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摘要：随着时代的发展，现代机械设备结构越来越复杂，给设备管理与维修工作带来新的问题。在机械设备智能诊断技术中，为了使设备的监控和维修取得最佳经济技术效果，掌握机械设备的故障规律和特性，并对其采取相应的措施显得非常重要。
关键词：机械设备；故障分析；故障规律；诊断技术
中图分类号：U673.38文献标识码： A 文章编号：
现代机械设备一旦发生故障，所造成的经济损失是十分惊人的，而生产过程的现代化对设备的可靠性、设备维修与更换的经济性提出了更高的要求。随着机械设备朝着大型化、连续化、高速化、精密化、系统化和自动化方向发展，设备结构越来越复杂，给设备管理与维修工作带来新的问题。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“带病工作”，就是设备“无病诊治”，显然它已不能满足企业“精益化生产方式”的要求。取而代之的，是一种新型的维修体系——智能诊断技术，这对掌握机械设备的故障规律和特性，并对其采取相应的措施显得非常重要。
1机械设备故障规律分析
所谓机械设备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，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。
1.1早期故障期
设备处于早期故障期，开始故障率很高，但随时间的推移故障率迅速下降。早期故障期对于机械产品又称为磨合期。此段时间的长短，随产品、系统的设计与制造质量而异。此期间发生的故障，主要是由设计、制造上的缺陷所致，或是使用环境不当所造成。
1.2偶发故障期
设备进人偶发故障期，故障率大致处于稳定状态，趋于定值。在此期间，故障发生是随机的。在偶发故障期内，设备的故障率最低，而且稳定。因而可以说，这是设备的最佳状态期或称正常工作期。这个区段称为有效寿命。偶发故障期的故障，多起因于设计、使用不当及维修不力。故通过提高设计质量，改进使用管理，加强监视诊断与维护保养等工作，可使故障率降低到最低水平。
1.3耗损故障期
在设备使用的后期，故障率开始上升。这是由于设备零部件的磨损、疲劳、老化、腐蚀等造成的。如果在拐点P即耗损故障期开始时，进行大修，可经济而有效地降低故障率。设备故障率曲线变化的3个阶段，真实地反映出设备从磨合、调试、正常工作到大修或报废故障率变化的规律。加强设备的日常管理与维护保养，可以延长偶发故障期。准确地找出拐点，可避免过剩修理或修理范围扩大，以获得最佳的投资效益。
随着科学技术的发展，数控设备、加工中心等现代化设备不断出现。这些精密、大型、数控等结构复杂设备的故障规律与传统的浴盆曲线相背离，使人们开始对这些设备的故障规律进行研究。
2机械设备故障的特性分析
2.1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數发生变化，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。
2.2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。
2.3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。
2.4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。
2.5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。
3降低机械故障的措施探讨
在机械设备诊断技术中，趋势预测主要用于估计故障的传播、发展，并对设备的劣化趋势作出预报。趋势预测是事故预防和进行无破坏性检测的重要手段，能帮助维修人员早期发现异常，迅速查明故障原因，预测故障影响，从而有针对性地进行状态或视情检修，延长检修周期，缩短检修时间，提高检修质量，减少备件贮备，将常规检修次数减少到最少，并在最有利的时间进行维修，提高设备维修的管理水平。下面就怎样降低机械故障的发生概率，降低维修费用的措施谈谈个人建议。
3.1加强设备的保养工作，防止误保，杜绝漏保
由于保养不当是造成设备故障的主要原因，保养工作必须强制执行。机务管理者要按照机械保养使用说明书制定切实有效的保养计划，并与机驾人员进行技术交底，随时抽查督导保养的落实情况。同时建立奖惩机制，奖优罚劣，以加强广大机驾人员的责任心、调动他们的工作热情和积极性，搞好保养工作，保证设备的正常运行，延长设备使用寿命，减少故障次数，缩小故障规模，节约维修成本。
3.2提高操作人员的技术水平，加强设备的日常检查工作
（1）操作人员对机械设备性能和原理不了解，不熟悉，往往是造成机械故障的原因之一。因此，首先要加强对操作人员技能培训，使他们掌握设备的结构、性能和工作原理。
（2）对机械的日常检查工作是必不可少的。检查结果应详细记录，不但要包含以往的维修保养记录、换件记录，而且要包含日常使用情况和工作量的记录。以便分析、判断机械故障，及时准确地消除故障隐患。
4结语
综上所述，现代机械设备结构越来越复杂，给设备管理与维修工作带来新的问题。因此，掌握机械设备的故障规律和特性，研究和运用新的更有效的方法，并采取相应的降低机械故障的发生概率和降低维修费用的措施，努力提高设备维修的管理水平是非常必要的。
参考文献：
1.王江萍.机械设备故障诊断技术及应用.西北工业大学出版社.2001-8-1
2.张来斌等.机械设备故障诊断技术及方法.石油工业出版社.2000-7
3.王致杰等.现代大型设备故障智能诊断技术的现状与展望.煤矿机械.2003
关键词：机械设备；故障分析；故障规律；诊断技术
中图分类号：U673.38文献标识码： A 文章编号：
现代机械设备一旦发生故障，所造成的经济损失是十分惊人的，而生产过程的现代化对设备的可靠性、设备维修与更换的经济性提出了更高的要求。随着机械设备朝着大型化、连续化、高速化、精密化、系统化和自动化方向发展，设备结构越来越复杂，给设备管理与维修工作带来新的问题。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“带病工作”，就是设备“无病诊治”，显然它已不能满足企业“精益化生产方式”的要求。取而代之的，是一种新型的维修体系——智能诊断技术，这对掌握机械设备的故障规律和特性，并对其采取相应的措施显得非常重要。
1机械设备故障规律分析
所谓机械设备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，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。
1.1早期故障期
设备处于早期故障期，开始故障率很高，但随时间的推移故障率迅速下降。早期故障期对于机械产品又称为磨合期。此段时间的长短，随产品、系统的设计与制造质量而异。此期间发生的故障，主要是由设计、制造上的缺陷所致，或是使用环境不当所造成。
1.2偶发故障期
设备进人偶发故障期，故障率大致处于稳定状态，趋于定值。在此期间，故障发生是随机的。在偶发故障期内，设备的故障率最低，而且稳定。因而可以说，这是设备的最佳状态期或称正常工作期。这个区段称为有效寿命。偶发故障期的故障，多起因于设计、使用不当及维修不力。故通过提高设计质量，改进使用管理，加强监视诊断与维护保养等工作，可使故障率降低到最低水平。
1.3耗损故障期
在设备使用的后期，故障率开始上升。这是由于设备零部件的磨损、疲劳、老化、腐蚀等造成的。如果在拐点P即耗损故障期开始时，进行大修，可经济而有效地降低故障率。设备故障率曲线变化的3个阶段，真实地反映出设备从磨合、调试、正常工作到大修或报废故障率变化的规律。加强设备的日常管理与维护保养，可以延长偶发故障期。准确地找出拐点，可避免过剩修理或修理范围扩大，以获得最佳的投资效益。
随着科学技术的发展，数控设备、加工中心等现代化设备不断出现。这些精密、大型、数控等结构复杂设备的故障规律与传统的浴盆曲线相背离，使人们开始对这些设备的故障规律进行研究。
2机械设备故障的特性分析
2.1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數发生变化，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。
2.2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。
2.3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。
2.4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。
2.5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。
3降低机械故障的措施探讨
在机械设备诊断技术中，趋势预测主要用于估计故障的传播、发展，并对设备的劣化趋势作出预报。趋势预测是事故预防和进行无破坏性检测的重要手段，能帮助维修人员早期发现异常，迅速查明故障原因，预测故障影响，从而有针对性地进行状态或视情检修，延长检修周期，缩短检修时间，提高检修质量，减少备件贮备，将常规检修次数减少到最少，并在最有利的时间进行维修，提高设备维修的管理水平。下面就怎样降低机械故障的发生概率，降低维修费用的措施谈谈个人建议。
3.1加强设备的保养工作，防止误保，杜绝漏保
由于保养不当是造成设备故障的主要原因，保养工作必须强制执行。机务管理者要按照机械保养使用说明书制定切实有效的保养计划，并与机驾人员进行技术交底，随时抽查督导保养的落实情况。同时建立奖惩机制，奖优罚劣，以加强广大机驾人员的责任心、调动他们的工作热情和积极性，搞好保养工作，保证设备的正常运行，延长设备使用寿命，减少故障次数，缩小故障规模，节约维修成本。
3.2提高操作人员的技术水平，加强设备的日常检查工作
（1）操作人员对机械设备性能和原理不了解，不熟悉，往往是造成机械故障的原因之一。因此，首先要加强对操作人员技能培训，使他们掌握设备的结构、性能和工作原理。
（2）对机械的日常检查工作是必不可少的。检查结果应详细记录，不但要包含以往的维修保养记录、换件记录，而且要包含日常使用情况和工作量的记录。以便分析、判断机械故障，及时准确地消除故障隐患。
4结语
综上所述，现代机械设备结构越来越复杂，给设备管理与维修工作带来新的问题。因此，掌握机械设备的故障规律和特性，研究和运用新的更有效的方法，并采取相应的降低机械故障的发生概率和降低维修费用的措施，努力提高设备维修的管理水平是非常必要的。
参考文献：
1.王江萍.机械设备故障诊断技术及应用.西北工业大学出版社.2001-8-1
2.张来斌等.机械设备故障诊断技术及方法.石油工业出版社.2000-7
3.王致杰等.现代大型设备故障智能诊断技术的现状与展望.煤矿机械.2003