6.2.1设备的磨损理论与故障规律

    设备在使用过程中,有其固有的一般磨损规律和故障规律。认识其规律对于设备的合理使用与维修保养是十分必要的。
    1、设备的磨损理论
    设备在使用过程中肯定会发生各种各样的磨损,这是无庸质疑的;设备即使不使用而处于闲置状态,也会发生磨损。一般来说,设备的磨损可分为两种,一是有形磨损,二是无形磨损。
   (1)设备的有形磨损

    使用磨损是指设备在使用过程中,由于摩擦、应力及化学作用等的影响,使设备实体发生的磨损。这种磨损会使:
    ①设备形状、尺寸发生变化;
    ②设备的性能、公差、精度降低;
    ③零部件损坏、变形;
    ④生产率下降、影响产品质量;
    ⑤引发设备故障;
    ⑥具有安全隐患。
    自然磨损则不是由于设备的使用引起的,而是由于外界自然的作用而导致的磨损,例如,老化、腐蚀等。其常见的表现是:
    ①生锈、腐蚀;
    ②性能、精度下降;
    ③生产率降低。
    通常,设备的使用磨损与使用时间和使用强度有关,而自然磨损与闲置时间和保管条件有关。另外,设备的有形磨损有一部分是可以通过修理消除的,另一部分是不能通过修理消除的,但二者之间并没有明确的界限。
    无论是哪种有形磨损,均会使设备贬值。所以,在设备使用中,首先要了解设备的两种有形磨损规律。由于这两种有形磨损的作用,设备的磨损程度与时间存在一定的关系,我们称之为设备磨损曲线(如图6-1所示)。
    在图6-1中,我们可将磨损分为三个阶段:
    第一阶段是开始的快速上升阶段,称为初期磨损阶段。在该阶段,设备磨损速度较快,时间跨度较短。因此,要加强设备的维护和保养,缩短磨合期。
    第二阶段是一个较平缓的、磨损较小的、时间持续较长的阶段,可称为正常磨损阶段。在该阶段,只要精心维护,合理使用设备,就可以最大限度地发挥设备的效能。
    第三阶段是设备在较长时期的使用后,会出现磨损急剧增长的阶段,这是不以人的意志为转移的规律。我们只能在进入这一阶段以前,加强设备的维修与保养,尽可能延长第二阶段的时间。我们将第二阶段进入第三阶段的转折点称为设备的最佳修理点。

图6-1  设备磨损曲线

    (2)设备的无形磨损

   设备在使用或闲置过程中的有形磨损是外在的,看得见的。除此之外,设备还存在无形磨损,它虽然并不表现为设备实体的磨损,但仍然可使设备贬值。设备的无形磨损又分两种情况:
    第一种无形磨损是指由于技术的进步、制造设备的技术工艺不断改进、生产效率不断提高,生产原来同样的产品的成本大大下降,使设备贬值。也就是说,购置同样结构与功能的设备价格大大下降。这种无形磨损并没有使设备的功能下降,但其价值发生贬值。
    第二种无形磨损是指由于技术进步,市场上出现了比原来设备性能更好、精度更高、功能更完善的设备,从而使原有设备在技术上相对落后,缺乏竞争力。这两种无形磨损综合起来,就会加速设备的贬值,所以,要给予充分重视,要有计划地对设备进行更新。
    2、设备的故障规律
    (1)设备的故障与劣化


    设备故障的出现虽然带有一定的随机性,但也有其一定的规律性。研究、认识这种规律,对于减少设备故障、加强设备管理是十分重要的。
    设备的故障通常分为两种:
    一种被称为突发故障或损坏故障,即突然发生的、难以预料的、随机性的故障。这种故障的发生,会对企业生产造成较大损失,也可能极大地损坏生产设备的功能。
    另一种被称为劣化故障,它是指设备在使用过程中由于性能逐渐劣化、设备机能慢慢降低而引起的故障。这类故障从总体上看,是带有一定规律性和趋势性的,设备管理人员可以进行适当的预测。
    设备的劣化是造成设备故障的一个重要原因。它是指由于磨损和腐蚀造成设备的耗损、冲击、疲劳等损坏和变形,使设备的精度、效率和功能下降的现象。按其产生的原因,设备的劣化可分为三种:
    ①使用劣化。设备在使用过程中,由于温度、压力等引起的磨损、疲劳、变形以及由于原材料等方面的原因造成的设备性能下降。
    ②自然老化。无论设备是否使用,随着时间的推移,由于受到自然因素的影响而使设备的材料产生老化、变形。
    ③灾害性劣化。由于意外性灾害或不可抗拒性灾害所造成的设备损伤,造成设备性能下降。
    (2)设备的故障规律曲线
    设备故障的发生是有一定规律性的,其故障规律可以用“浴盆曲线”来加以描述(见图6-2)。

图6-2  设备的故障规律曲线

    从图6-2可见,设备故障率与时间的关系可分为三个阶段:
    第一阶段为初发故障期阶段。其特点是故障发生率由高到低,逐渐进入偶发故障期。出现这种现象的原因可能是:
    ①设计质量有问题;
    ②制造质量有问题;
    ③材料缺陷;
    ④搬运安装或操作不当。
    为了降低初期故障率,应慎重搬运与安装设备,精心调试与试运行,细心操作,排除故障隐患。
    第二阶段称为偶发故障期阶段。该阶段设备已处于正常运行,故障率较低而且比较稳定,但故障的出现仍是不可避免的。故障率的高低主要取决于设备本身的可靠性以及日常的设备维护和保养,产生故障的主要原因可能是维护不好、操作失误或其他偶然性因素。
    第三阶段称为磨损故障期阶段。在这个阶段,设备的故障率会急剧上升。主要原因是设备由于长期使用,设备的某些零部件磨损严重,已达到使用寿命。此时,要做好设备的预防性维修和技术改造工作,同时也应该考虑设备的更新问题。

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