光機電一體化設備故障規律
光機電一體化設備故障規律
摘 要 本文提出以光機電一體化設備使用過程中的實際統計故障和維修過程中的實際檢測數據為依據，分析其故障和技術狀況變化機理，研究其故障規律和技術狀況變化規律。
關鍵詞 光機電 故障規律
1研究思路
在充分調研的基礎上，獲取光機電設備在使用維修中積累的歷史數據，主要包括日常使用維護中有關裝備故障和技術狀況的數據、利用隨裝儀表和外部測試設備測得的裝備技術狀況數據、在實際維修過程中測得的各種有關故障和技術狀況的數據;借助數理統計方法和工具，通過對數據的分析，研究故障現象和技術狀況數據中隱含的規律。
分析設備各部件發生故障的時機和頻率;通過對設備功能結構的分析，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，分析可能出現的故障模式、各故障之間的關系、故障可能導致的后果;根據設備工作條件和使用操作規程，將以上研究結果進行有機整合，獲取設備的故障規律和技術狀況變化規律。
2故障模式
故障模式一般按發生故障時的現象來描述。
由于受現場條件的限制，觀察到或測量到的故障現象可能是系統的，也可能是局部的。
針對設備結構的不同層次，其故障模式有互為因果的關系。
因此，進行故障分析時，需要在調查、了解產品發生故障現場所記錄的系統或分系統故障模式的基礎上，通過分析、試驗逐步追查到組件、部件或零件級的故障模式，并找出故障產生的機理。
3故障規律研究的一般程序
3.1現場調查
(1)收集背景數據和使用條件，主要內容有：部件發生故障的日期、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，發生故障時的使用時間，設計圖樣、說明書，指導部件生產、制造、檢驗和操作規范，生產廠家驗收技術報告和質量控制報告，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分析結論
每一件故障分析工作做到一定階段或試驗結束時，都要對所獲得的全部資料調查記錄、測試數據，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果為準，而對使用則以操作規程為準，反復核對其中的差異，這種差異能夠說明故障的起因。
故障分析結束時必須提出一個結論明確、建議中肯的報告，一方面為改進工作、積累資料、交流經驗，另一方面明確責任。
分析報告內容一般包括：故障分析結論;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部門，并反饋給有關生產單位;必要時應對改進措施的執行情況進行跟蹤和管理。
4故障數據收集與分析
對故障數據的收集與分析是開展光機電設備維修方案的基礎與前提。
應當通過故障數據收集與分析，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。
通過對故障數據的分析，可以確定故障出現的頻率和后果，根據故障出現頻率和故障后果、故障性質的不同，可以采用不同的策略。
對于出現頻率低、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，根據邏輯決斷圖繼續進行判斷，不能預防的，則需要進行修復性維修或改進性維修。
對于出現頻率較高的故障，則可通過研究其壽命分布，為后續優化奠定基礎。
需要注意的是出現頻率的高低同統計時間的長短有必然的聯系，統計時間段越長，故障出現的次數自然增加。
隨著設備使用時間的增長，能夠統計到設備的一些故障，可以依據現有數據，獲取該零部件的壽命分布。
但這并不意味著當前時間段內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據，并根據實際情況隨時進行調整與補充。
5故障統計分析方法
設備的使用壽命是有限的，其技術狀況隨使用時間的延長而逐漸劣化，發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。
另外，故障的發生又具有隨機性，無論哪一種故障都很難預料它的確切發生時間，因而，可用故障概論分布函數、故障概論密度函數、平均故障時間間隔、故障率函數等概率統計的方法從宏觀上大致描述故障的規律性。
光機電一體化設備作為一個復雜系統是由許多不同零部件構成的，結構的復雜化使得故障模式呈多樣化趨勢，故障率隨時間的發展規律也呈現多樣化的特點，主要的故障分布有威布爾分布、指數分布和對數正態分布。
6小結
通過對使用、維修數據的收集與分析，運用現代數據統計分析理論，可以系統全面地研究其故障規律和技術狀況變化情況，對于優化產品設計具有重要的指導意義。
參考文獻
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