机电设备管理维护维修和故障诊疗技术

机电设备管理维护维修和故障诊疗技术机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第1页序言机电设备管理是当代生产管理中主要组成个别。当代生产管理名称未完全统一，有三种实质相同但叫法不一样说法。即:制造管理、生产管理和生产运作管理。本讲座仅就生产管理中设备管理技术以及与之紧密关联设备维护维修和故障诊疗技术和大家作一综合简明探讨。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第2页机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第3页机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第4页一.设备管理目标：了解设备管理内容、特点及任务探讨选择设备及更新设备应考虑基础原因介绍选择设备更新周期常见方法机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第5页1-1“两个阶段”

设备管理大致可分为两个历史阶段：传统和当代传统阶段：理论关键是使用过程中维修管理；或叫事后维修期（18世纪末到19世纪初）和预防维修期（二战期间由美国开始采取预防维修，此期间到二十世纪50年代，中国从20世纪50年代开始）综合管理期--当代期：大致从1971年起至今机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第6页1-2设备管理工作任务1.搞好企业设备综合规划、调研、平衡并制订科学合理设备购置。分配调整、修理、改造、更新等综累计划。2.依据技术先进性和经济合理标准为企业提供最优技术设备。3.制订和推行先进设备管理维修制度，以较低费用求得设备最正确状态，提升完好率和利用率。4.掌握设备运行技术规律（如磨损、故障规律等）并实时监控，确保设备精度及功效满足生产工艺要求机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第7页5.确保产品质量稳定提升和安全生产，推广新技术，努力提升设备当代化水平6.用行政与经济伎俩相结合，降低能耗及维修支出，尽可能降低设备周期费用。7.做好技术培训和思想教育，造就高素质技术队伍8.搞好科研工作和经验交流，主动推广新技术、新材料、新工艺。9.搞好备品配件制造及外购，确保生产正常进行。10.发动全体员工参加设备管理，形成全员管理。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第8页1-3设备管理范围“设备”是有形固定资产总称凡符合“设备”定义条件固定资产均在管理范围内机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第9页1-4设备管理内容主要有两方面：设备物质运动形态管理设备价值运动形态管理机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第10页1-4-1设备合理购置普通应考虑：设备效率：如功效、行程、速度等。精度、性能保持性，零件耐用性，安全可靠性等可维修性耐用性节能性环境保护性成套性灵活性机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第11页1-4-2正确使用和维护设备

对设备运行过程进行监控、监测和维护、维修。(详细内容在第二个别讲)机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第12页1-5设备日常管理

设备管理全过程，就是设备日常管理（从计划开始到报废全过程管理）1-5-1组成期管理“组成期”是“使用期”先决条件，应予重视，计划阶段管理：调研-提出计划-计划申请-选型-报价-综合平衡后投资决议-完成组成。“使用期管理”是设备管理工作量更大工作主要工作是：设备安装；验收与移交；设备租赁（有时需要）；设备故障与故障管理；设备与公害管理；设备封存与保管；设备报废管理等。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第13页二.设备使用、维护及保养

设备管理目标就是追求设备效益最大化，只有正确使用和精心维护才能到达目标。2-1设备正确使用管理2.1.1选型时就要考虑设备使用范围、技术特点和利用率，而且要注意各工序设备之间协调配套。配好设备是用好设备先决条件。2.1.2依据设备能力安排生产计划，对压力设备不能超压使用，对受热设备不能超温使用，必须在确保安全条件下运行。

机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第14页2.1.3严格操作规程，严控各种指标如温度、压力、真空度、转速、流量、电流、电压、噪声、辐射等等。发觉不正常要及时查明原因，排除故障，安全运行。2.1.4建立健全各级责任制从企业法人、厂长、总工程师、工程师、设备管理部门责任人、车间主任、机械员、班组长到一线生产工人，都要明确其职责，以确保设备正确使用和安全。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第15页2.2设备维护保养

设备维护范围很广，从电子到机械，几乎涵盖当代科学技术全部，这里只就机电设备作简明讨论2.2.1设备性能劣化三大类型（1）使用劣化：由温度、压力、破损、变形、裂纹、疲劳、冲击、脆化、介质附着、材料缺点、操作失误等引发。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第16页（2）自然劣化：由锈蚀、变形、材料老化等造成（3）灾害劣化：由风暴、水浸、地震、雷击、爆炸、强电磁辐射等引发。2.2.2三个保养类别保养目标是要延长设备寿命周期，按保养工作量大小可分为三类。（1）日常保养或称例行保养，主要内容是：清洗、润滑、紧固松动螺纹、检验零部件情况等。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第17页（2）一级保养。主要内容：普遍进行清洗、润滑、紧固、对个别零件进行拆卸清洁以及进行个别调整（如间隙调整）。（3）二级保养：进行内部清洗、润滑、局部解体检验和调整。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第18页2.3设备检验

这里是指对设备运行情况、工作精度及磨损程度检验和校验。按时间间隔划分可分为“日常检验”和“定时检验”按技术功效划分可分为“机能检验”和“功效检验”机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第19页2.3.1机能检验主要是查漏、防尘和耐高温、高速、高压情况检测。2.3.2精度检验主要是对设计精度和实际加工精度进行对比检验和测定，为维修提供依据。可用设备能力系数和设备精度系数来衡量设备综合精度，其计算公式为：（1）能力系数CmCm=T／8бm机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第20页T--在设备上加工代表零件公差带бm--设备标准公差Cm≥1代表设备能满足生产工艺要求，Cm＜1

表示设备综合生产能力不能满足生产工艺要求。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第21页(2)设备精度指数计算公式

式中T--设备精度指数

Tp--精度实测值

Tg--精度允许值

n—测定精度项目数机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第22页T值越小，设备精度就越高。国外经验：T≤0.5为设备验收条件；

T≤1为大修后验收条件；

T≤2表示设备能够用，但需要注意调整；

2＜T＜2.5需大修；T＞3时设备需要大修或更新。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第23页2.4设备维修

图一为设备有形磨损曲线，其中第Ⅱ段是正常使用期。

磨损

Ⅱ

时间图一机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第24页设备磨损程度能够参考以下公式计算

ap=R/K1式中ap--设备有形磨损程度

R--修复全部磨损所需维修费

K1--设备重新购置价格从经济角度分析ap不应大于1机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第25页设备无形磨损亦为损失，其计算可用下式式中aj--无形磨损

k0--设备原价

k1--设备再生价格两相比较就可得出是修还是购。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第26页三.设备故障及诊疗介绍故障定义故障原因常见故障诊疗方法设备常见状态检测传感器数据采集与处理常见数学方法故障举例--齿轮故障诊疗分析机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第27页3.1故障定义设备故障是指“设备功效失常”。也就是设备不能到达预期工作状态，无法满足应有性能和功效。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第28页3.2故障原因通常是设备结构处于不正常状态--劣化状态人为操作不妥或失误，设计制造不妥造成设备固有缺点，按自然磨损规律、失效等许多原因都可能造成设备故障机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第29页3.3设备状态监测数据处理时常见方法设备运行中会产生各种表征其状态物理现象，并引发相关参数改变，为观察和监控设备提供了可能性。通常把这些参数变换成轻易测量、处理和统计显示物理量，这些物理量就称为“信号”。就能够经过对信号进行分析、处理、变换、综合、识别，对设备运行状态和故障诊疗提供依据，同时也能够用于预报设备运行状态。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第30页3.3.1信号预处理对所采集信号数据，按误差理论方法，排除粗大误差后，再对系统误差和随机误差进行分析和数学处理。通常若不存在系统误差，则设备不会有大故障，即故障信号普通表现为系统误差。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第31页3.3.2常见数学方法动态信号有确定信号与非确定信号之分，主要研究对象是确定信号。确定信号是能够用数学关系式、图表来描述信号。（反之为不确定信号）

确定信号又分为连续信号和离散信号两大类。任意时刻都存在都能够给出确定函数值信号为连续信号，如：正弦、直流、阶跃、锯齿波、矩形脉冲，截断信号等等。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第32页

离散信号又称时域离散信号或时间序列，是在考查时间段内不连续瞬时给出函数值。数字信号是离散信号，而离散信号不一定是数字信号。对于连续信号尤其是周期信号最常采取方法是频谱分析，对周期函数常采取幅值谱、相位谱、功率谱等技术，其基础数学伎俩是傅立叶变换对离散信号处理大多用方差分析和相关分析伎俩处理。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第33页3.4设备故障状态常见识别方法信息比较诊疗法：将采样与事先建好数据库中数值进行比较，超限为故障参数改变诊疗法：在阈值以下时，设备运转不显著，一旦超出阈值，则发生异常。如振动故障，会表现为噪声及振幅加大。模拟试验诊疗法：对不太明白故障发生原因设备如高速、高压涡轮机、离心式压缩机等可采取模拟方式找问题机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第34页函数诊疗法：当故障征兆与故障原因之间存在直接或间接函数关系时，经过对设备运行参数进行计算就可预测或识别设备是否存在故障。故障树分析诊疗法：这是一个由果到因倒推分析过程，应用较广。(图二为某故障树局部)

图二机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第35页含糊诊疗法神经网络诊疗法机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第36页3.5设备故障诊疗常见传感器选取传感器时，要对其灵敏度、准确度、线性范围、稳定性、效率响应特征等有明确要求，必须满足其测量需要最常见有：压电式加速度传感器、磁电式速度传感器、电涡流式位移传感器、复合式振动传感器等，另外，还有温度传感器，压力传感器等。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第37页3.6齿轮故障分析齿轮常见故障有四种类型，即：齿面磨损、齿面胶合和擦伤、齿面接触疲劳和弯曲疲劳与折断3.6.1齿轮故障原因原因较多，但主要有五：（1）制造误差--偏心齿距误差和齿形误差；（2）装配不良--轴不平行引发劣化；机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第38页（3）润滑不良--造成过热、胶合等故障；（4）超载--尤其是工作负荷不平稳时（如矿石破碎机）引发过载折断（5）操作不妥--如长久超载超速等均可损伤齿轮机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第39页3.6.2齿轮振动测量与简单诊疗（1）测点选择：对各测点作出标识，确保每次测量部位不变；尽可能按垂直、轴向、沿水平三个方向测量。（2）测量参数--测振动参数：低频时用位移传感器测振动位移；中频段用速度传感器测速度；高频段则用加速度传感器测加速度。（3）测振动周期。机电设备管理维护维修和故障诊疗技术第40页简易诊疗方法：（1）绝对值判定法--用振幅值作直接评价。频率在1KHz以下按速度判断；1KHz以上按加