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TPM设备可靠性和故障规律

来源/作者:TPM咨询服务中心 丨 发布时间:2017-10-05 丨 浏览次数:

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  (1)设备可靠性
  
  设备的可靠性是指系统、设备或零部件在规定条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。
  
  ①可靠度,对设备可靠概率的度量。
  
  R(t)0≤R(t)≤1
  
  固有可靠度Ri--设备在设计和制造中形成的可靠度。
  
  使用可靠度Ru--设备在使用过程中,由于操作、维护、环境等条件对固有可靠度降低的概率。
 
设备可靠性
设备可靠性
  
  工作可靠度Ro--设备在工作中的可靠度。
  
  三者的关系为:
  
  Ro﹦Ri×Ru
  
  TPM咨询公司统计,电气设备的可靠度,其中Ri占80%(设计技术40%,零件、材料30%,制造技术10%),Ru占20%。可见设备的可靠度主要取决于固有可靠度。
  
  ②故障率,判别设备故障规律的基本参数,也是评价设备可靠性的重要特征量。
  
  ③平均故障率(λ),设备在一定时间内的故障总数与工作时间的比值。
  
  (2)设备的故障分布规律
  
  设备故障随时间变化规律呈不同的分布类型,依据其分布类型来估计设备可靠性参数,采取合理的监测方法和维修方针。
  
  ①典型故障曲线--浴盆曲线
  
  见下图8-1所示。
  
  该曲线是设备在运行寿命时间内,故障发展的规律。
  
  初期故障期(磨合阶段)--设备投产前调整和试车阶段,设备故障较多,随着故障的消除和磨合,故障逐渐降低而趋于稳定。这一阶段反映了设备设计、制造和安装调整的技术质量水平。
  
  偶发故障期--设备进入正常运转阶段的故障特征,故障率较低并保持稳定。这与运行条件,操作与维修密切相关。
  
  耗损故障期--设备经过故障稳定阶段,由于机械磨损、化学腐蚀及物理性质的变化,设备故障率开始上升,进入耗损故障期。对于可修复的设备,应进行维修,以延长设备的使用寿命。
  
  以上三个阶段对应故障分布的三种基本类型,即初期为故障递减型,偶发期为故障恒定型,耗损期为故障递增型。
  
  2)复杂设备的故障模型20世纪60年代,提出了可靠性为中心的维修理论,经过大量的研究,对于复杂设备故障,除了浴盆曲线故障模型外,还存在其他五种故障模型,见图8-2。五种故障曲线显示各种机电部件故障与时间的关系,其中故障概率呈稳定或缓慢上升D、E、F三种类型占了故障总概率的89%,其余的只占11%。
  
  Dalanik定律:"可修复的复杂设备,无论故障件寿命分布类型如何,故障件修复或更新以后,设备的故障率随时间而趋于常数。"复杂设备的故障模式多种多样,每种故障随机发生后,如果及时排除、修复或更新故障件,可使设备故障率成为常数。除了简单的磨损、疲劳及腐蚀等消耗故障外,才属于A、B、C类型故障。
  
  不同的故障分布曲线,设备越复杂,故障率越高,随机性越大。只按某种固定监测诊断方法和维修方式,难以解决复杂的设备故障问题。美国宇航局NASA通过研究,归纳六种设备故障概率,其中F类占68%,在整个服役期内故障概率恒定。所谓复杂的设备是指具有多种故障模式的设备,一般的机械设备、电气和电子设备大多为复杂的设备,如电机、汽轮机、加工中心、压缩机及生产线等。这些设备的故障基本符合F类故障规律,在服役期间故障率恒定不变,但是其故障是随机发生的。所以要强调对设备的监测和诊断,设备故障的随机性越强,越要进行检测和诊断。设备可靠性检测诊断有设备停机检测诊断和运行中的检测诊断;也有在线监测诊断和离线监测诊断。

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