姜海鋒

(北滿特殊鋼有限責(zé)任公司，黑龍江　齊齊哈爾　161041)

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機(jī)械設(shè)備故障診斷及維修管理

姜海鋒

(北滿特殊鋼有限責(zé)任公司，黑龍江齊齊哈爾161041)

摘要:設(shè)備不僅是企業(yè)固定資產(chǎn)的重要組成部分，也是一個企業(yè)技術(shù)裝備水平的重要標(biāo)志，是企業(yè)賴以正常生產(chǎn)經(jīng)營和參與市場競爭的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。設(shè)備管理是以企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營目標(biāo)為依據(jù)，通過一系列的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、組織措施，對設(shè)備的規(guī)劃、設(shè)計、制造、選型、購置、安裝、使用、維護(hù)、修理、改造、更新直至報廢的全過程進(jìn)行科學(xué)的管理。設(shè)備管理的目的是要以經(jīng)濟(jì)的費(fèi)用取得最佳的投資效果。這就要求對企業(yè)的設(shè)備等固定資產(chǎn)以及其他資產(chǎn)進(jìn)行計價評估，為使保持生產(chǎn)持續(xù)，我們要對備件進(jìn)行合理的存貨。使設(shè)備經(jīng)常處于良好技術(shù)狀態(tài)，保證產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備安全運(yùn)行，促進(jìn)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展，為提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益服務(wù)。本文主要對設(shè)備的管理，設(shè)備資產(chǎn)及備件的管理作了探討。

隨著設(shè)備技術(shù)的飛速發(fā)展，先進(jìn)的設(shè)備需要先進(jìn)的維修技術(shù)，更需要先進(jìn)的管理模式。而我國基本采用的是前蘇聯(lián)的周期計劃維修，即定期大、小修。從理論上來講，周期計劃維修是屬于預(yù)防維修范疇，在保證設(shè)備完好、延長設(shè)備的使用壽命方面發(fā)揮了積極作用。但是，隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，使工業(yè)機(jī)械的內(nèi)涵發(fā)生了巨大變化，機(jī)械工藝性能和安全性能有了很大提高，隨之引起的設(shè)備維修也更趨合理。

自20世紀(jì)80年代以后，狀態(tài)維修的理論逐步滲透到我國。根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)劣，確定維修方式和維修時間，比傳統(tǒng)的周期計劃維修前進(jìn)了一大步。狀態(tài)維修特別注重預(yù)防檢查、監(jiān)測，既做到了預(yù)防，又避免了過剩維修;而周期計劃維修所欠缺的正是這一點(diǎn)。

隨著工業(yè)化、經(jīng)濟(jì)全球化、信息化的發(fā)展，機(jī)械制造、自動控制、可靠性工程及管理科學(xué)出現(xiàn)了新的突破，使現(xiàn)代設(shè)備的科學(xué)管理出現(xiàn)了新的趨勢，把握這一趨勢，對于加強(qiáng)我國設(shè)備的現(xiàn)代化和科學(xué)化具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。這一新趨勢主要表現(xiàn)在以下方面: (1)設(shè)備管理信息化趨勢(2)設(shè)備維修社會化、專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化趨勢(3)可靠性工程在設(shè)備管理中的應(yīng)用趨勢(4)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的應(yīng)用趨勢(5)從定期維修向預(yù)知維修轉(zhuǎn)變的趨勢。以上設(shè)備管理的新趨勢是和當(dāng)前社會生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)相適應(yīng)的，這些新趨勢帶來了設(shè)備管理水平的提升。

1　機(jī)械設(shè)備維修的理論基礎(chǔ)

1.1機(jī)械故障

(1)機(jī)械故障的概念機(jī)械設(shè)備喪失了規(guī)定性能的狀態(tài)，稱為機(jī)械故障。

(2)機(jī)械故障的類型

①按故障發(fā)生速度分類:漸發(fā)生故障、突發(fā)性故障、復(fù)合型故障;

②按故障后果分類功能故障、參數(shù)故障;

③按故障的危害程度分類;

另外，還可將故障出現(xiàn)的情況分為已發(fā)生的實(shí)際故障和未發(fā)生的潛在故障;也可以根據(jù)故障發(fā)生的原因或性質(zhì)分為人為故障和自然故障等?？傊芯抗收项愋偷哪康氖峭ㄟ^分析各種故障對設(shè)備功能、參數(shù)、零部件失效形式的影響，從而在設(shè)計，使用中采取改進(jìn)措施，減少或杜絕故障發(fā)生，保證人員和機(jī)械安全。

(3)機(jī)械故障的規(guī)律

機(jī)械故障隨時間變化的規(guī)律叫機(jī)械的故障規(guī)律。用壽命特性曲線，也稱“浴盆曲線”來描述機(jī)械故障時效率隨使用時間的變化關(guān)系。壽命特性曲線分為三個階段。第一階段為早期故障期，即由于設(shè)計制造保管運(yùn)輸安裝等原因造成的早期故障。其故障率較高，但容易排出。第二階段為正常運(yùn)轉(zhuǎn)期，亦稱隨機(jī)故障期。機(jī)器經(jīng)跑和、調(diào)整，故障率逐漸下降并趨于穩(wěn)定。在該階段內(nèi)僅有突發(fā)性故障，一般故障率較小。這一階段表征了機(jī)械的有效壽命。第三階段為耗損故障期，由于零件的磨損、腐蝕、疲勞等原因造成故障上升率，這時對機(jī)器進(jìn)行大修，更換達(dá)到壽命的零部件，加強(qiáng)維護(hù)，可延長使用期。但一般大修費(fèi)用可能較高，大修后的機(jī)器性能往往不如新機(jī)器。

(4)機(jī)械故障發(fā)生的原因

了解故障發(fā)生的原因，為合理的維修設(shè)備延長其使用壽命，進(jìn)而采取有效措施，防止故障的發(fā)生，具有重要的實(shí)際意義。

機(jī)械設(shè)備故障的原因是多種多樣的，歸納起來有: (1)機(jī)械設(shè)備自身缺陷影響(2)環(huán)境因素影響(3)時間因素影響

1.2機(jī)械零件的失效形式

1.2.1變形失效

變形失效件體現(xiàn)為:不能承受規(guī)定載荷;不能起到規(guī)定作用;與其他零件的運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生干擾。變形—在某種程度上減弱了零件規(guī)定功能，可以是塑性的或彈塑性的變形基本類型:尺寸變形或體積變形(長大或縮小)和形狀變形(如彎曲和翹曲)。(1)彈性變形失效:變形量是在彈性范圍內(nèi)變化，是剛度問題。桿，柱類，軸類零件，靠摩擦力傳動的零件等彈性變形會帶來失效的問題。影響彈性變形主要因素:零件形狀、尺寸、材料的彈性模量，零件工作溫度和載荷的大小。(2)塑性變形失效:是外加應(yīng)力超過零件材料的屈服極限時發(fā)生明顯的塑性變形。塑性變形影響因素:除彈性變形中所論影響因素外，還有材料缺陷，使用不當(dāng)，設(shè)計有誤等，其中特別是熱處理不良更為突出。如齒輪的齒部高頻淬火，可能因溫度控制不妥造成裂紋。(3)翹曲變形失效:是一種與方向上常產(chǎn)生復(fù)雜規(guī)律的變形而最終形成了翹曲的外形而導(dǎo)致失效。

1.2.2斷裂失效

(1)斷裂分類

1)按斷裂性質(zhì)分韌性斷裂:材料斷裂之前發(fā)生明顯的宏觀塑性的斷裂。脆性斷裂:指材料在斷裂之前不發(fā)生或發(fā)生很小的宏觀可見的塑性變形的斷裂。韌性－脆性斷裂:稱準(zhǔn)脆性斷裂。是一種塑性和脆性混合的斷裂。2)按斷裂路徑分:沿晶斷裂、穿晶斷裂、混晶斷裂。

(2)斷口分析方法對金屬材料的室溫拉伸或沖擊試樣的斷口宏觀觀察，可以看到其斷口可分為纖維狀區(qū)，放射狀區(qū)及剪切唇區(qū)三個不同的區(qū)域。

1.2.3腐蝕失效

是金屬暴露于活性介質(zhì)環(huán)境中而發(fā)生的一種表面損耗，是化學(xué)和電化學(xué)作用的結(jié)果。腐蝕失效有幾種基本類型: (1)均勻腐蝕(2)點(diǎn)腐蝕(3)晶向腐蝕。

1.2.4磨損

零件工作表面的物質(zhì)，由于表面相互摩擦或介質(zhì)沖刷而不斷損失的現(xiàn)象叫磨損。磨損是零件的主要失效形式。磨損又分為粘著磨損、磨粒磨損和表面疲勞磨損。

機(jī)械磨損的一般規(guī)律:機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時，零件各部位的磨損并非相同，但磨損的發(fā)展具有共同的規(guī)律。機(jī)械的磨損過程大致分為三個階段:“跑合”階段;穩(wěn)定磨損階段;急劇磨損階段。防止和減少磨損的方法和途徑: (1)正確的選材是提高耐磨性的關(guān)鍵。(2)盡量保證液體潤滑，對設(shè)備進(jìn)行正確、合理的潤滑，能有效減少設(shè)備零部件的磨損，延長設(shè)備使用壽命。(3)采用多種表面處理方法:如滾壓、化學(xué)表面熱處理、鍍鉻、噴涂等(4)正確進(jìn)行(5)摩擦副的結(jié)構(gòu)設(shè)計(6)設(shè)備正確的維護(hù)與使用對設(shè)備的壽命影響很大。

3　機(jī)械故障診斷技術(shù)

3.1機(jī)械故障診斷技術(shù)的定義

機(jī)械故障診斷技術(shù)是20世紀(jì)70年代以來，隨著電子測量技術(shù)、送信號處理技術(shù)以及計算機(jī)的發(fā)展而逐漸形成的一門綜合技術(shù)。

機(jī)械故障診斷技術(shù)是指在機(jī)器運(yùn)行中或基本不拆卸的情況下，掌握機(jī)器的運(yùn)行狀況，預(yù)測機(jī)器的可靠許行，或判斷機(jī)器故障的部位和原因，即人們常說的動態(tài)診斷或再現(xiàn)診斷。機(jī)械設(shè)備傳統(tǒng)的檢測方法是依靠拆檢，既費(fèi)力費(fèi)時，影響生產(chǎn)，又加速機(jī)械設(shè)備的損壞。機(jī)械故障診斷技術(shù)的出現(xiàn)，使得利用診斷手段來判定機(jī)械的技術(shù)狀態(tài)已逐漸成為可能，并為提高機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性提供了保證，為維修決策提供了科學(xué)依據(jù)。從而得以克服可能出現(xiàn)的過度修理或失修的缺點(diǎn)，是機(jī)械及其零件即可得到充分的利用，又能得到及時的維修。因此，機(jī)械設(shè)備診斷技術(shù)在機(jī)械運(yùn)行、維修中已日益顯得其重要性。

3.2機(jī)械故障診斷技術(shù)的原理、任務(wù)、分類和實(shí)施步驟

機(jī)械診斷技術(shù)的任務(wù): (1)弄清引起機(jī)械劣化或故障的主要原因(2)了解機(jī)械劣化部位及程度(3)了解機(jī)械的性能、強(qiáng)度、效率等。(4)預(yù)測機(jī)械的可能性及使用壽命。機(jī)械故障診斷技術(shù)的分類:從診斷方式分，有功能診斷和運(yùn)行診斷。功能診斷是指檢測機(jī)器運(yùn)行功能的正常性，其實(shí)施對象往往是新安裝或剛維修好的設(shè)備或機(jī)組。運(yùn)行診斷是指對正常服役的設(shè)備或機(jī)組進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的檢測和診斷，檢測其故障的發(fā)生和發(fā)展;從所診斷設(shè)備的狀態(tài)信號分，有震動診斷、強(qiáng)度診斷、溫度診斷、聲學(xué)診斷、袋內(nèi)參數(shù)診斷、光學(xué)診斷、潤滑油樣診斷、性能趨勢診斷;從診斷的連續(xù)性來分有定期診斷和連續(xù)性診斷;從診斷的完善程度來分，有建議診斷和精密診斷。

4　機(jī)械設(shè)備故障維修

設(shè)備修理前的技術(shù)準(zhǔn)備機(jī)電設(shè)備大修前的準(zhǔn)備工作很多，大多是技術(shù)性很強(qiáng)的工作，其完善程度和準(zhǔn)確性、及時性都會直接影響大修進(jìn)度計劃、修理質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)備修理前的技術(shù)準(zhǔn)備，包括設(shè)備修理的預(yù)檢和預(yù)檢的準(zhǔn)備、修理圖樣資料的準(zhǔn)備、各種修理工藝的制定及修理工檢具的制造和供應(yīng)。各企業(yè)的設(shè)備維修組織和管理分工有所不同，但設(shè)備大修前的技術(shù)準(zhǔn)備工作內(nèi)容及程序大致相同。

4.1預(yù)檢

為了全面深入了解設(shè)備技術(shù)狀態(tài)劣化的具體情況，在大修前安排的停機(jī)檢查，通常稱為預(yù)檢。預(yù)檢工作由主修技術(shù)人員負(fù)責(zé)，設(shè)備使用單位的機(jī)械人員和維修工人參加，并共同承擔(dān)。預(yù)檢工作量由設(shè)備的復(fù)雜程度、劣化程度決定，設(shè)備越復(fù)雜，劣化程度越嚴(yán)重，預(yù)檢工作量就越大，預(yù)檢時間也越長。預(yù)檢既可驗(yàn)證事先預(yù)測的設(shè)備劣化部位及程度，又可發(fā)現(xiàn)事先未預(yù)測到的問題，從而全面深入了解設(shè)備的實(shí)際技術(shù)狀態(tài)，并結(jié)合已經(jīng)掌握的設(shè)備技術(shù)狀態(tài)劣化規(guī)律，作為制定修理方案的依據(jù)。從預(yù)檢結(jié)束至設(shè)備解體大修開始之間的時間間隔不宜過長，否則可能在此期間設(shè)備技術(shù)狀態(tài)加速劣化，致使預(yù)檢的準(zhǔn)確性降低，給大修施工帶來困難。

4.2編制大修理技術(shù)文件

通過預(yù)檢和分析確定修理方案后，必須以大修理技術(shù)文件的形式做好修理前的技術(shù)準(zhǔn)備。機(jī)電設(shè)備大修理技術(shù)文件有修理技術(shù)任務(wù)書、修換件明細(xì)表、材料明細(xì)表、修理工藝和修理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。這些技術(shù)文件是編制修理作業(yè)計劃，準(zhǔn)備備品、配件、材料，校算修理工時與成本，指導(dǎo)修理作業(yè)以及檢查和驗(yàn)收修理質(zhì)量的依據(jù)，它的正確性和先進(jìn)性是衡量企業(yè)設(shè)備維修技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。

4.3設(shè)備修理前的物質(zhì)準(zhǔn)備

設(shè)備修理前的物質(zhì)準(zhǔn)備是一項(xiàng)非常重要的工作，是搞好維修工作的物質(zhì)條件。實(shí)際工作中經(jīng)常由于備品配件供應(yīng)不上而影響修理工作的正常進(jìn)行，延長修理停歇時間，造成“窩工”現(xiàn)象，使生產(chǎn)受到損失。因此，必須加強(qiáng)設(shè)備修理前的物質(zhì)準(zhǔn)備工作。主修技術(shù)人員在編制好修換件明細(xì)表和材料明細(xì)表后，應(yīng)及時將明細(xì)表交給備件、材料管理人員。備件、材料管理人員在核對庫存后提出訂貨。主修技術(shù)人員在制定好修理工藝后，應(yīng)及時把專用工、檢具明細(xì)表和圖樣交給工具管理人員。工具管理人員經(jīng)校對庫存后，把所需用的庫存專用工、檢具，送有關(guān)部門鑒定，按鑒定結(jié)果，如需修理提請有關(guān)部門安排修理，同時要對新的專用的工、檢具，提出訂貨。

關(guān)鍵詞:設(shè)備管理;維修管理;維修理念;設(shè)備應(yīng)用

Mechanical Equipment Malfunction Diagnosis and Repair Management

Jiang Haifeng
(Dongbei Special Steel Group Beiman Special steel，Qiqihar Heilongjiang 161041 China)

Abstract:Equipment is not only the important constituent of enterprises＇fixed asset，and also an important symbol of the level of technical equipment of enterprises，which is the material and technical basis that the enterprise rely on in the respect of normal production and operation and participating in market competition.Equipment management is the scientific management of the whole process in which there are planning，design，manufacture，selection，purchase，installation，use，maintenance，repair，alteration，update to scrap of the equipment with taking enterprise production and management goal as the basis，through a series of technical，economic and organizational measures.Purpose of equipment management is to obtain the best effect by means of economic cost investment.This requires evaluating the fixed assets and other ones of the enterprise＇s equipment，to keep production to continue，and also we must make reasonable inventory of spare parts.Making equipment often in good technical condition，ensuring the quality of products and the safe running of the equipment，and promoting the sustainable development of production can improve the enterprise economic benefit and make social benefit service better.This paper discusses mainly the equipment management，and the management of equipment assets and spare parts.

KeyWords:equipment management; maintenance management; maintenance concept; equipment application

作者簡介:姜海鋒(1977－)，男，現(xiàn)任北滿特鋼軋鋼主任工程師，冶金機(jī)械工程師。

收稿日期:2015－01－22