机电设备故障可靠性维修研究范文

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摘要：

本文笔者将简述传统可靠性维修方式存在的观念问题，介绍可靠性维修的特点与主要方法，探究预见性维修间隔期的确定方式，以供相关人士参考。

关键词：

机电设备；故障；可靠性；维修

设备的检修规程与制度是传统可靠性维修的依据，在间隔时间确定的基础上，定期开展机电设备状态的检修工作。目前，随着科学技术的发展，新材料、新设备的广泛应用，传统可靠性维修方式难以满足实际需求，致使可靠性维修效率不断下降。基于此，对机电设备故障可靠性维修方案的研究势在必行。

一、传统可靠性维修方式存在的观念问题

首先，针对传统可靠性维修方式，其认为预防性维修是提高机电设备固有可靠性水平的有效措施。但实践证明，预防性维修对提高机电设备固有可靠性水平效果并不显著，仅能达到维持机电设备固有可靠性水平的目标。若想通过预见性维修方式，达到提高机电设备固有可靠性水平的目的，需优化机电设备结构、功能设计。其次，基于传统可靠性维修方式，其认为使用时间长短是造成机电设备发生故障的直接因素，然而，定期开展机电设备检查、维修是避免机电故障的有效措施，且必须严格执行机电设备运行规程与检修间隔时间。但事实并非如此，针对较为复杂的机电设备，德雷尼克定律较为适用，即复杂设备若具有可修复性，随着时间的延长，故障率不断增加，逐步趋向于常数。与此同时，机电设备运行时间长，并不意味着故障就一定多，机电设备运用时间短，并不意味着故障就一定少。最后，受传统可靠性维修观念影响，预防性维修能避免任何故障的思想盛行，且维修做得越多，对机电故障防止效果越佳。但事实表明，诸多故障无论进行多少次维修，均不可避免。由此可见，预见性维修不能防止所有故障，仅是降低故障发生概率的手段。

二、可靠性维修的特点与主要方法

保持和恢复机电设备的固有可靠性是可靠性维系理论的最终目的。在进行可靠性维修时，需以机电设备的实际情况为依据，尽可能以最少的维修费达到维修目的，确保维修内容、维修周期以及维修级别等均符合标准，进而实现对机电设备的固有可用性的恢复和保持。

（一）可用性可用性，即机电设备在任何时刻需要执行任务时，其具有的可工作和可用状态的程度。换言之，即基于规定使用条件基础上，机电设备所蕴含的维持规定功能的能力。一般情况下，其用时间函数表示，包括稳步可用度与瞬时可用度两大类。可靠性维修过程中，稳态可用度则可分为固有可用度Ai、可达可用度Aa以及使用可用度Ao。（1）固有可用度Ai针对固有可用度，用如下函数进行表示：其中，MTBF指两次维修间隔平均时间，平均维修时间则用MTTR表示，λ指故障发生概率，μ指修复率。通过分析固有可用度Ai的函数表达式，可得知，Ai与工作时间和修复性维修时间存在关联，且反映了机电设备的固有属性，即故障率与修复率。（2）可达可用度Aa针对可达可用度，可用以下表达式进行表示：Aa=工作时间（/工作时间+预见性维系时间+修复性维修时间）相较于Ai，Aa对预见性维修时间存在一定考虑，换言之，即在功能发生故障前，开展的预见性维修活动。（3）使用可用度Ao针对使用可用度，可采用以下表达式进行表示：Ao=工作时间（/工作时间+预见性维修时间+修复性维修时间+延误时间）相较于Aa，Ao涉及了对延误时间的考虑，真实反映了机电设备的实际可使用时间。

（二）可用性影响因素一般而言，固有可用度、可达可用度以及使用可用度三者间的关系，可用不等式表示：Ao<Aa<Ai，为提高机电设备的可用性，机电设备管理过程中，应尽可能迫使Ao无限接近Aa，而Aa无限接近Ai。其中，影响机电设备可用性的因素，主要包括以下两方面的内容：一方面，结构组合方式、安装拆卸简易性以及故障检测手段和自我诊断能力、水平等均是直接影响产品维修性的因素。另一方面，维护方式与范围大小的影响，具体而言，包括模块与组件间的更换、检修工作的开展以及元件、零部件的检测等。与此同时，机电设备维修环境、维修人员的专业维修技能以及维修管理水平等均会对机电设备可用性造成一定程度上的影响。

（三）机电设备维修类型对于机电设备维修，可分为预见性维修、修复性维修以及改进性维修三大类，其中预见性维修是机电设备维修的基础。（1）预见性维修预见性维修，即基于机电设备检测作用下，达到发现机电设备潜在故障或故障症状的目的。为避免发生机电设备故障，维持机电设备处于正常运转状态，开展的一系列维修活动。对于可靠性维修中的定时检测与定时修理，其是以机电设备的功能与性能为依据，详细分析故障隐患可能造成的后果，以机电设备运行状况与历史状态为参考，坚持可靠性理论的指导，科学确定定期检测与修理的间隔时间。以机电设备运行现状为依据，注重定时更换电机设备。具体而言，若机电设备损耗达到一定标准后，维修费用远远高于故障后果的损失费和修理费之和，则不应继续开展定期维修工作，而应将其予以报废，且更换新的电机设备。与此同时，在可靠性维修过程中，应以机电设备具体情况为依据，适当开展维修工作。在监控机电设备运行状态基础上，以机电设备故障迹象为依据，开展跟踪分析工作，从而适时、适当的进行设备维修。针对视情况而定的维修方式，以预先不规定机电设备使用时间为基础，达到充分利用机电设备寿命的目的，迫使维修工作量得到降低，属于最经济预防性维修工作范畴，是具有较大发展空间的维修方式。（2）修复性维修修复性维修，顾名思义，指待机电设备发生故障后，为促使机电设备达到规定状态下而开展的维修活动。针对修复性维修，其是直接解决机电故障的维修方式，对修复工作人员具有较高要求。因此，在开展修复性维修工作过程中，必须保证修复人员具有较高的专业技能，熟练掌握机电设备故障维修技术，且综合能力较强，保证修复性维修工作的有序开展，达到提高修复性维修效率的目的。（3）改进性维修改进性维修，即在机电设备使用情况基础上，以满足功能需求为指标，为优化机电设备设计与结构而开展的修理活动。一般而言，该种修理方式仅在特定情况下进行。（四）预见性维修策略在选择维修方法时，应以机电设备故障可能产生的后果、维修工作技术上的可行性与实施效果为依据，科学选择维修方法，达到机电维修目标。（1）针对具有安全性、隐蔽性的后果，由于设备故障损失偏大，可适当采用预见性检测和预见性修理方式，迫使机电故障影响力降低到可接受层面。（2）针对具有使用性的后果，则需严格控制预见性维修费用，保证其低于使用性后果损失费和修理费之和，否则，需开展定期更换或事故后的修理工作。（3）针对非使用性的后果，确保事后维修费低于预见性维修费用，否则，需进行定期更换或事后修理工作。（4）若技术处于视情维修条件下，在保证状况监测费用低于机电设备故障可能造成的经济损失基础上，合理应用视情维修方式，确保维修效果。

三、预见性维修间隔的确定方式

机电设备的可靠性维修需科学选择维修类型，与此同时，需在正确的时机开展机电设备维修工作。以预防性维修过程为依据，着重分析三方面的间隔期确定，即定期检测间隔期、基于异常情况时的跟踪检测间隔期以及定期拆卸修理间隔期。

（一）预防性检测间隔期一方面，以安全性为确定标准。若将机电设备预见性检测间隔期设置为Tm，将机电设备平均可用度设置为Ap，故障时间服从以下指数函数。

（二）基于异常情况时的跟踪检测间隔期在预见性检修或视情监测作用下，得知机电设备存在潜在故障。为严格控制功能故障概率，确保其处于可接受水平范围内，应保证跟踪检测间隔期Tm小于潜在故障发展为功能故障的时间T。一方面，以安全性为确定标准。针对具有安全性影响的故障，将P设置为可接受故障发生概率，将PG设置为一次性检测潜在故障概率，其将Tm时间内需检测的次数设置为n。那么，Tc=Tm/n。例如，假设0.01为Tm时间内可接受的故障概率，0.5为一次性检测故障概率，而Tm时间内至少需检测的次数为log0.01/log0.5=6，则标志着跟踪检测间隔期不得超过Tm/6。

（三）定期修理间隔期一方面，以安全性为确定标准。将t设置为已知机电设备试验平均寿命，而定时修理间隔期Tc则进行如下表示：Tc=t/k,其中，k指分散系数，且取值一般处于0.2-0.3之间。另一方面，以经济性为确定标准。将单位时间内预见性修理费用最低值取为C（t），而CR表示预见性修理费用，Cf指故障后修理及损失费用，而λ(t)设置为预见性修理t时刻下的故障率，则C(t)=(Cf-CR)×λ(t)。

四、小结

总而言之，可靠性维修是机电设备正常运行的保证。因此，为提高可靠性维修效率，保障机电设备的使用率，相关部门应基于正确的维修方式下，准确计算间隔期，达到机电设备维修目标，延长机电设备使用年限，推动相关行业发展。

参考文献：

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[2]许秋香.机电一体化设备故障维修特点及可靠性分析[J].机电信息,2012,06:59+61.

[3]施晓东,陈仁兴.机电一体化设备的故障维修特点及可靠性分析[J].现代经济信息,2013,08:189+191.

[4]于杰.机电一体化设备的故障维修特点以及可靠性[J].江西建材,2015,04:298.

作者：王龙 单位：重庆市智翔铺道技术工程有限公司