣化趨勢，確定其劣化及磨損程度等，這種活動稱為狀態(tài)監(jiān)測。2、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測維修（1）發(fā)生故障對整個系統(tǒng)影響大的設(shè)備，特別是連續(xù)生產(chǎn)線、裝配線、連續(xù)流程的設(shè)備設(shè)備。（2）必須確保安全的設(shè)備，如企業(yè)供電的系統(tǒng)大、中型設(shè)備等。（3）高成本的精度高、自動化性能高的單臺設(shè)備。（4）故障停機維修費用高、停機損失大的關(guān)鍵設(shè)備。3、狀態(tài)檢測與定期檢查設(shè)備的定期檢查是針對實施預(yù)感預(yù)防維修的生產(chǎn)設(shè)備在一定時期內(nèi)所進行的較為全面的一般性檢查，間隔時間較長，檢查方法多靠主觀感覺與經(jīng)驗，目的在于保持設(shè)備的規(guī)定性能和正常運轉(zhuǎn)，而狀態(tài)檢測是以關(guān)鍵的重要的設(shè)備如生產(chǎn)聯(lián)動線、精密、大型、稀有設(shè)備，動力設(shè)備等為主要對象，檢測范圍較定期檢查小，要使用專門的檢測儀器針對事先確定的監(jiān)測點進行間斷或連續(xù)的監(jiān)測檢查，目的在于定量地掌握設(shè)備的異常征兆和劣化的動態(tài)參數(shù)，判斷設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)及損傷部位和原因，以決定相應(yīng)的維修措施。設(shè)備狀態(tài)檢測是實施設(shè)備狀態(tài)維修的基礎(chǔ)，狀態(tài)維修根據(jù)設(shè)備檢查與狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果，確定設(shè)備的維修方式。

4、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測過程（1）設(shè)備監(jiān)測（2）生產(chǎn)監(jiān)測

二、設(shè)備故障診斷技術(shù)及手段1、故障診斷技術(shù)設(shè)備診斷技術(shù)與人們熟悉的醫(yī)學(xué)上的癥狀十分相似。2、診斷技術(shù)的手段設(shè)備診斷技術(shù)的基礎(chǔ)原理及工作程序包