工程機(jī)械故障管理在設(shè)備維修中的應(yīng)用

賈 淵

（神華準(zhǔn)能集團(tuán)有限公司 檢修維修中心，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

工程機(jī)械故障管理在設(shè)備維修中的應(yīng)用

賈 淵

（神華準(zhǔn)能集團(tuán)有限公司 檢修維修中心，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

工程機(jī)械作為工程建設(shè)的重要設(shè)備，被廣泛運(yùn)與露天礦山開采中，準(zhǔn)能集團(tuán)露天礦擁有大量先進(jìn)的工程機(jī)械設(shè)備，正確的對工程機(jī)械進(jìn)行故障管理，可降低企業(yè)成本，提高設(shè)備出動(dòng)率。

工程機(jī)械；故障；故障樹；信息；分析

0 引 言

企業(yè)對設(shè)備的管理的主要任務(wù)是對設(shè)備進(jìn)行綜合管理，保持設(shè)備完好，不斷改善和提高企業(yè)裝備素質(zhì)，充分發(fā)揮設(shè)備能效，工程設(shè)備在合理使用、維護(hù)保養(yǎng)、計(jì)劃檢修、定期檢查和安全運(yùn)行任何一個(gè)管理環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會(huì)影響到產(chǎn)量或質(zhì)量指標(biāo)的完成。

工程機(jī)械在使用過程中由于磨損、疲勞、腐蝕的產(chǎn)生的損傷，使零件原有的幾何形狀、尺寸、表面粗造度、硬度、強(qiáng)度、及彈性等發(fā)生變化，破壞了零件間的配合特性和合理的位置，造成零件技術(shù)性能的變壞和失效，引起機(jī)械技術(shù)狀況發(fā)生變化。所以工程機(jī)械無論質(zhì)量好壞都會(huì)在使用中涉及到維修問題,對工程機(jī)械的維修旨在保障該設(shè)備機(jī)械正常工作，延長機(jī)械的使用壽命和工作年限，從本質(zhì)上改善機(jī)械生產(chǎn)過程中的成本問題。

在保障維修質(zhì)量的時(shí)候必須要有一定的維修管理制度，這一點(diǎn)十分重要。而在對工程機(jī)械的維修進(jìn)行管理的過程也就是通過對工程機(jī)械的維修實(shí)現(xiàn)降低成本、循環(huán)使用機(jī)械的過程,可以通過對工程機(jī)械故障信息的收集和分析對工程機(jī)械故障進(jìn)行管理，能夠有效的降低設(shè)備故障率，提高設(shè)備出動(dòng)率。

1 工程機(jī)械故障信息的采集

工程機(jī)械信息主要來源于故障機(jī)械的現(xiàn)場記錄，故障機(jī)械及其零部件的性能、材質(zhì)數(shù)據(jù)以及有關(guān)歷史資料,準(zhǔn)確而詳盡的故障信息是進(jìn)行故障診斷和處理的主要依據(jù)和前提，為分析、研究設(shè)備在使用期間的使用狀況，探索磨損規(guī)律和檢修規(guī)律、提高設(shè)備管理水平，對反饋制造質(zhì)量和管理質(zhì)量性息提供重要依據(jù)。

1.1 收集故障數(shù)據(jù)資料的注意事項(xiàng)

1）目的性要明確，要收集對故障分析有用的數(shù)據(jù)和資料。

2）要按規(guī)定的程序和方法收集數(shù)據(jù)。

3）對故障要有具體的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

4）各種時(shí)間要素的定義要準(zhǔn)確，計(jì)算各種有關(guān)費(fèi)用的方法和標(biāo)準(zhǔn)要統(tǒng)一。

5）數(shù)據(jù)必尋準(zhǔn)確，真實(shí)可靠，要對記錄人員進(jìn)行教育、培訓(xùn)、健全責(zé)任制度。

6）數(shù)據(jù)要完整、客觀、實(shí)用、防止含糊不清。

1.2 故障信息的內(nèi)容

故障分析中需要收集的數(shù)據(jù)資料一般包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

1）故障識別數(shù)據(jù)，包括故障的類型、故障現(xiàn)場形狀、故障時(shí)間等。

2）故障鑒定數(shù)據(jù)，包括故障現(xiàn)象、故障原因、壽命時(shí)間、測試數(shù)據(jù)等。

1.3 故障信息的來源

故障信息通常從以下資料中獲?。孩俟收犀F(xiàn)場調(diào)查資料；②故障專題分析報(bào)告；③機(jī)械運(yùn)行及檢查記錄；④故障報(bào)告單；⑤狀態(tài)檢測和故障診斷記錄；⑥機(jī)械履歷書和技術(shù)檔案；⑦原廠說明書及隨機(jī)技術(shù)資料；⑧故障分析資料及其他故障信息資料等。

1.4 機(jī)械故障記錄

1）做好對機(jī)械各種檢查的記錄，對檢查中發(fā)現(xiàn)的機(jī)械隱患，除按照規(guī)定處理外，對隱患的情況也要按表格要求認(rèn)真填寫。

2）填好機(jī)械故障報(bào)告單。在有關(guān)技術(shù)人員會(huì)同維修人員對機(jī)械故障進(jìn)行分析處理后，要把詳細(xì)情況填入故障報(bào)告單，故障報(bào)告單是故障管理中的主要信息源，對故障報(bào)告單的內(nèi)容要認(rèn)真研究確定，其一般記錄項(xiàng)目及進(jìn)行管理的內(nèi)容包括項(xiàng)目類別、獲取的信息、進(jìn)行管理的內(nèi)容見表1。

表1 故障報(bào)告單記錄的項(xiàng)目及作用

2 機(jī)械故障的分析

對機(jī)械故障進(jìn)行分析，主要是為了找出發(fā)生故障的原因和機(jī)理，從而為減少和消除故障制定有效措施，因此不僅要對每一項(xiàng)具體的故障進(jìn)行分析，還要露天礦全部機(jī)械的基本情況、主要問題及其規(guī)律有全面的了解，從而找出薄弱環(huán)節(jié)，采取針對性措施，以改善機(jī)械技術(shù)狀況，常用分析內(nèi)容和方法如下。

2.1 故障原因分析

產(chǎn)生故障的原因主要有以下幾類：

1）不設(shè)計(jì)不合理。機(jī)械結(jié)構(gòu)先天性缺陷，零部件配合方式不當(dāng)，潤滑不良，應(yīng)力過高，對使用條件和環(huán)境考慮不周等。

2）制造修理缺陷。零部件制作過程的切削、壓力加工、熱處理、焊接、裝配、安裝等存在缺陷。

3）原材料缺陷。使用材料不符合技術(shù)要求，鑄件、鍛件、軋制件等缺陷或熱處理缺陷等。

4）使用不當(dāng)。超出規(guī)定的使用條件，超載作業(yè)，違反操作規(guī)程，潤滑不良，保養(yǎng)不到位，維修不當(dāng)，管理混亂等。

5）自然損耗。由于自然條件造成零部件磨損、疲勞、腐蝕、老化（劣化）等。

有些故障是單一原因造成的，有些故障則是多種因素綜合引起的。有的是一種原因起主導(dǎo)作用，其他原因起媒介作用，作為機(jī)械使用和維修人員，必須研究故障發(fā)生的原因和規(guī)律，以便正確的處理故障。開展故障分析時(shí)，應(yīng)對機(jī)械故障原因種類規(guī)范化，明確每種故障的確切內(nèi)容，故障原因種類不宜分的過粗或過細(xì)，劃分的原則是以容易看出每種故障的主要原因或存在問題，便于進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析即可。

2.2 故障頻數(shù)分析

故障頻數(shù)分析是通過對故障進(jìn)行定量分析，應(yīng)用概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理和方法計(jì)算故障發(fā)生的概率，求出有關(guān)故障和可行性的一些指標(biāo)，常用的分析方法有以下幾種：

1）故障原因頻數(shù)統(tǒng)計(jì)分析。當(dāng)導(dǎo)致故障的幾種原因進(jìn)行數(shù)量分析時(shí)，可列出不同的故障原因的頻數(shù)表，通過對故障頻數(shù)表的分析，就可以掌握機(jī)械的故障原因。如推土機(jī)在一定的時(shí)期內(nèi)共發(fā)生故障147次，按照造成故障的主次原因順序排列見表2，掌握了機(jī)械的主要故障原因，就能使故障管理的目標(biāo)明確。

表2 推土機(jī)九類故障原因的頻數(shù)

故障頻率分析一般在同類型設(shè)備之間進(jìn)行，或?qū)ν粏挝磺昂笃诘墓收项l率進(jìn)行比較，觀察其故障多少及變化趨勢。

2）故障頻率分析。為了掌握機(jī)械使用過程中不同時(shí)間內(nèi)的故障量的增減趨勢，一般以機(jī)械的單位運(yùn)轉(zhuǎn)臺時(shí)發(fā)生的故障臺次評價(jià)故障的頻率。

3）故障強(qiáng)度率分析。當(dāng)故障頻率還不能反映故障停機(jī)時(shí)間的長短和費(fèi)用損失的程度。為了反映故障的程度，一般以單位運(yùn)轉(zhuǎn)臺時(shí)的故障停機(jī)時(shí)間來評價(jià)，稱為故障強(qiáng)度率，即：同期機(jī)械故障停機(jī)時(shí)間與機(jī)械實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)臺數(shù)的百分比。

4）故障樹分析法。故障樹分析法是一種安全可靠的分析技術(shù)，也是目前故障診斷中應(yīng)用較多的方法之一，它對系統(tǒng)故障不但可以做定性的而且還可以做定量的分析;不僅可以分析由單一構(gòu)件所引起的系統(tǒng)故障，而且也可以分析多個(gè)構(gòu)件不同模式故障而產(chǎn)生的系統(tǒng)故障情況。因?yàn)楣收蠘浞治龇ㄊ褂玫氖且粋€(gè)邏輯圖，因此，不論是設(shè)計(jì)人員或是使用和維修人員都容易掌握和運(yùn)用，并且由它可派生出其他專門用途的"樹"。例如，可以繪制出專用于研究維修問題的維修樹，沿著樹形圖的分支去分析機(jī)械（或系統(tǒng)）發(fā)生故障的原因，查明那些零部件是故障源。它建立在對系統(tǒng)的故障經(jīng)驗(yàn)庫基礎(chǔ)上，采用逆向推理，將系統(tǒng)級的故障現(xiàn)象（頂事件）與最基本的故障原因（底事件）之間通過“與”、或“非”“異或”等邏輯關(guān)系相關(guān)聯(lián)，它通常把系統(tǒng)的故障狀態(tài)稱為頂事件，然后找出系統(tǒng)故障和導(dǎo)致系統(tǒng)故障的諸原因之間的邏輯關(guān)系,并將那些邏輯關(guān)系用符號的形式表示出來，由上而下逐層分解，直到不能再分解為止，最終找出對故障原因。

任何復(fù)雜的工程設(shè)備都是集機(jī)、電、液與一體的復(fù)雜系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、附屬系統(tǒng)等。由于系統(tǒng)復(fù)雜，因此對其故障的定位準(zhǔn)確度要求很高。利用故障樹分析法可以準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)主要零部件和復(fù)雜原因的故障，并找出故障的原因和機(jī)械各層次的影響，以發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，并進(jìn)而在機(jī)械的使用、維修中采取針對性的措施。以下是故障樹的建立步驟：①選擇和確定頂事件；②分析頂事件；③分析每個(gè)與頂事件直接相聯(lián)系的輸入事件；④按照故障結(jié)構(gòu)畫成樹形狀圖。

3 工程機(jī)械故障管理在維修中的應(yīng)用

做好機(jī)械故障管理，必須認(rèn)真掌握發(fā)生故障原因的信息，從實(shí)際出發(fā)，在典型故障中積累資料和數(shù)據(jù)，展開故障分析，重視故障規(guī)律和故障機(jī)理的研究，加強(qiáng)日常維護(hù)、檢查，就有可能避免突發(fā)事故和控制偶發(fā)性事故的發(fā)生，并取得良好的效果，展開故障管理的一般做法如下。

3.1 對重點(diǎn)機(jī)械進(jìn)行監(jiān)測

1）根據(jù)露天礦生產(chǎn)實(shí)際和機(jī)械狀態(tài)特點(diǎn)，確定故障管理重點(diǎn)。

2）采用監(jiān)測儀器和診斷技術(shù)對重點(diǎn)機(jī)械進(jìn)行有計(jì)劃的監(jiān)測活動(dòng)，以發(fā)現(xiàn)故障的征兆和劣化的信息。

3）在缺少監(jiān)測儀器和手段的情況下，可通過人的感覺器官及檢測工具，對在用機(jī)械進(jìn)行日常和定期點(diǎn)檢，著重掌握容易引起故障的部位、機(jī)構(gòu)及零件的技術(shù)狀態(tài)和異?，F(xiàn)象的信息。

4）要?jiǎng)?chuàng)造條件開展?fàn)顟B(tài)檢測和診斷技術(shù)，有重點(diǎn)低進(jìn)行狀態(tài)檢測維修，以控制和防止故障的發(fā)生。

3.2 建立故障查找邏輯程序

查找故障常涉及不同領(lǐng)域的知識，需要豐富的經(jīng)驗(yàn)，除培訓(xùn)維修工掌握故障分析方法外，應(yīng)把常見的典型故障現(xiàn)象、分析步驟、消除方法，匯編成典型故障查找邏輯程序表。液壓系統(tǒng)故障邏輯查詢表如表3，通過對設(shè)備故障現(xiàn)象、故障產(chǎn)生的原因、設(shè)定維修方法進(jìn)項(xiàng)邏輯統(tǒng)計(jì)，以便在故障發(fā)生后能迅速找出故障部位和原因，能及時(shí)而有效地進(jìn)行修理。

3.3 建立機(jī)械故障記錄和統(tǒng)計(jì)分析制度

故障記錄是開展故障管理的基礎(chǔ)資料，也是進(jìn)行故障分析、處理的原始依據(jù)，因此記錄必須完整正確，維修工人在現(xiàn)場對故障進(jìn)行檢查和修理后，按照機(jī)械維修任務(wù)單的內(nèi)容認(rèn)真填寫，由現(xiàn)場機(jī)械員匯總后填寫機(jī)械故障記錄按月報(bào)送機(jī)械管理部門。

表3 液壓系統(tǒng)故障邏輯查詢表

機(jī)械管理部門匯總故障記錄后對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，算出各類機(jī)械的故障頻率、平均故障間隔期，分析單臺機(jī)械的故障動(dòng)態(tài)，找出故障的發(fā)生規(guī)律，以便突出重點(diǎn)，采取措施，并反饋給維修部門作為安排預(yù)防檢修和改善措施計(jì)劃的依據(jù)。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)整理資料，繪制單臺機(jī)械故障狀態(tài)統(tǒng)計(jì)分析表，作為分析故障原因、掌握故障規(guī)律、確定維修對策、編制維修計(jì)劃的依據(jù)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果，采取針對性的計(jì)劃檢修。

對于使用不合理、操作不正當(dāng)造成的故障，通過故障管理反饋單通知使用單位限期整改。對于維修不良或失修而導(dǎo)致的故障，通過故障管理反饋單通知維修單位檢查處理，并落實(shí)修理級別和時(shí)間。對于多發(fā)性故障頻率高已失去修復(fù)價(jià)值的老舊機(jī)械或總成應(yīng)及時(shí)停止使用，申請報(bào)廢。對于重復(fù)性故障頻率高的機(jī)械，要進(jìn)行重點(diǎn)研究分析，針對不同情況予以處理。

結(jié)構(gòu)不合理的安排改善性修理，失修造成的安排針對性的項(xiàng)目修理，上次修理未徹底解決的隱患應(yīng)安排返修，徹底解決，如由于缺乏配件更換而湊合對付造成的，應(yīng)通知供應(yīng)部門解決配件后安排修理，根據(jù)計(jì)劃處理階段確定的工作內(nèi)容，措施要求以及完成時(shí)間等，落實(shí)到有關(guān)單位或個(gè)人并按計(jì)劃予以落實(shí)，在實(shí)施中要有專人負(fù)責(zé)檢查，確保實(shí)施的質(zhì)量和效果，并將實(shí)施成果進(jìn)行等級，用以指導(dǎo)機(jī)械的正確使用和預(yù)防維修。

4 結(jié) 論

通過工程機(jī)械故障管理可以有效的制定計(jì)劃檢修及狀態(tài)檢修，有計(jì)劃的組織配件材料，減少庫存，提高企業(yè)資金的使用率,提高設(shè)備的出動(dòng)率，有效降低維修成本。

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【責(zé)任編輯：陳 毓】

Application of construction machinery fault management in equipment maintenance

JIA Yuan
(Equipment Repair Center,Shenhua Zhunge'er Energy Co.,Ltd.,Ordos 010300,China）

Engineering machinery,as one of the important equipment in engineering construction,is widely applied in open-pit mining.The open-pit mine in Zhunneng group owns a number of advanced engineering machinery equipment,and correctly carries out fault management for engineering machinery,which can reduce the cost of enterprise and improve equipment out rate.

engineering machinery;fault;fault tree;information;analysis

TH186

B

1671－9816（2017）07－0057－04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.07.016

賈淵.工程機(jī)械故障管理在設(shè)備維修中的應(yīng)用［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（7）：57-60.

2017-03-10

賈 淵（1966—）男，內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗人，工程師，本科，1989年畢業(yè)于大同煤炭學(xué)校機(jī)械化專業(yè)，現(xiàn)任準(zhǔn)能設(shè)備維修中心整備車間主任。