減速機(jī)械的可靠性維修及其維修決策

邵輝

摘 ?要：減速機(jī)械一旦發(fā)生軸承損壞、漏油或過熱等問題，就會(huì)導(dǎo)致正常生產(chǎn)受到嚴(yán)重影響。針對(duì)這一情況，還應(yīng)加強(qiáng)減速機(jī)械的可靠性維修，并從可靠性、維修性和經(jīng)濟(jì)性角度完成合理的維修方式選擇，同時(shí)制定科學(xué)的維修周期決策，進(jìn)而更好地實(shí)現(xiàn)設(shè)備的維修管理。因此，相關(guān)人員還應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)問題的研究，以便更好地開展相關(guān)工作。

關(guān)鍵詞：減速;機(jī)械;可靠性;維修

引言

減速機(jī)械在出現(xiàn)軸承損壞、漏油或者過熱的問題時(shí)，就會(huì)對(duì)正常的工作產(chǎn)生巨大的影響，為此需要加強(qiáng)減速機(jī)械的可靠性維修，并充分分析經(jīng)濟(jì)性等影響因素，選擇最合理的維修計(jì)劃。

1減速機(jī)械的分類

減速器的種類很多，根據(jù)變速箱的類型，可以分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器。根據(jù)不同的傳動(dòng)級(jí)，可分為單級(jí)減速器和多級(jí)減速器。根據(jù)齒輪的形狀，可以歸類為圓柱齒輪減速器。根據(jù)傳動(dòng)裝置的布局，它可以分為膨脹型、分體型和同軸型減速器。漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)裝置具有許多優(yōu)點(diǎn)并得到了廣泛的應(yīng)用。然而，一些機(jī)械設(shè)備減少型變送器不僅需要大的傳動(dòng)比，而且還需要小的輪廓尺寸。漸開線齒輪變速器不能滿足結(jié)構(gòu)要求。在這種情況下，通常使用蝸桿傳動(dòng)。蝸桿傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行穩(wěn)定且無噪音。如果蝸桿的導(dǎo)程角很小，則蝸桿驅(qū)動(dòng)器將自鎖。熱驅(qū)動(dòng)的主要缺點(diǎn)是齒面之間的滑動(dòng)速度快，傳遞效率低和傳遞熱量容易產(chǎn)生 。

2減速機(jī)械可靠性的分析

在分析減速機(jī)的可靠性時(shí)，一般會(huì)采用兩種方法，分別是定性分析和定量分析。通過對(duì)故障的模式進(jìn)行分析、分析故障的致命度、故障對(duì)機(jī)械的影響等方式就是定性分析。定性分析需要進(jìn)行十分系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，找到機(jī)械當(dāng)前有哪些弱點(diǎn)。通常，一個(gè)減速機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)之初，就需要根據(jù)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析可能存在的故障，并分析這些故障對(duì)機(jī)械能夠造成怎樣的影響，然后進(jìn)行致命性分析。分析可靠性時(shí)需要采用自上而下的方式進(jìn)行分析，首先分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，然后分析系統(tǒng)的元件，從而確定故障模式對(duì)系統(tǒng)性能造成的影響。在分析的最后，要對(duì)各種模式發(fā)生故障的嚴(yán)酷程度進(jìn)行分類，并分析可能發(fā)生故障的概率，并采用合理的而方法消除故障。定量分析法和定性分析的區(qū)別在于使用了大量的數(shù)學(xué)工具，尤其是大量使用了概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)的內(nèi)容，根據(jù)數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)果來判斷減速機(jī)械的故障，并判斷減速機(jī)械的可靠性。

3減速機(jī)械可靠性維修

可以使用定性或定量分析來分析減速器。定量分析使用統(tǒng)計(jì)和概率論的概念和方法對(duì)從壽命實(shí)驗(yàn)和故障統(tǒng)計(jì)中獲得的高度分散的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并進(jìn)行可靠性計(jì)算。定性分析是對(duì)缺陷和事故的系統(tǒng)分析，以發(fā)現(xiàn)和消除系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。如今，用于確定系統(tǒng)可靠性的常用方法是使用系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法來發(fā)現(xiàn)弱點(diǎn)及其影響。故障模式和影響分析（FMEA）以及故障模式，影響和死亡率分析可用于使用統(tǒng)計(jì)和概率理論來估計(jì)事故特征。布爾理論，故障樹分析和馬爾可夫理論均可用。以下是幾種方法的原理和實(shí)現(xiàn)步驟的簡(jiǎn)要介紹。FTA 程序通常用于維持減速器的實(shí)際可靠性。具體來說，需要在化簡(jiǎn)器中完成圍繞特定系統(tǒng)故障的逐層跟蹤，以使用故障樹顯示系統(tǒng)故障與故障原因之間的關(guān)系。建立故障樹模型后，需要收集故障數(shù)據(jù)。通過定性分析，可以獲得定性重要性和最小割集，以完成對(duì)系統(tǒng)弱點(diǎn)和故障譜的搜索。定量分析完成了頂級(jí)事件發(fā)生概率的計(jì)算，并降低了系統(tǒng)的可靠性?？梢允褂藐P(guān)鍵重要性和概率的重要性來分析數(shù)據(jù)結(jié)果，從而做出有關(guān)維護(hù)科學(xué)信譽(yù)的決策。以蝸桿減速器為例，構(gòu)建故障樹。最重要的事件是減速器故障，而蝸桿減速器故障的原因可以分為七個(gè)類別。換句話說，減速器的油含量太高。諸如傳動(dòng)軸噪音，軸承故障，軸承蓋機(jī)油泄漏，減速器過熱，齒輪損壞以及其他故障之類的故障可以視為次要事件。故障樹底部事件是各種故障的原因。例如，減速器過熱的底部事件應(yīng)該是過載操作，潤(rùn)滑油污染，油封的過度摩擦以及潤(rùn)滑油不足。建立故障樹后，可以使用升序方法來完成最小割集解決方案。根據(jù)布爾代數(shù)的規(guī)則，最高事件表示為最低事件乘積之和的最簡(jiǎn)單形式，并且每個(gè)項(xiàng)目都可以視為最小割集。分析顯示，針對(duì)蝸桿減速器故障，有 23 個(gè)主要的最小割斷集。確定最底層事件的故障模式和故障分布參數(shù)后，可以使用最底層事件的故障概率來完成最頂層事件的故障概率的計(jì)算并完成對(duì)故障樹的定量分析。通過計(jì)算，可以調(diào)整每個(gè)故障的可能性，并完成對(duì)每個(gè)組件重要性的調(diào)整。綜合考慮這兩個(gè)因素，可以完成蝸桿減速器組件的診斷和檢查程序，以可靠地維護(hù)減速機(jī)。分析的結(jié)果是，導(dǎo)致蝸輪蝸桿減速器故障的故障有五種主要類型：空心軸油封泄漏，電機(jī)軸齒輪損壞和單鍵空心軸磨損，鍵槽、減速器異響，帶收縮盤的空心網(wǎng)。進(jìn)一步分析這五個(gè)故障的原因及其相應(yīng)的解決方案，可以確保蝸桿減速器的可靠運(yùn)行。

4減速機(jī)械可靠性維修決策

4.1維修方式?jīng)Q策

目前，機(jī)械設(shè)備常用的維修方式包含定期維修、狀態(tài)維修和事后維修，采取不同的維修方式將給設(shè)備的可靠性、維修性和經(jīng)濟(jì)性帶來不同程度的影響。在制定維修方式?jīng)Q策時(shí)，還應(yīng)采取定期維修方式維修具有較高可靠性要求的設(shè)備，采用事后維修方式維修故障危害小的設(shè)備，采取狀態(tài)維修方式維修具有較高維修成本的設(shè)備?？紤]到減速機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，可以針對(duì)具體零部件或組件制定相應(yīng)維修方式?jīng)Q策，因此可以采取層次分析法選取維修方式。而目標(biāo)層為減速機(jī)蝸桿維修方式，第二層為準(zhǔn)則層，即利用專用程度、對(duì)安全環(huán)境的影響、在生產(chǎn)中的重要程度和質(zhì)量的穩(wěn)定性四個(gè)可靠性指標(biāo)，并利用維修難易程度和備件情況這兩個(gè)維修性指標(biāo)，同時(shí)利用蝸桿原值、停機(jī)損失和維修費(fèi)用這三個(gè)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)對(duì)減速機(jī)維修方式進(jìn)行衡量 ?。最后則為方案層，包含狀態(tài)維修、定期維修和事后維修。依次進(jìn)行第二層對(duì)第一層以及第三層對(duì)第二層的評(píng)判矩陣的構(gòu)造，并進(jìn)行求解，則能夠得到狀態(tài)維修、定期維修和事后維修的權(quán)重分別為 0.326、0.376 和 0.298，因此應(yīng)采用定期預(yù)防維修方式進(jìn)行蝸桿維修。

4.2 預(yù)防維修周期決策

采取定期維修方式，還應(yīng)確定最優(yōu)的維修周期以降低減速機(jī)械的預(yù)防性維修陳本，并確保設(shè)備的維修效果。在具體制定決策時(shí)，還要根據(jù)維修目的進(jìn)行維修周期計(jì)算。比如零部件故障如果危及安全，就要以安全性要求為目的，否則以經(jīng)濟(jì)性要求或有效度最大為目的。以蝸桿減速機(jī)的蝸桿維修為例，將以有效度最大為目的進(jìn)行維修，需要先對(duì)蝸桿故障分布模型進(jìn)行判斷。而蝸桿定期維修的平均維修時(shí)間約為 1h，事后維修時(shí)間約為 1.5h。根據(jù)蝸桿使用壽命時(shí)間表，則能完成蝸桿樣本統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算，然后利用極大似然法完成假設(shè)分布參數(shù)的點(diǎn)估計(jì)值的求解，并完成符合性檢驗(yàn) ?。

結(jié)束語

減速機(jī)械的維修需要制定科學(xué)的維修方法，這就需要立足于對(duì)減速機(jī)械的可靠性分析結(jié)果，制定合理的維修計(jì)劃，針對(duì)性地進(jìn)行維修和保養(yǎng)，從而在保證減速機(jī)械工作狀態(tài)的同時(shí)，也能夠保降低減速機(jī)械的維修成本，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

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