机械故障特性分析及维修方式选择流延膜

机械故障特性分析及维修方式选择

机械故障特性分析及维修方式选择 2011年12月02日 来源： 　机械故障的形成过程及规律

所谓机械故障，是指机械设备因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象。故障程度应从定量的角度来估计功能丧失的严重性，通常所见到的汽车发动机不起动、制动不灵、燃油和润滑油消耗量异常、机械传动系统运转不平稳等都是机械故障的表现形式，当其超过了规定的指标，即发生了故障。

机械的技术状况随使用时间的延长会逐渐恶化，发生故障的可能性也随时间的延长而增大，由于故障的发生具有随机性，很难预测故障发生的确切时间，因此，可以用累计故障率、故障密度和故障率来度量。

累计故障率：即故障发生的时间比率，或在规定条件下和规定的时间内发生故障的概率。

故障密度：故障密度是累计故障率对时间的微分，它反映了故障概率随时间变化的快慢，某一时间的故障密度大，则故障概率增加得快。

故障率：故障率分瞬时故障率和平均故障率。产品在某一瞬态时的单位时间内发生故障的概率，称作瞬时故障率，有时简称故障率。产品在某一段时刻内单位时间发生故障的概率．称为平均故障率。

最常见的机械故障率随时间变化的规律如图1所示的浴盆曲线．曲线可划分为早期故障期(初始故障)、随机故障期(偶发故障)和耗损故障期(衰老故障)三个阶段。机械设备在工作初期，由于设计、制造的不完善，工艺缺陷和装配调整缺陷，致使故障率较高，而且故障率随时间的增加而迅速下降，呈渐减型，若进行大修或技术改造后，再次使用也会出现这种情况。机械设备经过早期故障阶段后，由于使用环境的偶然变化、人为操作差错、管理不善造成的潜在缺陷、维护不良、零部件缺陷等，均可造成随机分布的偶发故障，故障率低而稳定，近似为常数。这一阶段是机械设备最佳工作时期，机械设备的使用寿命基本上由此阶段决定。在机械设备使用后期，由于机械中的主要零部件的各种磨损、疲劳、老化、腐蚀等的累积达到一定程度，机械的故障率随运转时间的增加而不断增大，而且上升趋快，呈渐增型，机械进入耗损故障阶段，故障增多，故应加强预防性维修。

机械故障的特性分析

机械故障是与磨损、腐蚀、疲劳、老化等机理分不开的。根据机械故障形成的一般过程机械故障主要有以下一些特性：

潜在性：机械在使用中会出现各种损伤，损伤引起零部件结构参数发生变化，当损伤发展到使零部件结构参数超出允许值时，机械即出现潜在故障。由于机械设计考虑一定的安全系数，即使某些零部件的结构参数超出允许值后，机械的功能输出参数仍在允许的范围内，机械并未发生功能故障。同时，通过润滑、清洁、紧固、调整等手段，可以消除或减缓损伤的发展，使潜在故障得到一定程度的控制甚至消除。因此，从潜在故障发展到功能故障一般具有较长的一段时间，机械故障的潜在性可通过维护来减少功能故障的发生，从而大大延长了机械的使用寿命。

渐发性：由于磨损、腐蚀、疲劳、老化等过程的发生与时间关系密切，因此而引起的机械故障也与时间有关。机械使用中损伤是逐步产生的，零部件的结构参数也是缓慢变化的，机械性能也是逐渐恶化的。机械使用时间越长，发生故障的概率就越大，故障发生的概率与机械运转的时间有关，由于故障的渐发性这一特性，使多数的机械故障可以预防。

耗损性：机械磨损、腐蚀、疲劳，老化等过程伴随着能量与质量的变化，其过程是不可逆转的。表现为机械老化程度逐步加剧，故障越来越多。随着使用时间的增加，局部故障的排除虽然能恢复机械的性能，但机械的故障率仍不断上升。同时损伤的消除也是不完全性的，维修不可能使机械的性能恢复到使用前的状态。

模糊性：机械使用中，由于受到各种使用及环境条件的影响，其损伤与输出参数的变化都具有一定的随机性与分散性。同时，由于材料与制造等因素的影响，机械的各种极限值、初始值也具有不同的分布，同一机械在不同的使用环境下，输出参数随时间也具有不同的分布。从而导致参数变化及故障判断标准都具有一定的分散性，使机械故障的发生与判断标准都具有一定的模糊性。

多样性：机械使用中，由于磨损、腐蚀、疲劳、老化过程的同时作用，同一零部件往往存在多种故障机理，产生多种故障模式，例如轴的弯曲变形、磨损、疲劳断裂等。这些故障不仅故障机理与表现形式不同，而且分布模型及在各级的影响程度也不同，使故障呈现出多样性。

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