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摘要：在科学技术快速发展的今天，尤其是机电液一体化技术被广泛地应用到生产中去，那么简单的机械设备必将转变为计算机辅助控制的大型复杂设备。过去的观点认为：设备使用时间越长磨损越严重，同时故障率也会随之上升，而现在对比发现，这样的论断是不正确的，故障率还可能是与时间相关的，使用时间也是影响设备可靠性的一大因素。
关键词：机械设备故障 维修
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：
目前,机械设备正朝着连续化、大型化、高速化、系统化、精密化和自动化的方向发展，设备结构也变的越来越复杂，设备维修与管理工作也出现了很多新的问题。而机械设备一旦发生故障常常会造成的十分巨大的经济损失。同时现代化的生产过程对设备维修、设备的可靠性与更换的经济性提出的要求比以前更高。目前，以可靠性为中心的维修管理属于第三代维修管理的具有代表性的模式。这种设备管理模式强调以设备的可靠性、设备故障后果作为制订维修策略的主要依据。在机器设备的维修体系中，预防性定期维修和转至损坏再维修体制主要缺陷是：欠维修和过维修并存。其结果导致，不是设备“无病诊治”，就是设备“带病工作”，已不能满足企业“精益化生产方式”的要求。因此为了使设备的维修和监控取得最佳的经济技术效果，掌握机械设备所出现故障的规律，并对其运行状态劣化趋势进行预测就显得非常重要。
一、机械设备故障的特点
1）从系统特性看，除了连续性、间歇性、离散性、突发性、趋势性、随机性等特性外，机械设备是由成百上千个零件装配而成的，在各个零部件之间出现了相混合的状况，所以机械设备出现的故障具有多层次性。
2）随机特性。由于机械设备运行的过程多为动态随机过程，因此，这里的所说的“随机”一词中就包含了两方面含义：一是不同时刻的观测数据是不可重复的，这就说明用监测数据直接判断机械运行过程中产生的故障就是不可靠的，就不得不从统计层面上去分析；二是表征机器工况状态的特征值也在一定范围内发生了很大变化，机器的运行过程可以用数学方法来描述，使用不同的机器，其动态特性模型参数和特征方程也就各不相同，这样就直接导致工况状态的特征域之间出现差异。
二、机械设备故障规律
研究机械设备故障规律对于制定维修对策，以至建立更加科学的维修体制十分有利，是对其运行状态趋势进行预测的基础。机械设备在使用过程中，很多故障发生前会有一些预兆，这就是所谓潜在故障。同时其性能或状态会随着使用时间的推移而逐步下降，呈现如图1所示之曲线。其可识别的物理参数表明，一种功能性故障即将发生。功能性故障表明，设备丧失了规定的性能标准。图中，“F”点表示潜在故障已变成功能故障,换句话说,它已质变到损坏的程度了。“P”点表示性能已经恶化，并发展到可识别的潜在故障的程度：可能是振动，说明即将发生轴承故障；也可能是表明金属疲劳的一个袭纹等等。P~F间隔,就是从潜在故障的显露到转变为功能性故障的时间间隔。各种故障的P~F间隔差别很大,可由几秒到好几年,突发故障的P~F间隔就很短。间隔越长就意味着能够用来预防功能性故障发生的时间就越充裕，因而，要不断地花费很大的精力去寻找潜在故障的物理参数，为避免功能性故障，采取新的预防技术争得较长的时间。
2.1 早期故障期
对于处在早期故障期的设备来说，在初期是故障率很高的，随着时间的推移，故障率也明显下降了。从另一个角度看，机械产品的早期故障期也可以被称为“磨合期”。在这一期间内，其时间究竟多长均是随着产品、系统的设计与制造质量而变动的，并且在此期间产生的一系列故障主要是两方面导致的：一个是设计、制造上的缺陷所致；另一个是使用环境不当所造成的。
2.2 偶发故障期
进入偶发故障期，设备故障率基本处于平稳的状态，并逐步地趋向定值。所以，在偶发故障期，机械故障随时有可能会发生，但是故障率是最低的，也是相对平稳的。基于这一点来说，这也可以被叫做是设备的最佳状态期或正常工作期。在偶发故障期出现的故障，主要是因设计、使用不当、维修不力所引起的。因此，为了解决这一问题，可以通过提高设计质量来不断改进机械的使用管理，并加强诊断和监视，做好保养工作，最经将故障率降到最低。
2.3 耗损故障期
一般情况下，在设备使用的后期，故障率将开始出现上升趋势。其原因主要是由于设备零部件的磨损、疲劳、腐蚀、老化等因素造成的。在科学技术快速發展的今天，尤其是机电液一体化技术被广泛地应用到生产中去，那么简单的机械设备必将转变为计算机辅助控制的大型复杂设备。过去的观点认为：设备使用时间越长磨损越严重，同时故障率也会随之上升，而现在对比发现，这样的论断是不正确的，故障率还可能是与时间相关的，使用时间也是影响设备可靠性的一大因素。
三、维修策略的选择
设备维修策略选择应遵循的原则：首先，通过维修，恢复设备规定的一些功能，目的是消除设备修前存在的缺陷及提高设备的可靠性，只有这样才能够充分地利用起零、部件的有效寿命；其次，确保设备停修和维修费用对生产的经济损失两者之和为最小。
1) 定期维修
作为一种以时间为基础的预防检修方式，定期维修也被称之为计划检修。这一维修方式是根据设备磨损的统计规律或经验进行事先检修设备周期、检修类别、检修设备内容及检修方式。该维修方法不仅仅适合于已知设备磨损规律的设备，还适用于难以随时停机进行检修的流程工业、自动生产线设备。
2) 状态维修
状态维修是以设备状态为基础、以设备状态发展趋势的预测为依据的一种检修方式，也叫做视情维修。这一方法主要是根据对设备的日常检查、定期重点检查、故障诊断所提供的多方面信息，再经过系统分析来判断出设备的健康和性能状况及其今后的发展趋势，设备在故障发生以前，可以将性能降低到规定的故障率以前，从而进行有计划地安排检修。
3) 事后维修
设备发生故障或其它失效时进行的非计划性维修被称之为事后维修，仅用于有冗余配置的设备和对生产影响极小的非重点设备，所以也可以称之为故障维修。
结语：
通过深入分析故障规律、潜在性故障和功能性故障以及P-F间隔期，有利于机械设备在实际应用中，记录设备故障发生的频率、严重性，从而依据故障特征的类型，有针对性地选择维修策略,避免工作的盲目性。通过上文的深入分析，使机械设备故障的特点、故障规律与维修策略以及故障诊断常用几种方法更明确，有利于机械设备在今后的实际应用中，故障发生频率降到最低。
参考文献：
[1] 王琳.机械设备故障诊断与监测的常用方法及其发展趋势[J].武汉工业大学学报,2000年03期
[2] 马绍民.综合保障工程.北京:国防工业出版社, 1995: 86)88
[3] 蒋瑜，杨雪，阮启明.机械设备故障规律及运行趋势预测方法综述[J].机电一体化，2001
关键词：机械设备故障 维修
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：
目前,机械设备正朝着连续化、大型化、高速化、系统化、精密化和自动化的方向发展，设备结构也变的越来越复杂，设备维修与管理工作也出现了很多新的问题。而机械设备一旦发生故障常常会造成的十分巨大的经济损失。同时现代化的生产过程对设备维修、设备的可靠性与更换的经济性提出的要求比以前更高。目前，以可靠性为中心的维修管理属于第三代维修管理的具有代表性的模式。这种设备管理模式强调以设备的可靠性、设备故障后果作为制订维修策略的主要依据。在机器设备的维修体系中，预防性定期维修和转至损坏再维修体制主要缺陷是：欠维修和过维修并存。其结果导致，不是设备“无病诊治”，就是设备“带病工作”，已不能满足企业“精益化生产方式”的要求。因此为了使设备的维修和监控取得最佳的经济技术效果，掌握机械设备所出现故障的规律，并对其运行状态劣化趋势进行预测就显得非常重要。
一、机械设备故障的特点
1）从系统特性看，除了连续性、间歇性、离散性、突发性、趋势性、随机性等特性外，机械设备是由成百上千个零件装配而成的，在各个零部件之间出现了相混合的状况，所以机械设备出现的故障具有多层次性。
2）随机特性。由于机械设备运行的过程多为动态随机过程，因此，这里的所说的“随机”一词中就包含了两方面含义：一是不同时刻的观测数据是不可重复的，这就说明用监测数据直接判断机械运行过程中产生的故障就是不可靠的，就不得不从统计层面上去分析；二是表征机器工况状态的特征值也在一定范围内发生了很大变化，机器的运行过程可以用数学方法来描述，使用不同的机器，其动态特性模型参数和特征方程也就各不相同，这样就直接导致工况状态的特征域之间出现差异。
二、机械设备故障规律
研究机械设备故障规律对于制定维修对策，以至建立更加科学的维修体制十分有利，是对其运行状态趋势进行预测的基础。机械设备在使用过程中，很多故障发生前会有一些预兆，这就是所谓潜在故障。同时其性能或状态会随着使用时间的推移而逐步下降，呈现如图1所示之曲线。其可识别的物理参数表明，一种功能性故障即将发生。功能性故障表明，设备丧失了规定的性能标准。图中，“F”点表示潜在故障已变成功能故障,换句话说,它已质变到损坏的程度了。“P”点表示性能已经恶化，并发展到可识别的潜在故障的程度：可能是振动，说明即将发生轴承故障；也可能是表明金属疲劳的一个袭纹等等。P~F间隔,就是从潜在故障的显露到转变为功能性故障的时间间隔。各种故障的P~F间隔差别很大,可由几秒到好几年,突发故障的P~F间隔就很短。间隔越长就意味着能够用来预防功能性故障发生的时间就越充裕，因而，要不断地花费很大的精力去寻找潜在故障的物理参数，为避免功能性故障，采取新的预防技术争得较长的时间。
2.1 早期故障期
对于处在早期故障期的设备来说，在初期是故障率很高的，随着时间的推移，故障率也明显下降了。从另一个角度看，机械产品的早期故障期也可以被称为“磨合期”。在这一期间内，其时间究竟多长均是随着产品、系统的设计与制造质量而变动的，并且在此期间产生的一系列故障主要是两方面导致的：一个是设计、制造上的缺陷所致；另一个是使用环境不当所造成的。
2.2 偶发故障期
进入偶发故障期，设备故障率基本处于平稳的状态，并逐步地趋向定值。所以，在偶发故障期，机械故障随时有可能会发生，但是故障率是最低的，也是相对平稳的。基于这一点来说，这也可以被叫做是设备的最佳状态期或正常工作期。在偶发故障期出现的故障，主要是因设计、使用不当、维修不力所引起的。因此，为了解决这一问题，可以通过提高设计质量来不断改进机械的使用管理，并加强诊断和监视，做好保养工作，最经将故障率降到最低。
2.3 耗损故障期
一般情况下，在设备使用的后期，故障率将开始出现上升趋势。其原因主要是由于设备零部件的磨损、疲劳、腐蚀、老化等因素造成的。在科学技术快速發展的今天，尤其是机电液一体化技术被广泛地应用到生产中去，那么简单的机械设备必将转变为计算机辅助控制的大型复杂设备。过去的观点认为：设备使用时间越长磨损越严重，同时故障率也会随之上升，而现在对比发现，这样的论断是不正确的，故障率还可能是与时间相关的，使用时间也是影响设备可靠性的一大因素。
三、维修策略的选择
设备维修策略选择应遵循的原则：首先，通过维修，恢复设备规定的一些功能，目的是消除设备修前存在的缺陷及提高设备的可靠性，只有这样才能够充分地利用起零、部件的有效寿命；其次，确保设备停修和维修费用对生产的经济损失两者之和为最小。
1) 定期维修
作为一种以时间为基础的预防检修方式，定期维修也被称之为计划检修。这一维修方式是根据设备磨损的统计规律或经验进行事先检修设备周期、检修类别、检修设备内容及检修方式。该维修方法不仅仅适合于已知设备磨损规律的设备，还适用于难以随时停机进行检修的流程工业、自动生产线设备。
2) 状态维修
状态维修是以设备状态为基础、以设备状态发展趋势的预测为依据的一种检修方式，也叫做视情维修。这一方法主要是根据对设备的日常检查、定期重点检查、故障诊断所提供的多方面信息，再经过系统分析来判断出设备的健康和性能状况及其今后的发展趋势，设备在故障发生以前，可以将性能降低到规定的故障率以前，从而进行有计划地安排检修。
3) 事后维修
设备发生故障或其它失效时进行的非计划性维修被称之为事后维修，仅用于有冗余配置的设备和对生产影响极小的非重点设备，所以也可以称之为故障维修。
结语：
通过深入分析故障规律、潜在性故障和功能性故障以及P-F间隔期，有利于机械设备在实际应用中，记录设备故障发生的频率、严重性，从而依据故障特征的类型，有针对性地选择维修策略,避免工作的盲目性。通过上文的深入分析，使机械设备故障的特点、故障规律与维修策略以及故障诊断常用几种方法更明确，有利于机械设备在今后的实际应用中，故障发生频率降到最低。
参考文献：
[1] 王琳.机械设备故障诊断与监测的常用方法及其发展趋势[J].武汉工业大学学报,2000年03期
[2] 马绍民.综合保障工程.北京:国防工业出版社, 1995: 86)88
[3] 蒋瑜，杨雪，阮启明.机械设备故障规律及运行趋势预测方法综述[J].机电一体化，2001