光機電一體化設備故障規律
光機電一體化設備故障規律

摘 要 本文提出以光機電一體化設備使用過(guò)程中的實(shí)際統計故障和維修過(guò)程中的實(shí)際檢測數據為依據,分析其故障和技術(shù)狀況變化機理,研究其故障規律和技術(shù)狀況變化規律。
關(guān)鍵詞 光機電 故障規律
1研究思路
在充分調研的基礎上,獲取光機電設備在使用維修中積累的歷史數據,主要包括日常使用維護中有關(guān)裝備故障和技術(shù)狀況的數據、利用隨裝儀表和外部測試設備測得的裝備技術(shù)狀況數據、在實(shí)際維修過(guò)程中測得的各種有關(guān)故障和技術(shù)狀況的數據;借助數理統計方法和工具,通過(guò)對數據的分析,研究故障現象和技術(shù)狀況數據中隱含的規律。
分析設備各部件發(fā)生故障的時(shí)機和頻率;通過(guò)對設備功能結構的分析,借助故障模式影響及危害性分析、故障樹(shù)分析等理論和工具,分析可能出現的故障模式、各故障之間的關(guān)系、故障可能導致的后果;根據設備工作條件和使用操作規程,將以上研究結果進(jìn)行有機整合,獲取設備的故障規律和技術(shù)狀況變化規律。
2故障模式
故障模式一般按發(fā)生故障時(shí)的現象來(lái)描述。
由于受現場(chǎng)條件的限制,觀(guān)察到或測量到的故障現象可能是系統的,也可能是局部的。
針對設備結構的不同層次,其故障模式有互為因果的關(guān)系。
因此,進(jìn)行故障分析時(shí),需要在調查、了解產(chǎn)品發(fā)生故障現場(chǎng)所記錄的系統或分系統故障模式的基礎上,通過(guò)分析、試驗逐步追查到組件、部件或零件級的故障模式,并找出故障產(chǎn)生的機理。
3故障規律研究的一般程序
3.1現場(chǎng)調查
(1)收集背景數據和使用條件,主要內容有:部件發(fā)生故障的日期、時(shí)間(時(shí)間范圍)、損壞程度、操作階段、有無(wú)反常情況。
(2)故障件的現場(chǎng)資料。
包括圖像、影視等資料。
(3)故障件的歷史資料。
主要包括:部件名稱(chēng)、標記、制造編號,部件功能、使用材料,發(fā)生故障時(shí)的使用時(shí)間,設計圖樣、說(shuō)明書(shū),指導部件生產(chǎn)、制造、檢驗和操作規范,生產(chǎn)廠(chǎng)家驗收技術(shù)報告和質(zhì)量控制報告,使用情況記錄,過(guò)去故障情況記錄和維修報告。
(4)對故障件進(jìn)行初步檢查。
(5)故障件的鑒別、保存和清洗。
3.2分析并確定故障原因和故障機理
(1)故障件的檢查分析,包括無(wú)損探傷檢驗、機械性能試驗、斷口的宏觀(guān)與微觀(guān)檢查與分析、化學(xué)分析等。
(2)必要的理論分析和計算。
包括強度、疲勞、斷裂力學(xué)分析與計算等。
(3)初步確定故障原因和機理。
(4)模擬試驗,確定故障原因與機理。
3.3分析結論
每一件故障分析工作做到一定階段或試驗結束時(shí),都要對所獲得的全部資料調查記錄、測試數據,按設計、材料、制造、使用四個(gè)方面是否有問(wèn)題進(jìn)行集中歸納、綜合分析和判斷處理,逐步形成初步的簡(jiǎn)明結論。
對設計和材料的要求以說(shuō)明書(shū)為準,對制造過(guò)程以故障件的分析檢測結果為準,而對使用則以操作規程為準,反復核對其中的差異,這種差異能夠說(shuō)明故障的起因。
故障分析結束時(shí)必須提出一個(gè)結論明確、建議中肯的報告,一方面為改進(jìn)工作、積累資料、交流經(jīng)驗,另一方面明確責任。
分析報告內容一般包括:故障分析結論;改進(jìn)措施與建議及對改進(jìn)效果的預計;故障分析報告提交相關(guān)部門(mén),并反饋給有關(guān)生產(chǎn)單位;必要時(shí)應對改進(jìn)措施的執行情況進(jìn)行跟蹤和管理。
4故障數據收集與分析
對故障數據的收集與分析是開(kāi)展光機電設備維修方案的基礎與前提。
應當通過(guò)故障數據收集與分析,掌握設備的故障模式、故障后果、故障原因和故障率時(shí)間變化的情況。
通過(guò)對故障數據的分析,可以確定故障出現的頻率和后果,根據故障出現頻率和故障后果、故障性質(zhì)的不同,可以采用不同的策略。
對于出現頻率低、后果較輕的故障,可以采用修復性維修或改進(jìn)性維修加以處理。
而出現頻率雖然低,但是后果嚴重的故障則需要進(jìn)一步分析該故障是否能夠預防,能夠預防的,根據邏輯決斷圖繼續進(jìn)行判斷,不能預防的,則需要進(jìn)行修復性維修或改進(jìn)性維修。
對于出現頻率較高的故障,則可通過(guò)研究其壽命分布,為后續優(yōu)化奠定基礎。
需要注意的是出現頻率的高低同統計時(shí)間的長(cháng)短有必然的聯(lián)系,統計時(shí)間段越長(cháng),故障出現的次數自然增加。
隨著(zhù)設備使用時(shí)間的增長(cháng),能夠統計到設備的一些故障,可以依據現有數據,獲取該零部件的壽命分布。
但這并不意味著(zhù)當前時(shí)間段內的壽命分布就是該零部件的真實(shí)完整的壽命分布。
在條件允許時(shí),應當盡可能多的收集故障數據,并根據實(shí)際情況隨時(shí)進(jìn)行調整與補充。
5故障統計分析方法
設備的使用壽命是有限的,其技術(shù)狀況隨使用時(shí)間的延長(cháng)而逐漸劣化,發(fā)生故障的可能性也會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推遲而變化,它是時(shí)間的函數。
另外,故障的發(fā)生又具有隨機性,無(wú)論哪一種故障都很難預料它的確切發(fā)生時(shí)間,因而,可用故障概論分布函數、故障概論密度函數、平均故障時(shí)間間隔、故障率函數等概率統計的方法從宏觀(guān)上大致描述故障的規律性。
光機電一體化設備作為一個(gè)復雜系統是由許多不同零部件構成的,結構的復雜化使得故障模式呈多樣化趨勢,故障率隨時(shí)間的發(fā)展規律也呈現多樣化的特點(diǎn),主要的故障分布有威布爾分布、指數分布和對數正態(tài)分布。
6小結
通過(guò)對使用、維修數據的收集與分析,運用現代數據統計分析理論,可以系統全面地研究其故障規律和技術(shù)狀況變化情況,對于優(yōu)化產(chǎn)品設計具有重要的指導意義。
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