推行了那么久的TPM咨詢(xún)項(xiàng)目，對(duì)機(jī)械設(shè)備的故障你又認(rèn)識(shí)多少呢？對(duì)于“故障”兩字背后的含義，真正搞懂它的人可真不多，下面讓我們一起來(lái)學(xué)習(xí)吧。

故障的定義

機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程中，不可避免地會(huì)發(fā)生磨損、斷裂、腐蝕、疲勞、變形、老化等情形，使設(shè)備性能劣化而喪失規(guī)定的功能甚至生產(chǎn)能力，這種設(shè)備性能劣化而喪失規(guī)定的功能的現(xiàn)象即“故障”與“失效”。一般情況下，“故障”與“失效”是同義詞。但嚴(yán)格來(lái)說(shuō)， “失效是指產(chǎn)品喪失規(guī)定的功能，對(duì)于可修復(fù)產(chǎn)品通常稱(chēng)為故障”。

故障判斷準(zhǔn)則

明確了故障的含義，那么怎么判斷是不是故障呢？不能僅憑直觀(guān)感覺(jué)來(lái)判定，必須依據(jù)一定的判斷準(zhǔn)則。

首先，要明確產(chǎn)品保持的“規(guī)定功能”是什么，或者說(shuō)產(chǎn)品功能喪失到什么程度才算出了故障。有些規(guī)定的功能很明確，不會(huì)引起不同的認(rèn)識(shí)，如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體損壞，迫使停機(jī)修理。有時(shí)規(guī)定的功能卻難以確定，特別是故障的形成是由于功能逐漸降低的這種情況，例如發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損超過(guò)一定的限度，將會(huì)加劇磨損，引起功率降低，燃油消耗率增加，出現(xiàn)這種情況，可以算作故障。然而，磨損的限度在使用中難以確定，像上述發(fā)動(dòng)機(jī)情況，如果減小負(fù)荷，增加潤(rùn)滑油，有一定磨損的發(fā)動(dòng)機(jī)，仍然是可以勉強(qiáng)繼續(xù)使用的，也可以不算作故障，這就需要事先定出標(biāo)準(zhǔn)。

其次，還要分析故障的后果，主要看故障是否影響產(chǎn)品的生產(chǎn)和設(shè)備及人身安全。除了以技術(shù)參數(shù)中的任一項(xiàng)不符合規(guī)定的允許極限作為故障判斷的準(zhǔn)則外，還要考慮若在這種狀態(tài)下繼續(xù)工作，是否會(huì)發(fā)生不允許的故障后果來(lái)判別。因此，在判斷產(chǎn)品故障時(shí)，不僅取決于產(chǎn)品的“規(guī)定功能”，而且還要考慮故障的后果。一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品故障是指：在規(guī)定條件下，不能完成其規(guī)定的功能；產(chǎn)品在規(guī)定條件下，一個(gè)或幾個(gè)性能參數(shù)不能保持在規(guī)定的上、下限值；產(chǎn)品在規(guī)定的應(yīng)力范圍內(nèi)工作時(shí)，導(dǎo)致機(jī)械零件或元器件出現(xiàn)各種裂紋、滲漏、磨損、銹蝕、損壞等狀態(tài)。不同的產(chǎn)品有不同的故障判斷標(biāo)準(zhǔn)，并且研究工作的出發(fā)點(diǎn)不同，所定義的故障也不同，難以做到統(tǒng)一。但是在同一使用部門(mén)之內(nèi)，則應(yīng)該有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)?？傊?，在確定故障判據(jù)時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：不能在使用條件下喪失功能；故障判斷準(zhǔn)則“根據(jù)可接受的性能來(lái)確定”；不同產(chǎn)品可按該產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)進(jìn)行衡量。

常見(jiàn)故障模式
 
故障模式是指產(chǎn)品的“故障（失效）的表現(xiàn)形式”。故障模式是通過(guò)人的感官或測(cè)量?jī)x器得到的。一般研究產(chǎn)品的故障時(shí)，往往從產(chǎn)品故障的現(xiàn)象入手，進(jìn)而通過(guò)現(xiàn)象找出故障的原因，因此有必要弄清產(chǎn)品在各功能級(jí)別上的故障模式。機(jī)械設(shè)備及其零部件的故障模式大致可分為以下幾種。

01、損壞類(lèi)型——斷裂、開(kāi)裂、裂紋、燒結(jié)擊穿、短路、彎曲、過(guò)度變形、點(diǎn)蝕、熔融。
02、退化類(lèi)型——老化、變質(zhì)、絕緣劣化、油質(zhì)劣化、剝落、腐蝕、早期磨損。
03、松脫類(lèi)型——松動(dòng)、脫落、脫焊。
04、失調(diào)類(lèi)型——間隙不當(dāng)、流量不當(dāng)、壓力不當(dāng)、行程不當(dāng)、響度不當(dāng)、照度不當(dāng)。
05、堵塞與滲漏類(lèi)型——堵塞、粘合、污染、不暢、泄油、滲油、漏氣、漏水。
06、整機(jī)及子系統(tǒng)——性能不穩(wěn)、功能不正常、功能失效、啟動(dòng)困難、供油不足、怠速不穩(wěn)、總成異響、剎車(chē)跑偏。

故障等級(jí)的劃分

對(duì)故障進(jìn)行定性或定量分析時(shí)，必須事先劃分故障的等級(jí)，只有這樣才能判斷各機(jī)件每個(gè)失效模式對(duì)系統(tǒng)的影響及其后果如何。劃分故障等級(jí)也就是運(yùn)用故障后果對(duì)系統(tǒng)影響這一原則進(jìn)行故障分類(lèi)。通常將致命故障劃分為1級(jí)故障，將嚴(yán)重故障劃分為2級(jí)故障，將一般故障劃分為3級(jí)故障，將輕微故障劃分為4級(jí)故障。

劃分故障等級(jí)所考慮的因素如下：

01、機(jī)件產(chǎn)生故障后，造成工作人員或公眾的傷亡情況。
02、機(jī)件產(chǎn)生故障后，造成產(chǎn)品本身的損壞情況。
03、機(jī)件產(chǎn)生故障后，造成設(shè)備不能完成其主要功能或不能執(zhí)行任務(wù)的情況，即對(duì)完成規(guī)定功能影響的大小。
04、機(jī)件產(chǎn)生故障后，恢復(fù)其功能，即排除故障采取措施的費(fèi)用、勞動(dòng)量及停機(jī)時(shí)間的長(zhǎng)短，也就是維修的難易和所用維修時(shí)間的長(zhǎng)短。
05、機(jī)件產(chǎn)生故障后，造成設(shè)備失去功能而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)上的損失，即導(dǎo)致系統(tǒng)的損失情況。

綜上所述，故障等級(jí)要綜合考慮性能、費(fèi)用、周期、安全性等諸方面的因素，即考慮機(jī)件故障后帶來(lái)的對(duì)人身安全、任務(wù)完成、經(jīng)濟(jì)損失等方面的綜合影響。

設(shè)備故障發(fā)生的一般規(guī)律

大多數(shù)設(shè)備的故障率是時(shí)間的函數(shù)，如下圖所示，設(shè)備的故障率曲線(xiàn)為兩頭高、中間低，圖形有點(diǎn)像浴盆，通常稱(chēng)為浴盆曲線(xiàn)。由下圖可以看出，設(shè)備的故障率隨時(shí)間的變化，大致可劃分為三個(gè)階段，即早期故障期、偶然故障期和耗損故障期。

01、早期故障期

早期故障期出現(xiàn)在設(shè)備開(kāi)始工作的較早時(shí)間，它的特點(diǎn)是故障率較高，且故障率隨時(shí)間增加而迅速下降。故障的原因往往是設(shè)計(jì)、制造的缺陷或質(zhì)量不佳引起的。對(duì)于剛修理過(guò)的設(shè)備來(lái)說(shuō)，裝配不當(dāng)是發(fā)生故障的主要原因。對(duì)新出廠(chǎng)的或修理過(guò)的設(shè)備，可以在出廠(chǎng)前或投入使用初期的較短一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行磨合或調(diào)試，以便減少或排除這類(lèi)故障，使設(shè)備進(jìn)入偶然故障期。一般不認(rèn)為早期故障是使用中總故障的一個(gè)重要部分。

02、偶然故障期

偶然故障期是指設(shè)備在早期故障期之后耗損故障期之前的這一時(shí)期。這是設(shè)備最良好的工作階段，也稱(chēng)為有效壽命期。它的特點(diǎn)是故障率低而穩(wěn)定，近似為常數(shù)。這一階段的故障是隨機(jī)性質(zhì)的，與機(jī)器新舊無(wú)關(guān)。突發(fā)故障是由偶然因素，如材料缺陷、操作錯(cuò)誤以及環(huán)境因素等造成的。偶然故障不能通過(guò)延長(zhǎng)磨合期來(lái)消除，也不能由定期更換故障件來(lái)預(yù)防。一般來(lái)說(shuō)，再好的維修工作也不能消除偶然故障。偶然故障什么時(shí)候發(fā)生是無(wú)法預(yù)測(cè)的。但是，人們希望在有效壽命期內(nèi)故障率盡可能低，并且持續(xù)的時(shí)間盡可能長(zhǎng)。因此，提高使用管理水平，適時(shí)維修以減少故障率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命是十分必要的。

03、耗損故障期

設(shè)備使用后期，故障率隨時(shí)間的增加而明顯增加。這是由于設(shè)備長(zhǎng)期使用，產(chǎn)生磨損、疲勞、腐蝕、老化等造成的。防止耗損故障的辦法就是在設(shè)備進(jìn)入耗損期前后及時(shí)進(jìn)行維修。這樣可以把上升的故障率降下來(lái)。如果設(shè)備故障太多，修理費(fèi)用太高而不經(jīng)濟(jì)，則只好報(bào)廢?？梢?jiàn)，準(zhǔn)確掌握設(shè)備何時(shí)進(jìn)入耗損故障期，對(duì)維修工作具有重要意義。

并不是所有設(shè)備都有三個(gè)故障階段，有的設(shè)備只有其中一個(gè)或兩個(gè)故障期，甚至有些質(zhì)量低劣的設(shè)備在早期故障后就進(jìn)入了耗損故障期。由于機(jī)件的工作條件和材質(zhì)不同，其實(shí)際故障規(guī)律不盡相同；即使符合典型故障率曲線(xiàn)，但其故障率曲線(xiàn)的長(zhǎng)短也不一樣，這一點(diǎn)需要維修人員認(rèn)真探索、研究解決。

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