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光機電一體化設備故障規(guī)律
光機電一體化設備故障規(guī)律
摘 要 本文提出以光機電一體化設備使用過程中的實際統(tǒng)計故障和維修過程中的實際檢測數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析其故障和技術(shù)狀況變化機理，研究其故障規(guī)律和技術(shù)狀況變化規(guī)律。
關(guān)鍵詞 光機電 故障規(guī)律
1研究思路
在充分調(diào)研的基礎上，獲取光機電設備在使用維修中積累的歷史數(shù)據(jù)，主要包括日常使用維護中有關(guān)裝備故障和技術(shù)狀況的數(shù)據(jù)、利用隨裝儀表和外部測試設備測得的裝備技術(shù)狀況數(shù)據(jù)、在實際維修過程中測得的各種有關(guān)故障和技術(shù)狀況的數(shù)據(jù);借助數(shù)理統(tǒng)計方法和工具，通過對數(shù)據(jù)的分析，研究故障現(xiàn)象和技術(shù)狀況數(shù)據(jù)中隱含的規(guī)律。
分析設備各部件發(fā)生故障的時機和頻率;通過對設備功能結(jié)構(gòu)的分析，借助故障模式影響及危害性分析、故障樹分析等理論和工具，分析可能出現(xiàn)的故障模式、各故障之間的關(guān)系、故障可能導致的后果;根據(jù)設備工作條件和使用操作規(guī)程，將以上研究結(jié)果進行有機整合，獲取設備的故障規(guī)律和技術(shù)狀況變化規(guī)律。
2故障模式
故障模式一般按發(fā)生故障時的現(xiàn)象來描述。
由于受現(xiàn)場條件的限制，觀察到或測量到的故障現(xiàn)象可能是系統(tǒng)的，也可能是局部的。
針對設備結(jié)構(gòu)的不同層次，其故障模式有互為因果的關(guān)系。
因此，進行故障分析時，需要在調(diào)查、了解產(chǎn)品發(fā)生故障現(xiàn)場所記錄的系統(tǒng)或分系統(tǒng)故障模式的基礎上，通過分析、試驗逐步追查到組件、部件或零件級的故障模式，并找出故障產(chǎn)生的機理。
3故障規(guī)律研究的一般程序
3.1現(xiàn)場調(diào)查
(1)收集背景數(shù)據(jù)和使用條件，主要內(nèi)容有：部件發(fā)生故障的日期、時間(時間范圍)、損壞程度、操作階段、有無反常情況。
(2)故障件的現(xiàn)場資料。
包括圖像、影視等資料。
(3)故障件的歷史資料。
主要包括：部件名稱、標記、制造編號，部件功能、使用材料，發(fā)生故障時的使用時間，設計圖樣、說明書，指導部件生產(chǎn)、制造、檢驗和操作規(guī)范，生產(chǎn)廠家驗收技術(shù)報告和質(zhì)量控制報告，使用情況記錄，過去故障情況記錄和維修報告。
(4)對故障件進行初步檢查。
(5)故障件的鑒別、保存和清洗。
3.2分析并確定故障原因和故障機理
(1)故障件的檢查分析，包括無損探傷檢驗、機械性能試驗、斷口的宏觀與微觀檢查與分析、化學分析等。
(2)必要的理論分析和計算。
包括強度、疲勞、斷裂力學分析與計算等。
(3)初步確定故障原因和機理。
(4)模擬試驗，確定故障原因與機理。
3.3分析結(jié)論
每一件故障分析工作做到一定階段或試驗結(jié)束時，都要對所獲得的全部資料調(diào)查記錄、測試數(shù)據(jù)，按設計、材料、制造、使用四個方面是否有問題進行集中歸納、綜合分析和判斷處理，逐步形成初步的簡明結(jié)論。
對設計和材料的要求以說明書為準，對制造過程以故障件的分析檢測結(jié)果為準，而對使用則以操作規(guī)程為準，反復核對其中的差異，這種差異能夠說明故障的起因。
故障分析結(jié)束時必須提出一個結(jié)論明確、建議中肯的報告，一方面為改進工作、積累資料、交流經(jīng)驗，另一方面明確責任。
分析報告內(nèi)容一般包括：故障分析結(jié)論;改進措施與建議及對改進效果的預計;故障分析報告提交相關(guān)部門，并反饋給有關(guān)生產(chǎn)單位;必要時應對改進措施的執(zhí)行情況進行跟蹤和管理。
4故障數(shù)據(jù)收集與分析
對故障數(shù)據(jù)的收集與分析是開展光機電設備維修方案的基礎與前提。
應當通過故障數(shù)據(jù)收集與分析，掌握設備的故障模式、故障后果、故障原因和故障率時間變化的情況。
通過對故障數(shù)據(jù)的分析，可以確定故障出現(xiàn)的頻率和后果，根據(jù)故障出現(xiàn)頻率和故障后果、故障性質(zhì)的不同，可以采用不同的策略。
對于出現(xiàn)頻率低、后果較輕的故障，可以采用修復性維修或改進性維修加以處理。
而出現(xiàn)頻率雖然低，但是后果嚴重的故障則需要進一步分析該故障是否能夠預防，能夠預防的，根據(jù)邏輯決斷圖繼續(xù)進行判斷，不能預防的，則需要進行修復性維修或改進性維修。
對于出現(xiàn)頻率較高的故障，則可通過研究其壽命分布，為后續(xù)優(yōu)化奠定基礎。
需要注意的是出現(xiàn)頻率的高低同統(tǒng)計時間的長短有必然的聯(lián)系，統(tǒng)計時間段越長，故障出現(xiàn)的次數(shù)自然增加。
隨著設備使用時間的增長，能夠統(tǒng)計到設備的一些故障，可以依據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，獲取該零部件的壽命分布。
但這并不意味著當前時間段內(nèi)的壽命分布就是該零部件的真實完整的壽命分布。
在條件允許時，應當盡可能多的收集故障數(shù)據(jù)，并根據(jù)實際情況隨時進行調(diào)整與補充。
5故障統(tǒng)計分析方法
設備的使用壽命是有限的，其技術(shù)狀況隨使用時間的延長而逐漸劣化，發(fā)生故障的可能性也會隨著時間的推遲而變化，它是時間的函數(shù)。
另外，故障的發(fā)生又具有隨機性，無論哪一種故障都很難預料它的確切發(fā)生時間，因而，可用故障概論分布函數(shù)、故障概論密度函數(shù)、平均故障時間間隔、故障率函數(shù)等概率統(tǒng)計的方法從宏觀上大致描述故障的規(guī)律性。
光機電一體化設備作為一個復雜系統(tǒng)是由許多不同零部件構(gòu)成的，結(jié)構(gòu)的復雜化使得故障模式呈多樣化趨勢，故障率隨時間的發(fā)展規(guī)律也呈現(xiàn)多樣化的特點，主要的故障分布有威布爾分布、指數(shù)分布和對數(shù)正態(tài)分布。
6小結(jié)
通過對使用、維修數(shù)據(jù)的收集與分析，運用現(xiàn)代數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析理論，可以系統(tǒng)全面地研究其故障規(guī)律和技術(shù)狀況變化情況，對于優(yōu)化產(chǎn)品設計具有重要的指導意義。
參考文獻
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