减速机械的可靠性维修及其维修决策研究.pdf

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1、武汉理工大学硕士学位论文减速机械的可靠性维修及其维修决策研究姓名：陈刚申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：吴波20070501武汉理工大学硕士学位论文摘要本文围绕减速机械的维修方式决策和最佳预防维修决策的研究，提出了针对减速机械的维修策略，并根据N 4 2 蜗杆减速机的具体情况，确定其主要零部件的故障分布模型、维修方式和最佳预防维修周期。具体工作如下：1)首先从维修决策在我国制造业中的重要作用出发，介绍了可靠性维修的发展历程，系统的地分析了可靠性维修在国内外的研究现状和发展趋势，概括描述了目前维修决策在实际应用中暴露出的一系列问题，详细介绍了R C M 的理论基础、原则、基本问

2、题、关键技术和基本实旌步骤，为本文针对减速机械的维修决策研究奠定理论基础。2)深入分析了N 4 2 蜗杆减速机主要部件的故障模式和影响，计算了各个零部件的致命度，建立了N 4 2 蜗杆减速机失效分析故障树经过对N 4 2 蜗杆减速机的F M E C A 和F T A 分析，构建了该减速机的可靠性模型和维修性模型。3)从可靠性、维修性和经济性三个方面来考虑N 4 2 蜗杆减速机中蜗轮蜗杆的维修方式，利用层次分析法对其详细的计算，决策出蜗轮蜗杆的主要维修方式。然后随机给出一组蜗轮蜗杆的故障数据，利用数理统计方法对其进行研究，确定蜗轮蜗杆的故障分布规律最后按照有效度最大计算预防性维修周期的计算模型，

3、对蜗轮蜗杆的维修周期进行决策。4)开发了减速机维修决策支持系统，该系统能够完成减速机械的基础信息管理，能够根据用户选择的影响因素确定减速机械的维修方式，根据用户选择的维修周期决策模型计算减速机械零部件的最佳预防维修周期。关键词：减速机械，维修决策，故障模式，故障树，决策支持系统武汉理工大学硕士学位论文T h eP a D e l r e v o l v e st h er e s e a r c ho ft h em a i n t e n a n c ew a yd e c i s i o na n dt h eb e s tp r e v e n t i v em a i n t e n

4、a n c ed e c i s i o no ft h er e d u c e r,p r o p o s e sm a i n t e n a n c es t r a t e g ya i m e da tt h er e d u c e r,a n da c c o r d i n gt os p e c i a ld c t a i l so ft h eN 4 2 w o r mr e d u c e r,d e t e r m i n e sf a i l u r ed i s t r i b u t i o nm o d e Lm a i n t e n a n c ew a

5、 ya n dt h eb e s tp r e v e n t i v em a i n t e n a n c ep e r i o do fi t sm a i np a r t s 1 1 圮c o n c r e t ew o r k so ft h ep a p e ra r es u m m a r i z e da sf o l l o w s：1)B e#n n i n gf r o mt h ev i t a le f f e c to fm a i n t e n a n c ed e c i s i o ni nt h em a n u f a c t u r i n

6、gi n d u s t r yo fo u rc o u n t r y,i n t r o d u c e dt h ed e v e l o p m e n tc o u r s eo ft h er e l i a b i l i t ym a i n t e n a n c e,s y s t e m a t i c a l l ya n a l y z e dr e s e a r c hp r e s e n ts i t u a t i o na n dt h ed e v e l o p m e n tt e n d e n c yo fr e l i a b i l i t

7、 ym a i n t e n a n c ei nt h ed o m e s t i ca n df o r e i g n,s y n o p t i c a l l yd e s c r i b e das e r i e so fp r o b l e m sa tp r e s e n tt om a i n t e n a n c ed e c i s i o nw h i c he x p o s e di nt h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o n,d e t a i l e di n t r o d u c e dt h et

8、h e o r e t i c,t h ep r i n c i p l e，t h eb a s i cq u e s t i o n,t h ee s s e n t i a lt e c h n o l o g ya n dt h eb a s i ci m p l e m e n t a t i o ns t e po fR C M,e s t a b l i s h e dt h e o r e t i cf o u n d a t i o nf o rt h em a i n t e n a n c ed e c i s i o nr e s e a r c ho ft h er

9、e d u c e r 2)F o rt h eN 4 2w o r mr e d u c e r a n a l y z e dd e e p l yf a i l u r em o d e la n de f f e c to fi t sm a i np a r t s，c a l c u l a t e dt h ee r i t i c a l i t yo fe a c hp a r t,e s t a b l i s h e dt h ei n v a l i d a t i o na n a l y s i sf a i l u r et r e eo fN 4 2w o r

10、mr e d u c e r,c o n s t r u c t e dr e l i a b i l i t ym o d e la n dm a i n t e n a n c em o d e lf r o m 眦C Aa n dt h ema n a l y s i st oN 4 2w o r mr e d u c e r 3)F r o mt h er e l i a b i l i t y，m a i n t e n a n c ea n de c o n o m yt h r e ea s p e c t st oc o n s i d e r e dm a i n t e n

11、 a n c eW a yo ft h ew o r mi nt h eN 4 2w o r mr e d u c e r,u s i n gA n a l y t i cH i e r a r c h yP r o c e s st oc a l c u l a t ei nd e t a i l d e c i d e dm a i nm a i n t e n a n c eW a yo ft h ew o r m T h e nr a n d o m l yp r o d u c e sag r o u po ff a i l u r ed a t ao ft h ew o r m,u

12、 s i n gt h em a t h e m a t i c a ls t a t i s t i cm e t h o dt or e s e a r c hi t,m a d eS u r et h ed i s t r i b u t e dl a wo ft h ew o r m F i n a l l yd e f e r r e dt Ot h eb i g g e s ta v a i l a b i l i t yt oc a l c u l a t et h ep r e v e n t i v em a i n t e n a n c ec y c l e，a n dc

13、 a r r i e dO nt h em a i n t e n a n c ec y c l ed e c i s i o nt ot h ew o r n l 4)D e v e l o p e dt h er e d u c e rm a i n t e n a n c ed e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m,t h i ss y s t e mc a nc o m p l e t et h er e d u c e rt h eb a s i ci n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t,a n dd e

14、 c i d et h em a i n t e n a n c eW a yo ft h er e d u c e ra c c o r d i n gt ot h ei n f l u e n c ef a c t o ru s c rc h o o s e s,a n dc a l c u l a t et h eb e s tp r e v e n t i v em a i n t e n a n c ep e r i o do fr e d u c e rp a r t sa c c o r d i n gt om a i n t e n a n c ec y c l ed e c

15、i s i o nm o d e lu s e rc h o o s e s K e yw o r d s：r e d u c em a c h i n e,m a i n t e n a n c ed e c i s i o n,f a i l u r em o d e l,f a i l u r et r e e，d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m武汉理工大学硕士学位论文第一章绪论本章从减速机械的可靠性维修和维修决策方面，介绍可靠性维修和维修决策的发展现状，分析相关领域的最新研究成果，介绍可靠性维修性的分析方法和维修决策的基本原理，明确其内涵，以

16、及选择课题的实际意义、课题提出的背景、目的和研究内容。1 1 研究课题的背景随着生产自动化程度的不断提高，维修在现代企业中的地位也日益重要据统计，在现代企业中，故障维修和停机损失费用已占其生产成本的3 0 4 0 有些行业，维修费用已跃居生产总成本的第二位，甚至更高。另外，环境保护和安全生产业的立法越来越严格，故障控制与预防必然成为现代企业管理所面临的重要课题，而以可靠性为中心的维修(也即R C M：R e l i a b i l i t yC e n t e r e dM a i n t e n a n c e)正是解决这一课题的关键手段之一所以，进入9 0 年代后，R C M在西方工业界获

17、得了广泛的应用对我国而言，面对加入世贸组织我国制造业的国际化趋势越来越明显，生产效率与产品质量是关系到我国制造业立足于国际市场的两大重要因素，维修决策在减少生产过程中的波动，使我国制造业在国际市场中具有足够的竞争力，保持生产稳定等确保产品质量最基本的要素方面却起着十分关键的作用。减速机械是机械传动系统的主要组成部分，担负着将动力从发动机传递到执行机构的重要使命一旦减速机械在运行中发生异常或故障，则导致减速机械失效而发生事故。例如，在汽车的故障中，底盘故障略少于发动机故障，减速机械故障约占底盘故障的1 3，而在减速机械中，大约6 0 的故障是由齿轮引起的”因此随着机械技术的发展，对减速机械的可靠

18、性维修变得尤为重要。武汉理工大学硕士学位论文1 2 可靠性维修的国内外研究现状和发展趋势1 2 1 以可靠性为中心的维修(R C M)技术的发展历程以可靠性为中心的维修技术主要经历了三个发展阶段：事后维修、预防维修和以可靠性为中心的维修”“1)“事后维修”思想在2 0 世纪4 0 年代前，广泛应用于机械系统的故障维修主要是“事后维修”，其基本思想是只有在机械系统发生故障以后才进行维修，使出现故障的机械系统恢复正常功能。“事后维修有时又称“故障维修”，它是以机械系统出现功能性故障为基础的。机械系统无法继续运转，造成明显的经济损失，以及严重威胁系统自身和操作人员的人身安全，都是出现功能性故障的表现

19、。出现了故障，才去设法修理，所以维修处于被动地位在产业革命的初期，却足以此作为维修的指导思想，并且其维修方式都是事后维修，维修工作基本上由操作人员自己进行。“事后维修”思想存在的缺点为：在故障发生之前，由于事先缺乏周密的准备，修理时间较长，修理费用较高，此外它要等到机械零部件发生故障后才进行修理，往往故障后会带来较大的机械系统停车损失。2)“以预防为主”的维修思想到了2 0 世纪5 0 年代初，逐渐发展起来的一种积极主动的维修思想，即“以预防为主”的维修思想该维修思想是以机械系统零部件磨损规律为基础的，因为机械系统故障主要是与机械系统零部件的典型的磨损规律曲线有关，所以预防维修是以曲线中第三阶

20、段的起点作为机械系统磨损零部件应修理的时问为界限。“以预防为主”维修思想的基本观点认为预防维修与使用可靠性之间存在着因果关系这种观点是根据一种直观的认识，即认为机械系统中的机械零部件会磨损及受载后因累积疲劳而损伤。因此，每个机械零部件的可靠性都与使用时间有直接的关系，都有一个可以找到并且在使用中不得超越的维修时限，到时必须维修，而且维修得越彻底，分解得越细，防止故障发生的可能性就越大，即预防维修工作做得越多，可靠性越高。“以预防为主”的维修要求对机械系统在故障发生前采取预防性维修措施，来保证机械系统能够处于正常工作状态，即对机械系统进行定期检查、修理或更2武汉理工大学硕士学位论文换，防患于未然

21、。检查和修理的周期长短是控制和保证机械系统可靠性的主要方式通过对故障的预防，使机械系统经常处于良好的技术状态3)。以可靠性为中心”的维修思想所谓“以可靠性为中心”维修思想，是以充分利用机械系统的固有可靠性，在“以预防为主”的计划预防维修制基础上发展起来的一种现代维修思想。是以可靠性理论为基础，通过对影响可靠性因素的具体分析和试验，应用逻辑分析决断法，科学地制定维修内容，优选维修方式，确定合理的使用期限，以最低的机械系统全寿命费用充分利用机械系统的使用可靠性。“以可靠性为中心”的维修是建立在机械系统的设计特点，运行功能、故障模式和后果分析的基础上，以最大限度提高机械系统的使用可靠性为目的，应用统

22、计得到的安全性和可靠性数据，判别哪些子系统和机械零部件处于临界状态，哪些需要修复、改进或重新设计，确定维修的必要性和可行性，对维修要求进行评估，最终制订出实用、合理和科学的维修计划或维修大纲“以可靠性为中心”的维修最大特点是从故障后果的严重程度出发，尽可能避免或减轻故障后果，从而改变了过去根据机械系统故障的技术特性对故障本身进行预防的观念其维修思想包含：a)机械系统的固有可靠性是由设计制造决定的。要提高机械系统可靠性必须从机械系统的研制出发，己定型的机械系统必须通过改造才能改善其可靠性。b)尽量少做不必要的机械系统维修工作。频繁的修理或修理不当反而会导致机械系统可靠性下降，所以要通过科学分析，

23、有针对性地预防故障，根据对机械系统本身的可靠性分析，加以区别对待。对故障发生与工作时间的增长有密切关系且无法进行视情和监控的机械零部件采用定时维修；故障的发生能以参数形式进行原位监测的机械零部件，采用视情维修。故障的发生不危及安全且通过连续监控可以在故障后进行维修的机械零部件，或有多重冗余度技术的机械系统及其零部件采用事后维修。c)不断收集、分析机械系统使用中的故障数据资料。机械系统一旦投入使用后，就存在实际使用过程中各个机械零部件的状况、性能及故障数据资料的收集和分析问题。这不仅是进行维修工作的基础，修改和制订维修大纲的依据，而且也是改进或设计新型机械系统的关键。预防维修大纲和维护规程不应当

24、是一成不变的，任何一个使用前的维修大纲都只是根据有限的数据资料编制的，因而使用维修部门必须在机械系统的整个使用过程中收集实际数据，并及时予3武汉理工大学硕士学位论文以补充和修订1 2 2 以可靠性为中心的维修(R C M)技术的国外现状以可靠性为中心的维修技术在6 0 年代末起源于美国航空界，首次应用R C M制定维修大纲的是波音7 4 7 飞机7 0 年代中期，R C M 引起美国军方的重视，美国防部明确命令在全军推广以可靠性为中心的维修(R C M)。7 0 年代后期R C M开始在美国陆、海、空三军装备上获得广泛应用。到8 0 年代中期，美国陆、海、空三军分别就R C M 的应用颁布了标

25、准和规范为了更好的应用R C M，美三军除制定明确的指令和标准外，还制定了各自的R C M 工作规划。其中美陆航8 8-9 2年的R C M 工作规划简要内容包括：审查修订大修规划：按R C M 原理对现有大修规程进行审定，首批审定4 0 个，然后对其余规程进行审定；应用R C M制订现役飞行维修大纲及维修计划，包括进行故障模式、影响及危害度分析；确定维修项目、方式、修理间隔、要求等。现役主要机型均在应用之列；应用R C M 制订在研飞机(u)维修大纲及维修计划；研究、改进R C M 有关方法：包括研制故障模式、影响及危害度分析(n l E c A)自动化软件；改进R C M 决断逻辑，改进“

26、机体状况评价”、“飞机腐蚀分析评价”的技术和设备等；更新技术文件，组织R C M 培训；建立和扩大R C M 数据库，加强R C M 数据的利用等”国外的可靠性分析软件开发起步较早，已经比较成熟，如美国、加拿大、俄罗斯、以色列等国，均已经开发出商品化的可靠性分析软件美国可靠性工程信息中心(由马里兰大学可靠性工程中心支持)会对R&M 软件进行了归类(见表1-1 表1-5)；表1-1 元器件应力预测软件R e l e xI t e mP r o b a l i l i t i s t i cP o w e m o n i cR e l e x2 1 7、R e l e x 机电产品可靠懂M i l

27、 s t r e s d l e l、元器件应力预可靠性预测软件分析、R c l“电子产品S t r e s sf o rW m d o w s可靠性分析表1-2 元器件计数预测软件R e l c xlP r o b a l i l i t i s t i cP o w e r t r o n i cR P C(元器件计数预测)器件计数预测软件测I4武汉理工大学硕士学位论文表1 3 机械产品可靠性预测软件R e l e xlI t e mP o w e r t r o n i cM R P(机械可靠性预测)械产品可靠性预测I表1 4 其他电子产品可靠性预测软件R e l e xP o w e

28、r t r o n i cR e l e xB e l l c o m、R B C(工业可靠性预测软件)R e l e xc a h i l sS i m p l i f i e s，R e l e xC N E r表1 5F M E C A F M E A 软件R e l e xII t e mP r o b a l i l i t i s t i clP o w e r t r o n i cR e l e x 软件集成系统、IF a i l m o d e失效模式、影响及后刺失效模式、影响及后果R e l e xF M E C AI 如r W m d o w s分析软件1 分析软件1 2

29、 3 以可靠性为中心的维修(R C M)技术的国内现状R C M 在我国的应用研究起步较晚，年代中后期，我国军事科研部门开始跟踪研究R C M 理论和应用1 9 9 2 年国防科工委颁布了由军械工程学院为主编单位编制的我国第一部R C M 国家军用标准G】B 1 3 7 8 装备预防性维修大纲的制定要求与方法，该标准在海军、空军及二炮部队有关装备上的初步应用取得了显著的军事、经济效益，R C M 在地方工业企业还未得到广泛的推广应用。随着加入W T O 和新时期军事斗争的需求，R C M 在我国工业企业和军事装备方面将有更广阔的应用前景”虽然，近几年随着装备是需求和计算机技术的发展，一些单位陆

30、续完善、开发或引进了一些新的R C M 软件展示交流会，但正如我们在可靠性维修性工程技术方面与国外仍有很大的差距一样，我国的可靠性分析软件同国外相比，无论是软件的开发技术、软件的工程化程度，还是软件的工程适用性和软件的开发应用范围都存在较大的差距1 2 4 以可靠性为中心的维修(R C M)技术的发展趋势 s 1 9 1)以状态监测和故障诊断的技术为主随着科学技术的发展，特别是微电子、计算机、信息技术的迅速发展，光电机械一体化技术在工程机械上的应用将日益广泛。目前，状态监测和故障诊断5武汉理工大学硕士学位论文的技术已有了较大的发展。实践表明，机械性能越先进，结构就越复杂，其维修活动就越依赖于状

31、态监测和故障诊断的技术。事后维修、预防维修，以可靠性为中心维修的思想，各有长短，都有一定的适用范围，机械地规定某个维修单位或某种机型只能采用某一种维修方式，即不符合实际，又难以奏效。当前，发达国家的机械维修主要是，以状态监测为基础，可靠性维修为中心，以多种维修方式相结合，针对不同情况采取不同方式的视情维修。今后，随着状态监测和故障诊断技术的广泛应用，先进的工程机械将装备机电一体化的在线自动监测和故障诊断等仪器设备，以可靠性为中心的维修思想将成为工程机械维修管理的主导思想2)建立智能网络维修服务系统建立智能网络维修服务系统将成为2 1 世纪机械维修业的重点发展方向。在瑞士，机械维修服务网已遍布全

32、国，各地区均有配件中心仓库，业务人员仅用两三分种就可以掌握维修站点和某种配件在全国的分布情况；运用网络技术，还可以超越国家、地区和时空界限，将机械的科研机构、技术咨询、生产厂、维修厂、配件站和使用单位联系起来，实现远程、快速、优质和全方位的服务生产厂以此作为售后服务的主要手段，通过与机械配套的数据采集系统、运输管理系统、维修服务系统，直接或间接地从施工现场获得信息，按最佳效率时就有权取的措施完成售后服务。3)发展改善性修理和复合修复工艺传统的恢复性修理，只能使有故障的机械通过维修后其使用性能接近原机的性能，没有包含技术进步的因素。而改善性修理是采用新装置。新材料和新技术修理旧机，使修复后的旧机

33、大显神通到或接近新机的性能。今后，随着电液技术、C A D 技术和材料工程技术在工程机械上的广泛应用，具有集成化、智能化的新型工程机械的更新周期将进一步缩短，恢复性修理将更多地被改善性修理所取代。另外，采用两种或两种以上的修复工艺来修复零件或设备的复合修理方法，如：焊接+胶粘、多种表面修复技术等。它们能综合各法之长、弥补各法之短，具有最佳的经济效益，将成为修理工艺重点研究和发展的方向。6武汉理工大学硕士学位论文1 3 课题的来源和研究意义1 3 1 课题的来源1)武汉理工大学国防预研基金项目：以可靠性为中心的设备维修理论及智能维修支持软件开发。2)武汉市青年科技晨光计划项目：机械系统数字化维修

34、智能决策技术研究，编号：2 0 0 r 7 5 0 7 3 1 2 8 9。1 3 2 本课题研究的意义机械设备最常见的失效形式是磨损、疲劳、变形、老化而最终导致设备故障的起因是由于机械设备的组成部件，在个自失效的形态下相互影响越过其临界值而造成的。这些物理量的变化是有一定发展规律的，通过机械磨屑、噪声、振动、压力、温度、燃气泄漏、电气信号等均能捕捉到状态检测就是类似于医院的体检、透视、化验等手段，对机械设备进行不停机或停机的监测或检测，使之故障的发生处于严格的控制之下，当它在临界状态来临之际，施以必要的医疗手段：或维修、或调整、或清洗、或更换零部件使之避免状态的恶化，进而引发更大的机务事故或

35、影响机械效能的发挥。这对降低故障率显然具有举足轻重的作用。机械设备的寿命周期费用表述为原始费用与使用维持费用之和，它是评价设备的主要技术经济指标而对设备使用过程中的维修保养费用分析表明，年经常维修费用往往是大修费用的几倍，而实际大修费用的突破往往是由于故障前兆因素被忽略而引发的机件毁损事故所造成，这是一种令人难以忍受的机件损坏事故，它往往造成机械的突然失效而无法继续工作，尤其是那些处于关键施工环节的少有主要机械，更是一种无情的打击，碰上一些配件供应无来源的进口设备，会令施工机械使用单位一筹莫展。特别对于从事“首长”工程的，一些短期行为效应会严重影响这种使用维持费用的不良增长而R C M 模式正

36、是围绕化解故障恶化，利用先进、科学的检测装备来实现使用维持费用降低的，同时有目的地降低故障率并采取措施来降低经常修理费。故障率降低的结果之一是延长了大修周期，缩短了维修停置台日，科学地安排了相关设备的维修日程，并把因机械维护而必须的故障处理、部件检定、7武汉理工大学硕士学位论文查阅资料、申购备件、维修、试车的前四项工作分解日常检测中，可以最大限度地提高机械综合效益目前，这种维修决策在实际应用中逐渐暴露出一些问题帅”：1)对不同的工作缺乏针对性。维修类别的划分和维修间隔期的规定一成不变，未考虑设备工作条件变化，使维修周期与机械技术状态不相适应。对设备维修缺乏针对性，容易造成维修不足或维修过剩。2

37、)不适应系统化、机械化协同作业需要机械施工过程是多种机械协同作业的过程，要求各种机型匹配合理，就要求各种减速机械工作合理，充分发挥潜能。但是不同的设备是由不同的厂家生产出来的，技术水平不同，服役时间长短不一，可靠性也不一样新购或新投运的设备普遍较先进，技术含量高，资金投入大，维修服务或维修网络齐全，维修人员素质高，大修工作基本上由专业的维修公司或服务公司承包，实现了设备维修工作的社会化和专业化，所以工作可靠性高。老设备投运时间普遍较长，设备技术含量较低，故障较频繁。统一采用定期维修，不利于创造良好经济效益3)缺乏系统性分析，没有对经济性、维修性、可靠性进行综合分析由于机械设备工作环境的复杂性，

38、需要全面进行设备的可靠性分析、维修性分析和经济性分析应通过可靠性研究充分利用检测技术，做到适时针对性维修；通过维修性分析，不断改进维修中的薄弱环节，提高维修效率；通过经济性分析，合理编制维修计划以及设备的更新改造和报废计划；分析大量的技术、经济性资料，确定机械的寿命等等。4)缺少适应市场经济的灵活的定量维修决策。对施工企业来说，最重要的莫过于经济效益，施工企业的设备维修的经济性不仅仅只包括维修费用，还包括工人工资、福利支出、生产损失、返工损失和机会损失，这些费用加起来可能远超过故障设备的价值，这时仅考虑维修的经济性就无法弥补企业的经济损失5)缺少计算机辅助的维修决策，管理技术落后。计算机技术已

39、在各个领域广泛应用，对维修管理这一繁杂的过程仍靠人工完成便显得不合时代节拍。计算机技术的飞速发展，为管理提供了现代化的手段。应充分利用计算机技术将管理人员从复杂劳动中解脱出来，提高工作效率，武汉理工大学硕士学位论文及时准确地完成管理工作，除利用计算机进行档案、数据管理外，还可近一步利用计算机完成维修决策的制定、管理，建立故障专家诊断系统等。本文将机械设备中的减速机械作为研究对象，针对目前维修决策存在的不足，提出以可靠性为中心的减速机械维修决策支持系统。1 4 论文的主要工作采用机械设备可靠性分析和维修性分析理论，针对减速机械以可靠性为中心的维修(R C M)理论、方法和技术为基础，研究其可靠性

40、和维修性模型及开发维修决策支持软件1 4 1 论文主要内容1)第一章：介绍R C M 的国内外发展现状和趋势，分析我国现代企业存在的主要问题，及对减速机械故障维修的重要性，明确基于R C M 减速机械维修的必要性，提出了减速机械可靠性维修的目的、意义和研究的内容。2)第二章：介绍了R C M 设备维修思想的理论基础、基本原则和基本问题，以及在决策过程中的基本实施步骤。3)第三章；介绍了N 4 2 蜗杆减速机的主要结构及功能，并对其零部件进行了故障模式、影响和致命度分析(F M E c A)及故障树分析(F 1 A)，然后建立了N 4 2 蜗杆减速机的可靠性模型和维修性模型。4)第四章：介绍了减

41、速机械的维修方式决策模型和维修周期决策模型，并针对N 4 2 蜗杆减速机的蜗轮蜗杆进行维修方式决策分析和维修周期决策分析5)第五章：介绍了减速机械维修决策支持系统的开发工具、系统结构、数据结构、主要功能和界面，并用实例描述系统实现过程。6)第六章：总结和展望论文所做的主要工作及系统所需要加强改进和完善的地方1 4 2 主要创新点1)根据R C M 的理论基础，建立以可靠性为中心的减速机械维修模型。2)根据建立的减速机械维修模型，开发减速机械维修决策支持软件9武汉理工大学硕士学位论文第二章R C M 在设备维修中应用2 1 基于R C M 设备维修的理论基础维修是对设备进行维护和修理的简称维护是

42、为保持设备良好状态所做的所有工作，包括清洗擦拭、润滑涂油、检查调校等；修理是为恢复设备设计功能所做的所有工作，包括故障诊断、故障排除、故障排除后的测试以及全面翻修(大修、中修、小修)等。纵观维修历史，出现过多种维修模式，一般说来可概括为事后维修、预防维修和改善维修三种”事后维修(B r e a k d o w nM a i n t e n a n c e)，也称故障维修，是在设备运行至故障停机，或在点检是或日常定期检查时发现缺陷所进行的非计划维修，维修的目的是消除故障。在第一次产业革命时期基本上采用这一维修方式由于当时的工业生产规模小，还没有出现流水线生产，设备故障的影响范围仅局限于设备自身，

43、故障后果一般不严重，采用事后维修的方式能够最大限度地提高设备利用率，减少不必要的检修造成的浪费。预防维修(P r e v e n t i v eM a i n t e n a n c e)，是以预防故障为目的，通过对设备的检查、检测，发现故障征兆或为防止故障发生，使其保持设计功能状态，在故障发生之前所进行的各种维修活动。包括定期维修、预知维修、状态维修I 廿1 1 J。1)定期维修(T n n e-d i r e c t e dm a i n t e n a n c e，简称T D M)。即以一定的时间为周期，有计划地安排维修活动，维修的目的是预防故障的发生它是根据设备磨损的统计规律或经验，事

44、先确定检修类别、检修周期、检修工作内容、检修备件及材科的维修方式。2)预测性维修(P r e d i c t i v eM a i n t e n a n c e，简称P M)是在事先规定界限值的情况下对设备进行检查，当发现潜在问题并能确定何时将超标时，在超过规定值之前进行维修以避免故障的一种预防维修方式。它基于这样一种事实：大量的故障不是瞬时发生的，故障从开始发生到发展总有一段出现异常现象的时间，而且有征兆可查寻。因此，如果找到故障迹象，就可能采取措施预防故障发生或避免故障后果。它的工作重点是按规定的时间间隔进行检查，通过对关1 0武汉理工大学硕士学位论文键部件的检查，发现问题及时修理更换，

45、只有在需要时才允许拆卸设备。3)状态维修(C o n d i t i o nB a s e dM a i n t e n a n c e)是预知维修发展的高级阶段，它是一种以设备技术状态为基础的预防维修方式。它根据设备的日常点检、定期检查、连续监测和故障诊断提供的信息，经过统计分析和数据处理，来判断设备的劣化程度，或由维修人员根据参数的变化趋势或幅值变化做出判断，并在故障发生之前有计划地进行适当的修理改进性维修(I m p r o v e m e n tM a i n t e n a n c e，简称1 M)，是利用完成其他设备维修任务的时机，对设备进行局部结构或部分系统改造，消除设备的先天缺

46、陷；或为防止特定故障的重复发生；或日常维护、检查、修理方便而进行的改良性维修，以提高设备的固有可靠性、维修性和安全水平对不同设备或系统，究竞选择哪一种维修方式不是一成不变的，可根据其实际状态以及可靠性水平采用不同类型的维修。在每次故障发生之后，通过累积故障信息，进行故障原因和故障趋势分析，从总体上对设备的可靠性水平进行评价。除更换零部件或重新修复外，还可做出转换维修类型和更改设计的决策。所谓维修策略就是根据设备或系统的不同性质，采用不同的维修方式，或几种维修方式的组合维修策略从第一阶段的事后维修经过第二阶段的定期预防维修，现在已经进入以可靠性为中心的第三阶段：以可靠性为中心的维修，即以可靠性理

47、论为手段，以保持系统具有的功能或固有的可靠性为目标，按设备故障发生发展的规律及其后果，针对不同的故障，采取不同的维修策略：事后维修、定期维修、故障查找和状态监控以及更改设计以可靠性为中心的维修和定期预防维修的不同之处在于R C M 强调：设备故障率随时问的发展规律不是仅“浴盆曲线”一种，而是至少有六种，并且有大量的故障其故障率不是随时间递增的因此，除由磨损和老化引起的故障采用定期预防维修的方式外，其他类型的故障应采用不同的维修策略；合理的预防性维修大纲应该在系统设计时就初步制定、在使用过程中根据运行故障情况不断调整其维修项目及执行频度，使之逐步趋于完善。而不应该在设备投运之后制定，一经制定就不

48、再更改完善；拆得越细、修得越频繁不见得就能降低故障率，减弱故障后果。针对不同的故障应该分别采取更改设计、预知性维修、定期拆换、隐患检测等不同的措施。1 1武汉理工大学硕士学位论文2 2R C M 设备维修思想的原则、问题和关键技术2 2 1R C M 维修思想的原则R C M 的准确定义为：一种用于确定为确保任一设备在现行使用环境下保持现实其设计功能的状态所必须的活动的方法。它最大的特点是从故障后果的严重程度出发，尽可能避免或至少可减轻故障后果，改变了过去那种根据设备故障的技术特性对故障本身进行预防的传统观念。R C M 中将故障后果根据重要性分为四种”：安全性和环境性后果故障会引起人员伤亡或

49、导致违反行业、地方和国家的环境标准，它应该避免或应尽一切努力将其风险降到可接受的水平隐蔽性故障后果。对设备运行没有直接影响，但可能导致严重的，甚至灾难性的故障后果。R C M 方法可有效检测和排除隐蔽性故障。使用性后果影响到正常使用，如停产、产量下降j 次品率提高等非使用性后果只涉及直接维修费用的故障后果。针对上述故障后果，R C M 方法遵循如下四种原则：1)功能丧失或者其故障具有安全性环境性后果，则必进行预防维修，如果预防维修不能满足要求，即不能将该故障的危害降低到一个可接受的水平，必须重新设计或改变工艺流程。2)功能故障对操作人员来说不是显而易见的(隐蔽性故障)，则必须进行预防维修3)故

50、障后果的经济性，即预防故障的维修任务经济上必须是和、合理的4)设计中考虑维修性原则，即尽量满足标准化、模块化、互换化、可达性的要求，易于故障查找和识别。2 2 2R C M 维修思想的基本问题R C M 方法需要对每一设备就-F N I a 1 题进行讨论u 6 J：1)在进行的使用环境下，设备的功能及相关的性能指标是什么?2)什么情况下设备无法实现其功能?3)引起各故障的原因是什么74)各故障发生时会出现什么情况?5)什么情况下各故障至关重要?武汉理工大学硕士学位论文6)做什么工作才能预防各故障?7)找不到适当的预防工作应该怎么办?以上这些基本问题将是本论文主要讨论的问题。2 3R C M