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光機(jī)電一體化設(shè)備故障規(guī)律
光機(jī)電一體化設(shè)備故障規(guī)律
摘 要 本文提出以光機(jī)電一體化設(shè)備使用過(guò)程中的實(shí)際統(tǒng)計(jì)故障和維修過(guò)程中的實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析其故障和技術(shù)狀況變化機(jī)理，研究其故障規(guī)律和技術(shù)狀況變化規(guī)律。
關(guān)鍵詞 光機(jī)電 故障規(guī)律
1研究思路
在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，獲取光機(jī)電設(shè)備在使用維修中積累的歷史數(shù)據(jù)，主要包括日常使用維護(hù)中有關(guān)裝備故障和技術(shù)狀況的數(shù)據(jù)、利用隨裝儀表和外部測(cè)試設(shè)備測(cè)得的裝備技術(shù)狀況數(shù)據(jù)、在實(shí)際維修過(guò)程中測(cè)得的各種有關(guān)故障和技術(shù)狀況的數(shù)據(jù);借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法和工具，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，研究故障現(xiàn)象和技術(shù)狀況數(shù)據(jù)中隱含的規(guī)律。
分析設(shè)備各部件發(fā)生故障的時(shí)機(jī)和頻率;通過(guò)對(duì)設(shè)備功能結(jié)構(gòu)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(xiàn)的故障模式、各故障之間的關(guān)系、故障可能導(dǎo)致的后果;根據(jù)設(shè)備工作條件和使用操作規(guī)程，將以上研究結(jié)果進(jìn)行有機(jī)整合，獲取設(shè)備的故障規(guī)律和技術(shù)狀況變化規(guī)律。
2故障模式
故障模式一般按發(fā)生故障時(shí)的現(xiàn)象來(lái)描述。
由于受現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，觀察到或測(cè)量到的故障現(xiàn)象可能是系統(tǒng)的，也可能是局部的。
針對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)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(diào)查、了解產(chǎn)品發(fā)生故障現(xiàn)場(chǎng)所記錄的系統(tǒng)或分系統(tǒng)故障模式的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析、試驗(yàn)逐步追查到組件、部件或零件級(jí)的故障模式，并找出故障產(chǎn)生的機(jī)理。
3故障規(guī)律研究的一般程序
3.1現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查
(1)收集背景數(shù)據(jù)和使用條件，主要內(nèi)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(xiàn)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、標(biāo)記、制造編號(hào)，部件功能、使用材料，發(fā)生故障時(shí)的使用時(shí)間，設(shè)計(jì)圖樣、說(shuō)明書(shū)，指導(dǎo)部件生產(chǎn)、制造、檢驗(yàn)和操作規(guī)范，生產(chǎn)廠家驗(yàn)收技術(shù)報(bào)告和質(zhì)量控制報(bào)告，使用情況記錄，過(guò)去故障情況記錄和維修報(bào)告。
(4)對(duì)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(jī)理
(1)故障件的檢查分析，包括無(wú)損探傷檢驗(yàn)、機(jī)械性能試驗(yàn)、斷口的宏觀與微觀檢查與分析、化學(xué)分析等。
(2)必要的理論分析和計(jì)算。
包括強(qiáng)度、疲勞、斷裂力學(xué)分析與計(jì)算等。
(3)初步確定故障原因和機(jī)理。
(4)模擬試驗(yàn)，確定故障原因與機(jī)理。
3.3分析結(jié)論
每一件故障分析工作做到一定階段或試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，都要對(duì)所獲得的全部資料調(diào)查記錄、測(cè)試數(shù)據(jù)，按設(shè)計(jì)、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(jié)論。
對(duì)設(shè)計(jì)和材料的要求以說(shuō)明書(shū)為準(zhǔn)，對(duì)制造過(guò)程以故障件的分析檢測(cè)結(jié)果為準(zhǔn)，而對(duì)使用則以操作規(guī)程為準(zhǔn)，反復(fù)核對(duì)其中的差異，這種差異能夠說(shuō)明故障的起因。
故障分析結(jié)束時(shí)必須提出一個(gè)結(jié)論明確、建議中肯的報(bào)告，一方面為改進(jìn)工作、積累資料、交流經(jīng)驗(yàn)，另一方面明確責(zé)任。
分析報(bào)告內(nèi)容一般包括：故障分析結(jié)論;改進(jìn)措施與建議及對(duì)改進(jìn)效果的預(yù)計(jì);故障分析報(bào)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(yīng)對(duì)改進(jìn)措施的執(zhí)行情況進(jìn)行跟蹤和管理。
4故障數(shù)據(jù)收集與分析
對(duì)故障數(shù)據(jù)的收集與分析是開(kāi)展光機(jī)電設(shè)備維修方案的基礎(chǔ)與前提。
應(yīng)當(dāng)通過(guò)故障數(shù)據(jù)收集與分析，掌握設(shè)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(duì)故障數(shù)據(jù)的分析，可以確定故障出現(xiàn)的頻率和后果，根據(jù)故障出現(xiàn)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(duì)于出現(xiàn)頻率低、后果較輕的故障，可以采用修復(fù)性維修或改進(jìn)性維修加以處理。
而出現(xiàn)頻率雖然低，但是后果嚴(yán)重的故障則需要進(jìn)一步分析該故障是否能夠預(yù)防，能夠預(yù)防的，根據(jù)邏輯決斷圖繼續(xù)進(jìn)行判斷，不能預(yù)防的，則需要進(jìn)行修復(fù)性維修或改進(jìn)性維修。
對(duì)于出現(xiàn)頻率較高的故障，則可通過(guò)研究其壽命分布，為后續(xù)優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。
需要注意的是出現(xiàn)頻率的高低同統(tǒng)計(jì)時(shí)間的長(zhǎng)短有必然的聯(lián)系，統(tǒng)計(jì)時(shí)間段越長(zhǎng)，故障出現(xiàn)的次數(shù)自然增加。
隨著設(shè)備使用時(shí)間的增長(zhǎng)，能夠統(tǒng)計(jì)到設(shè)備的一些故障，可以依據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，獲取該零部件的壽命分布。
但這并不意味著當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)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(yīng)當(dāng)盡可能多的收集故障數(shù)據(jù)，并根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整與補(bǔ)充。
5故障統(tǒng)計(jì)分析方法
設(shè)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(zhǎng)而逐漸劣化，發(fā)生故障的可能性也會(huì)隨著時(shí)間的推遲而變化，它是時(shí)間的函數(shù)。
另外，故障的發(fā)生又具有隨機(jī)性，無(wú)論哪一種故障都很難預(yù)料它的確切發(fā)生時(shí)間，因而，可用故障概論分布函數(shù)、故障概論密度函數(shù)、平均故障時(shí)間間隔、故障率函數(shù)等概率統(tǒng)計(jì)的方法從宏觀上大致描述故障的規(guī)律性。
光機(jī)電一體化設(shè)備作為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)是由許多不同零部件構(gòu)成的，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化使得故障模式呈多樣化趨勢(shì)，故障率隨時(shí)間的發(fā)展規(guī)律也呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)，主要的故障分布有威布爾分布、指數(shù)分布和對(duì)數(shù)正態(tài)分布。
6小結(jié)
通過(guò)對(duì)使用、維修數(shù)據(jù)的收集與分析，運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析理論，可以系統(tǒng)全面地研究其故障規(guī)律和技術(shù)狀況變化情況，對(duì)于優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn)
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