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1、目录设备技术状态管理的含义1设备技术状态管理的主要内容2设备检查的内容3设备检查的实施7设备检查记录的统计分析与应用16设备故障定义16设备故障分类17故障发生机理分析18设备故障诊断技术20设备故障分析方法故障树分析法27设备故障分析方法分步分析法32设备故障分析方法统计分析法33设备故障的发生发展规律34故障分析与管理38设备故障管理的程序47设备事故的概念50设备事故的管理50设备事故的类别与性质53设备事故典型调查程序54设备事故分析及处理55设备事故损失计算57设备的状态监测58设备技术状态的评价方法60设备技术状态管理的含义所谓设备的状态是指在用设备所具有的性能、精度、生产效率、安
2、全、环境保护和能源消耗等的技术状态。企业设备是为满足某种生产对象的工艺要求或为完成工程项目的预计功能而配备的。设备的技术性能及其状态如何，体现着它在生产经营活动中存在的价值和对生产的保证程度。 设备在使用过程中，由于生产性质、加工对象、工作条件及环境条件等因素对设备的作用，致使设备在设计制造时所确定的工作性能或技术状态将不断降低或劣化。一般地说，设备在实际使用中经常处于三种技术状态：一是完好的技术状态，即设备性能处于正常可用的状态；二是故障状态，即设备的主要性能已丧失的状态；第三种状态是处于上述两者之间，即设备已出现异常、缺陷，但尚未发生故障，这种状态有时称为故障前状态。为了延缓设备劣化过程的
3、发展，预防和减少故障的发生，使设备处于良好的技术状态，除需具有熟练技术的工人正确操作合理使用设备外，还要对设备进行清扫、维护、润滑、检查、调整、更换零部件、状态检测和诊断等基础工作，同时还应制定操作规程与管理制度并贯彻执行，做好检查、维修记录，积累各项原始数据，进行统计分析，探索故障的发生规律，以采取有效措施控制故障的发生，保持设备的状态良好。设备技术状态管理就是指通过对在用设备（包括封存设备）的日常检查、定期检查（包括性能和精度检查）、润滑、维护、调整、日常维修、状态监测和诊断等活动所取得的技术状态信息进行统计、整理和分析，及时判断设备的精度、性能、效率等的变化，尽早发现或预测设备的功能失效
4、和故障，适时采取维修或更换对策，以保证设备处于良好技术状态所进行的监督、控制等工作。设备技术状态管理是设备管理工作的重要组成部分。设备技术状态的好坏将决定企业生产经营活动能否正常进行。因此，设备技术状态管理的意义和目的在于控制设备技术状态，根据对其检测、诊断的结果，采取预防措施，尽早排除设备存在的隐患和故障征兆，控制和降低设备故障率，使设备经常保持在良好状态，从而降低维修费用，减少停机时间，提高设备有效利用率，保证产品生产的高质量和高效率，保证安全生产，提高企业的经济效益。由于设备使用期在设备一生中是一个较长的过程，因工作对象、工作环境、工作负荷的不同使设备的磨损程度产生很大的差异。因此设备技
5、术状态管理具有明显的动态特性。这种动态特性决定了它的复杂性、技术性和系统性。设备技术状态管理不仅为保持正常的生产秩序提供基本保证，并且通过大量生产实际所取得的各种技术、经济信息，为设备全系统管理提供分析、决策的依据。所以，设备管理始终是以技术状态管理为主要内容展开的。设备管理水平的高低，也总是以设备技术状态管理为主要内容来体现的设备技术状态管理的主要内容设备技术状态管理的主要内容包括：制定科学的管理制度和相应的规程标准，正确合理地使用设备，加强设备的维护、检查工作，了解和掌握设备故障征兆与劣化情况，并采取消除和控制措施，积累设备检查修理过程中的各种信息，为制定合理的修理方案或更新策略提供依据。
6、其具体内容如下。1建立设备技术状态管理的原始依据。包括设备的能力指标、精度指标和运行特征等原始性能指标，有关技术特性指标，设备技术状态信息特征参数指标等。2制定设备技术状态管理的工作标准。包括设备操作规程、维护保养规程、检修规程及状态检查与监测规程等。3建立设备管理规章制度和工作流程。包括设备维护保养、检查、计划维修、故障管理、重点设备管理等规章制度及考核考查办法，有关基础工作的内容、形式与流程等。 4贯彻设备操作规程与维护制度。合理使用设备、正确合理润滑设备、精心维护设备。5实行设备检查制度。包括全部生产设备及起重设备、动力设备的日常检查、生产重点设备的定期性能检查和精密设备的定期精度检查，
7、掌握设备的技术状态信息。 6定期进行设备完好状态检查，精度检测及特种容器检测等。 7采用诊断技术进行状态检测，及时掌握设备的实际技术状态，为设备的状态维修提供准确信息依据。8按照设备的检查点和检查路线进行巡回检查，对检查中发现的异常征兆和隐患，要及时排除或进行有计划地维修，以控制和减少故障发生。9对突发故障（包括事故）按照规定进行分析处理和抢修，并做好记录。10严格贯彻动力设备的安全运行规程、环境保护法则以及定期预防试验规定。 11.搜集各种检查记录资料，日常维修、故障修理及其他修理记录资料，进行统计、整理和分析，探索故障原因与规律，拟定维修对策。 12采取相应的对策和措施，改进设备的技术状态
8、。对标准与制度进行完善，不断提高设备技术状态管理的水平。设备检查的内容设备检查又称设备点检，是日本全员生产维修中的一项重要内容。设备检查是指按照设备规定机能与有关标准，对其性能、精度、润滑、完好、运行状态等情况，在规定的时间内，按照规定的检查标准（内容）和周期，由操作工或维修工凭感官和测试工具，对设备所进行的活动。在正常情况下，设备突然损坏的情况是很少的，大部分故障都是由于零部件轻微磨损的逐渐发展而形成的。如果能在零件磨损或劣化的早期就发现故障征兆并加以消除，就可以防止劣化的发展和故障的发生，而设备的检查就是早期发现征兆能事先察觉隐患的一种极为有效的手段。在日常生产中，通过对设备进行检查，可以
9、掌握零部件的磨损情况及整机的技术状态，并针对发现问题提出维修方案和改进措施，避免因故障发生而使产品产量减少、产品质量降低、维修费用增加、安全卫生情况恶化等问题出现。设备检查一般可分为日常检查和定期检查两类。(1)日常检查日常检查是由操作者主要利用感觉器官（听、看、触、嗅）和简便的检测手段，每日按规定要求和标准对设备所进行的状态检查，其内容如表1-1所示。在日常检查的基础上，对重点设备（包括质量控制点设备、特殊安全要求的设备）进行点检，由设备操作者每班或按一定时间，按设备管理部门编制的设备点检卡逐条逐项进行检查记录，如有异常应立即排除或通知维修工处理，并做好反馈工作。经验证明，只要把设备的日常检
10、查做好了，80以上的隐患是可以早期察觉、排除的。 表1-1 设备日常检查内容 序号 名称 执行人 检查对象 检查内容或依据 1 每班检查 操作工 所有开动设备 1.开车前检查 （1)检查操作手柄，变速手柄的位置是否正确 (2)检查刀具、卡具、模具等位置有无变动及固 定情况 (3)检查油标油位，并按各润滑点加油 (4)检查安全、防护装置是否完好、可靠 (5)开空车检查自动润滑来油情况，运转声音， 液压、气压系统的动作、压力是否正常 (6)检查各指示灯，信号是否正常 (7)确认一切正常后，方可开始工作 2.开车中检查 (1)夹紧部分是否正常 (2)有无异声、温升、振动 (3)润滑是否正常，导轨及滑
11、动面是否来油 (4)安全限位开关是否正常 3.停车后检查 (1)电源是否切断 (2)各手柄、开关是否置于空位 (3)铁屑已否清除，设备已否清扫干净 (4)导轨、台面是否涂油 (5)工作地是否清理 2 巡回检查 维修钳工 维修电工 润滑工 维护区内 分管的设备 1.听取操作工人对设备问题的反映，复查后及时排 除缺陷 2.通过五官感觉及便携式仪器对重要部位进行监视 3.查看油位，补充油量，检查油质 4.监督正确使用设备 3 重点 设备 点检 操作工 维修工 重点设备 质控点设备 特殊安全要求设备 依据设备动力部门编制的设备日常点检卡进行 周期控制点检 (2)定期检查设备的定期检查是指维修工人按照计
12、划和规定的检查间隔期，根据检查标准，凭人的感官和检测仪器对设备状态进行的比较全面的检查与测定。作为一项保障设备技术状态的基础工作，它可以用于周期性的定期预防性维修，特别适用精密、大型、稀有及关键设备和重点设备的预防性维修，也可以用于状态监测的维修，对某些特种设备如动力、动能发生设备，起重设备，锅炉及压力容器，高压电器设备等更是不可缺少的保障。为此定期检查主要针对下列设备的检查：精密、大型、稀有、关键设备；重点设备、质控点设备；起重设备；动力动能发生设备；锅炉、压力容器及压力管道；高压电器设备。其目的是查找设备是否有异常变化，掌握零部件的实际状况，确定有无维修或更换的必要，并对检查中发现的问题及
13、时调整，做好预防维修的相关准备工作。 设备定期检查包括设备性能检查、精度检查和可靠性试验。设备定期性能检查是针对主要生产设备，包括重点设备、质控点设备的性能测定，检查设备的性能和主要精度有无异常征兆，以便及时采取措施消除隐患，保持设备的规定性能。设备定期精度检查是针对重点设备中的精密、大型、重型、稀有及关键设备的几何精度、运转精度进行检查，同时根据定期检查标准的规定和生产、质量的需要，对设备的安装精度进行检查和调整，作好记录并计算设备的精度指数，以了解设备精度的劣化速度，掌握设备在运动状态下某些精度、性能变化的规律。机床的精度指数是反映机床精度高低的参数值，对精密机床每年至少要进行一次测定，以
14、了解其精度变化情况，在检查机床精度时，主要是与机床出厂时的检验 精度值进行比较和计算精度指数(T)，确定其变化，以便对机床进行调整或检修。在进行精度检查确定检测项目时要根据其加工产品特点和机床动、静状态衡量，而选定主要精度项目进行查验。精度指数值只是反映机床技术状态的条件之一，不能全面反映其性能劣化程度，因此，在应用时还需与其他指标相结合应用。可靠性试验是对特种设备如起重设备、动力设备、高压容器、动能发生设备及高压电器等有特殊要求的设备，进行定期的预防性安全可靠性试验，由指定的检查试验人员和持证检验人员负责执行，并作好检查鉴定记录。设备定期检查对象、目的及内容如表1-2所示。表1-2 设备定期
15、检查的对象、目的及内容 序号 名称 执行人 检查对象 主要检查内容和目的 检查时间 1 性能 检查 维修工，设备检 查员与操作员参加 主要生产设备 （包括重点设备及 质控点设备） 掌握设备的故障征兆及 缺陷，消除在一般维修中 可以解决的问题，保持设 备正常性能并提供为下次 计划修理的准备工作意见 按定检计划规 定时间 2 精度 检查 专职设备检查 员，维修工人 精密机床、大型、 重型稀有及关键 设备 按照设备精度要求，检 测设备全部精度项目或有 关的主要精度项目，检查 安装水平精度，据以调整 设备精度和安装水平精 度，或安排计划修理 每6-12月进 行一次 3 可靠性 试验 指定试验检查人 员
16、，持证检验人员 起重设备、动能 动力设备、高压容 器、高压电器等有 特殊试验要求的 设备 按安全规程要求进行负 荷试验，耐压试验、绝缘试 验等，以确保安全运行 以安全要求 为准设备检查的实施（1）设备检查标准的制定设备检查必须按照规定的检查项目和间隔期进行，并认真填写检查卡片，作为预防维修的依据。所以，必须制定切实有效的检查标准，制定日常检查与定期检查卡作为设备检查的依据。设备检查标准是指导检查作业的技术文件，应按照不同的设备类别，在保证满足生产产量、质量、安全要求和延长使用寿命的前提下确定检查项目、方法、工具、标准和时间等。编制设备检查标准的程序可参考图1-1。 图1-1 设备检查标准编制程
17、序 合理的确定检查内容和检查点是提高检查效果的关键。所以，检查标准的制定，必须从实际出发，注意区分不同的检查对象，不断总结实施中的问题与经验，进行补充、修订与完善。此外，还需注意以下各点：避免提出难度大，需要时间长的项目；需要增减项目时，要有分析和依据；确定检查周期要考虑工作效率；判断标准要明确易懂，切忌含糊不清；记录要求简单，尽可能用符号表示检查结果。设备的检查标准，应根据各类设备的特点和具体要求而定，现列举金属切削机床和起重设备的检查标准供参考，见表1-1、表1-2(详见设备检查的实施2)。各企业可根据自己情况及设备的特点有所侧重，如对动力设备（包括受压容器）则应重点检查其负载、出力和安全
18、装置的可靠程度以及腐蚀、泄漏情况，以确保设备的安全运行。表1-1 金切机床定期检查内容及判定方法 检查部位 检查重点 检查内容 判定方法 吊钩 裂纹、磨损 吊钩有无裂纹、破口、吊颈 有无永久变形，挂绳处、吊钩 衬套及心轴的磨损 以目视检查和用必要的量 具测定，不准有裂纹，各磨损 处不超过规定技术标准 钢丝绳 磨损、断丝 钢丝绳有无磨损、腐蚀、断 丝、断股、拧扭和烧坏、变形 情况 目视检查，断丝、断股、拧 结不超过规定技术标准 滑轮卷筒 磨损、裂纹、润滑 滑轮、卷筒及其沟槽边沿有 无磨损、损伤、裂纹；轴承有无 磨损及润滑情况 目视检查滑轮，卷筒损伤情 况不准超过规定技术标准；轴 承应固定牢靠，润
19、滑良好 减速机 噪声、振动、磨损 运转中的齿轮噪声、振动、 齿轮啮合及损伤情况 噪声、振动、啮合误差、磨 损等不超过规定标准 操作系统 操作系统 传动有无异常窜动、冲击、 振动、噪声，运行部位操作是 否灵敏可靠；各档变速情况 操作灵敏可靠，变速齐全， 运行平稳，无异常噪声、振 动、冲击现象 制动装置 安全可靠 制动装置是否安全可靠，闸 瓦衬垫有无磨损烧伤，心轴是 否磨损 制动装置性能良好，安全 可靠，闸瓦衬垫磨损不超过 规定，并正确与闸轮贴合，张 开时闸轮两侧空隙相等 行车走轮 裂纹、磨损 走轮及其轮缘有无磨损、裂 纹，是否与导轨接触良好，有 无啃轨现象 以目视检查，轮面应无压 痕、凹陷、严重
20、磨损；与导轨 接触良好，轮缘无裂纹及磨 损；无啃轨现象 梁架结构及轨道 焊缝裂纹、挠度 主梁下挠度；焊缝有无裂 纹；金属构件有无腐蚀锈损 各金属构件无锈损腐蚀，焊 缝无裂纹；主梁下挠度不超过 规定技术标准；轨道紧固 电气装置 装置齐全、可靠 电气装置、控制系统是否完 整；绝缘是否良好，动作是否 可靠；运行时有无异声、振动 及不正常发热 电气装置及控制系统齐全 可靠；电气回路和操纵回路 绝缘电阻04M,有保护 接地或接零装置 安全装置 完整、可靠 安全防护装置是否齐全、性 能可靠 安全、限位装置齐全可靠， 两端的缓冲装置、挡架完好 牢靠，警铃、信号齐全 润滑系统 油量、油质、泄漏 润滑装置是否齐
21、全，各部油 质是否良好，有无泄漏 润滑装置齐全、油质良好， 油量充足，基本无漏油现象 表1-2 起重设备定期检查内容及判定方法 检查部位 检查重点 检查内容 判定方法 吊钩 裂纹、磨损 吊钩有无裂纹、破口、吊颈 有无永久变形，挂绳处、吊钩 衬套及心轴的磨损 以目视检查和用必要的量 具测定，不准有裂纹，各磨损 处不超过规定技术标准 钢丝绳 磨损、断丝 钢丝绳有无磨损、腐蚀、断 丝、断股、拧扭和烧坏、变形 情况 目视检查，断丝、断股、拧 结不超过规定技术标准 滑轮卷筒 磨损、裂纹、润滑 滑轮、卷筒及其沟槽边沿有 无磨损、损伤、裂纹；轴承有无 磨损及润滑情况 目视检查滑轮，卷筒损伤情 况不准超过规定
22、技术标准；轴 承应固定牢靠，润滑良好 减速机 噪声、振动、磨损 运转中的齿轮噪声、振动、 齿轮啮合及损伤情况 噪声、振动、啮合误差、磨 损等不超过规定标准 操作系统 操作系统 传动有无异常窜动、冲击、 振动、噪声，运行部位操作是 否灵敏可靠；各档变速情况 操作灵敏可靠，变速齐全， 运行平稳，无异常噪声、振 动、冲击现象 制动装置 安全可靠 制动装置是否安全可靠，闸 瓦衬垫有无磨损烧伤，心轴是 否磨损 制动装置性能良好，安全 可靠，闸瓦衬垫磨损不超过 规定，并正确与闸轮贴合，张 开时闸轮两侧空隙相等 行车走轮 裂纹、磨损 走轮及其轮缘有无磨损、裂 纹，是否与导轨接触良好，有 无啃轨现象 以目视检
23、查，轮面应无压 痕、凹陷、严重磨损；与导轨 接触良好，轮缘无裂纹及磨 损；无啃轨现象 梁架结构及轨道 焊缝裂纹、挠度 主梁下挠度；焊缝有无裂 纹；金属构件有无腐蚀锈损 各金属构件无锈损腐蚀，焊 缝无裂纹；主梁下挠度不超过 规定技术标准；轨道紧固 电气装置 装置齐全、可靠 电气装置、控制系统是否完 整；绝缘是否良好，动作是否 可靠；运行时有无异声、振动 及不正常发热 电气装置及控制系统齐全 可靠；电气回路和操纵回路 绝缘电阻04M,有保护 接地或接零装置 安全装置 完整、可靠 安全防护装置是否齐全、性 能可靠 安全、限位装置齐全可靠， 两端的缓冲装置、挡架完好 牢靠，警铃、信号齐全 润滑系统 油
24、量、油质、泄漏 润滑装置是否齐全，各部油 质是否良好，有无泄漏 润滑装置齐全、油质良好， 油量充足，基本无漏油现象 (2)检查卡（表）的编制根据制定的设备检查标准就可编制设备检查卡（表）。日常检查卡（表）力求简单扼要，目的在于保持设备的正常运转，所以，检查的内容以润滑、清洁、异音、泄漏、安全为主，其表式参见表1-3。设备定期性能检查和精度检查的目的在于保持设备的规定性能和精度，因而检查的内容较为全面，表1-4、表1-5分别为设备性能定期检查卡与设备精度检查卡的举例。设备定期检查的一般方法及常用检具如表1-6所示。（表1-4、1-5详见设备检查的实施4；表1-6详见设备检查的实施5） 表1-3
25、设备日常检查卡（示例） 年 月 续表 记录符号：完好“”，异常“”，待修“”，修好“”。表1-4 设备定期检查卡(示例) 表1-6 设备定期检查的一般方法及检具 (3)检查间隔期的确定定期检查间隔期与维修费用有着密切的关系，检查频繁会增加维修费用，检查间隔期过长，虽然减少费用，但达不到预防目的，因此间隔期的确定要综合考虑工作条件、使用强度、作业时间、安全要求、经济价值以及磨损劣化等特性，一般可定为半年至一年；起重设备一般为13个月；动力动能发生设备应根据国家有关规程要求确定，如锅炉压力容器必须每年进行一次检查，并进行内外部、无损探伤检测等。要根据检查记录统计维修情况，停机损失与检查费用进行反复
26、比较，使定期检查与经济效益有机结合。(4)设备检查的实施 日常检查由设备操作者每日在班前按照检查标准的规定严格执行；巡回检查是由维修组的区域维护工人或值班维修工每日对其所负责的设备，按规定的路线和检查点逐项进行检查，或对操作工人的日常点检执行情况进行检查，并察看点检结果和设备有无异状，发现问题及时处理，以保持设备的正常运行。车间机械员每月要认真整理日常检查卡，进行统计，分析设备故障的发生原因和规律，以掌握设备的状况和改进管理工作。设备日常检查实施流程见图1-2。定期检查由设备管理部门按检查间隔期编制定期检查计划，下达车间由维修组和专检人员执行，执行前要与生产计划协调落实具体日期。维修组和专检人
27、员根据检查标准及所列项目内容逐项检查，将检查结果记录在定期检查卡和精度检查卡上。对检查中发现的问题，凡能通过调整和日常维修可排除的应及时解决，并将处理情况在定期检查卡背面栏内注明。对工作量较大或不能立即排除的，要及时反馈到设备管理部门安排计划修理。车间机械员除按检查结果和处理情况记录留存外，应将检查卡反馈给设备管理部门分析处理，作为计划完工考核，并供修改检查标准和检查间隔期的参考和依据。设备定期检查实施程序见图1-3。图1-2 设备日常检查实施流程图图1-3 设备定期检查实施程序设备检查记录的统计分析与应用设备检查的记录是掌握设备技术状态，编制设备维修计划的主要依据，必须及时整理分析，充分利用
28、。内容包括：检查中发现问题的数目与实际解决的数目；各类设备问题的问题数目、主要原因及所占比例、所耗费用与停机损失；各类设备的平均故障间隔期；对遗留问题的处理意见等。对检查记录进行统计分析的目的在于探索、掌握设备劣化的速度和趋势，修理及更换件情况，故障发展的规律。统计分析的结果与意见必须及时反馈到设备管理部门，以便改进检查方法，调整检查项目，修订检查间隔期，安排维修计划。设备故障定义故障、异常、缺陷等反映设备技术状态的术语，在实际工作中往往很难确切地加以区别。设备故障的定义一般为：设备（系统）或零部件丧失其规定性能的状态。显然，这种状态只在设备运转状态下才能显现出来；如设备已丧失（或局部丧失）规
29、定性能而一直未开动，故障便无从发现。如一台电力设备的接地保护装置已损坏，但未影响其正常供电，只有当设备的绝缘遭到破坏时，才能暴露接地装置已失效。可见，上述情况不仅是设备状态问题，而且和人们对故障的认识方法有关。因此，判断设备是否处于故障状态，必须有具体的判别标准，要明确设备应保持的规定性能的具体内容；或者说，设备性能丧失到什么程度才算出了故障。这样，设备的异常、缺陷也就比较容易区别。一般来说，异常，缺陷是尚未发生故障，但已越出了正常状态，往往是不久就会发展成故障。由于设备结构上的层次关系，对于上一层次的系统来说，这种状态有时称为故障前状态（系统异常或有缺陷）。设备故障分类设备故障的分类方法较多
30、，这里主要介绍以下几种。（l）按故障发生的速度分类按故障发生的速度可分为突发性故障和渐发性故障。突发性故障是由于各种不利因素和偶然的外界影响的共同作用超出了设备所能承受的限度而突然发生的故障。这类故障一般无明显征兆，是突然发生的，依靠事前检查或监视不能预知的故障。如因使用机器不当或超负荷使用而引起零部件损坏；因润滑油中断而使零件产生热变形裂纹；因电压过高、电流过大而引起元器件损坏而造成的故障。 渐发性故障是由于各种影响因素的作用使设备的初始参数逐渐劣化、衰减过程逐渐发展而引起的故障。一般与设备零部件的磨损、腐蚀、疲劳及老化有关，是在工作过程中逐渐形成的。这类故障的发生一般有明显的预兆，能通过预
31、先检查或监视早期发现，如能采取一定的预防措施，可以控制或延缓故障的发生。(2)按故障发生的后果分类 按故障发生的后果可分为功能性故障与参数型故障。 功能故障是指设备不能继续完成自己规定功能的故障。这类故障往往是由于个别零件损坏造成的，如内燃机不能发动，油泵不能供油。参数故障是指设备的工作参数不能保持在允许范围内的故障。这类故障属渐发性的，一般不妨碍设备的运转，但影响产品的加工质量，如机床加工精度达不到规定标准，动力设备出力达不到规定值的故障。 (3)按故障的损伤程度分类 按故障的损伤是否容忍分为允许故障和不允许故障。 允许故障是指考虑到设备在正常使用条件下，随着使用时间的增长，设备参数的逐渐劣
32、化是不可避免的，因而允许发生某些损伤但不引起严重后果的故障，如零件的某些正常磨损、腐蚀和老化等。 不允许故障是由于设计时考虑不周，制造装配质量不合格，违反操作规程所造成的故障，如设计强度不够造成的零件的断裂，超负荷使用设备造成的设备损坏等。 (4)按故障的易见性分类 明显安全性故障是指可能直接危及作业安全的故障，这种故障发生在具有明显功能部件上。明显使用性故障是指对使用能力或完成作业任务有直接影响的故障。这种故障不是安全性的，也是发生在具有明显功能的部件上。 明显非使用性故障是指对使用能力或完成作业任务没有不利的直接影响的故障。 隐蔽安全性故障是指同另一故障（明显功能故障）结合后会危及作业安全
33、的隐蔽功能故障。 隐蔽经济性故障是指同另一故障（明显功能故障）结合后不会产生安全性后果，只有经济性影响的故障。故障发生机理分析故障机理是指诱发零部件、设备系统发生故障的物理与化学过程、电学与机械学过程，也可以说是形成故障源的原因，故障机理还可以表述为设备的某种故障在达到表面化之前，其内部的演变过程及其因果原理。弄清发生故障的机理和原因，对判断故障，防止故障的再发生，有重要的意义。故障的发生受空间、时间、设备（故障件）的内部和外界多方面因素的影响，有的是某一种因素起主导作用，有的是几种因素共同作用的结果。所以，研究故障发生的机理时，首先需要考察各种直接和间接影响故障产生的因素及其所起的作用。对象
34、。指发生故障的对象本身，其内部状态与结构对故障的抑制与诱发作用，即内因的作用，如设备的功能、特性、强度、内部应力、内部缺陷、设计方法、安全系数、使用条件等。原因。能引起设备与系统发生故障的破坏因素，如动作应力（体重、电流、电压、辐射能等），环境应力（温度、湿度、放射线、日照等），人为的失误（设计、制造、装配、使用、操作、维修等的失误行为），以及时间的因素（环境等的时间变化、负荷周期、时间的劣化）等故障诱因。结果。输出的故障种类、异常状态、故障模式、故障状态等。产生故障的共同点是：来自与工作条件、环境条件等因素作用于故障对象，当故障对象的能量积累超过某一界限时，设备或零部件就会发生故障，表现出各
35、种不同的故障模式。一般说来，故障模式反映着故障机理的差别。但是，即使故障模式相同，其故障机理不一定相同。同一故障机理，可能出现不同的故障模式。也就是说，纵然故障模式不同，也可能是同一机理派生的。因此，即使全面掌握了故障的现象，并不等于完全具备搞清故障发生原因和机理的条件。然而，搞清故障现象却总是分析故障发生机理和原因的必要前提。 图1-1 故障分析的基本程序和方法 故障分析的基本程序和方法如图1-1所示。在故障分析的初期，要对故障实物（现场）和故障发生时的情况，进行详细的调查和鉴定，还要尽可能详细地从使用者和制造者那里收集有关故障的历史资料，通过对故障的外观检查鉴定，找出故障的特征，查出各种可
36、能引起故障的影响因素。在判断阶段，要根据初步研究结果，提出需要进一步开展的研究工作，以缩小产生故障的可能原因的范围。在研究阶段，要用不同方法仔细的研究故障实物，测定材料参数，重新估算故障的负载。研究阶段应找出故障的类型及产生的原因，提出预防的措施。故障分析的常用研究方法见图1-2。图1-2 故障分析常用的研究方法产生故障的主要原因大体有以下四个方面。(1)设计错误应力过高，应力集中，材料、配合、润滑方式选用不当，对使用条件，环境影响考虑不周。(2)原材料缺陷材料不符合技术条件，铸锻件缺陷，热处理变形，热处理缺陷等。(3)制造缺陷切削、压力加工和装配缺陷，热处理、焊接和电镀缺陷，混料，热应力，管
37、理混乱等。(4)运转缺陷 没有预料到的使用条件影响，已知使用条件发生变化未相应改变运行条件，过载，过热，腐蚀，润滑不良，漏电，操作失误，维护和修理不当等。 有的故障是上述一种原因造成的，有的是上述多种原因综合影响的结果，有的是上述一种原因起主导作用而另一种（或几种）原因起媒介作用等等。因此，判断何种因素对故障的产生起主要作用，是故障分析的主要内容。设备故障诊断技术设备是在各种不同的环境条件下运转的，承受着各种应力与能量的作用，这些作用会使设备的技术状态发生变化，亦即使设备的性能劣化，最终导致设备发生故障。如果故障是由一种主要原因（例如应力）引起的单一类型的故障，只要掌握了发生这类故障的机理和设
38、备应力的状态，就能比较精确地定量预测设备性能的劣化程度和故障发生的时间，从而确定预防故障的对策。但是，如果故障的出现是偶然的，故障的类型是复合的，引起故障的原因是多种多样而又不易检查的，则故障就会呈现明显的随机性，要预测这类故障的发生将是相当困难的。对于简单的小型的机械设备来说，这类偶发性故障比较容易发现，也可用事后维修的办法进行处理。然而对大型、复杂的设备来说，发生故障不仅会造成停产和重大经济损失，而且会造成严重的安全事故和灾害，因而不能采用事后修理的办法，必须采用设备诊断技术。设备诊断技术与人们熟悉的医学上的症状诊断是十分相似的。对设备进行的定期检查，就相当于对人体进行的健康检查，设备定期
39、检查中发现的设备技术状态异常现象，则相当于人体检查中发现的各种症状，根据设备技术状态对设备劣化程度与故障部位、故障类型故障原因所作分析判断就相当于根据人体症状对病位、病名、病因所作的识别鉴定即诊断。不难明白，设备故障的诊断和人体疾病的诊断在实质上是完全相同的，也是利用了温度、颜色、噪音、振动、压力、气味、形变、腐蚀、泄漏、磨损等表示设备状态的各种特征。由此可知，所谓“诊断”就是对诊断对象在出现异常现象时（或进行预防性检查发现有异常现象时）所进行的故障识别和鉴定。设备诊断的目的在于尽可能早地发现机械设备的劣化现象和故障征兆，或者在故障处于轻微阶段时将其检测出来，采取有针对性的防止或消除措施，恢复
40、和保持设备的正常性能。进行设备诊断必须有正确的根据，这就必须进行状态监测和记录，掌握设备从过去到现在的经历及状态。状态监测与故障诊断是诊断技术的两个组成部分，有联系但又不相同。状态监测主要是对设备的技术状态进行初步识别，故障诊断则是对该状态的进一步分析识别和判断。所以，状态监测是设备诊断的基础，设备状态监测是设备诊断技术不可缺少的组成部分（1)设备诊断技术的概念设备诊断技术又称设备状态诊断技术(Machine Condition Diagnosis Tech-nigue）是一种通过监测设备的状态参数，发现设备异常情况，分析设备故障原因，并预测预报设备未来状态的一种技术。其基本功能是在不拆卸或基
41、本不拆卸设备的情况下，掌握设备运行现状，定量地检测和评价设备的以下状态：设备所承受的应力；强度和性能；故障和劣化；预测设备的可靠性。在设备发生故障的情况下，对故障原因、故障部位、危险程度进行评定，并确定正确的修复方法。设备诊断技术包括以下三个环节：检测异常；诊断故障症状和故障部位；掌握故障类型。因此应用设备诊断技术，能确定设备存在的问题，及其原因和程度，可以采取最适宜的对策避免故障的发生和确定针对性修复方法，以达到维修目标准确，排除故障及时，减少修理时间，降低维修费用和停机损失，提高设备有效利用率的目的。上面所说的设备诊断是针对企业的在用设备而言的。如从设备的一生（寿命周期）而言，不仅要在设备
42、运行阶段进行诊断，以实施状态维修；还必须在设计、制造阶段进行检测，诊断设备是否达到了设计技术要求、精度标准和预定功能；而在设备发生故障后，诊断分析故障发生原因。通过这三个相互联系的阶段和技术数据的积累，必然有助于提高以后的设备设计、制造质量，增大设备的可靠性，延长设备的使用寿命。(2)设备诊断技术的工作原理和工作手段设备诊断技术的基本原理及工作程序如图1-1所示，它包括信息库和知识库的建立，以及信号检测、特征提取、状态识别和预报决策等4个工作程序。 图1-1 设备诊断技术的基本原理及工作程序 (2)设备诊断技术的工作原理和工作手段设备诊断技术的基本原理及工作程序如图5-4所示，它包括信息库和知
43、识库的建立，以及信号检测、特征提取、状态识别和预报决策等4个工作程序。信号检测。按照不同诊断目的和对象，选择最便于诊断的状态信号，使用传感器、数据采集器等技术手段，加以监测与采集。由此建立起来的是状态信号的数据库，属于初始模式。特征提取。将初始模式的状态信号通过信号处理，进行放大或压缩、形式变换、去除噪声干扰，以提取故障特征，形成待检模式。状态识别。根据理论分析结合故障案例，并采用数据库技术所建立起来的故障档案库为基准模式。把待检模式与基准模式进行比较和分类，即可区别设备的正常与异常。预报决策。经过判别，对属于正常状态的可继续监视，重复以上程序；对属于异常状态的，则要查明故障情况，做出趋势分析
44、，估计今后发展和可继续运行的时间，以及根据问题所在提出控制措施和维修决策。按照状态信号的物理特征，设备诊断技术的主要工作手段分为10种，如表1-1所示。选用上述主要工作手段要根据对象不同而有所区别，其中以振动、温度、油液及声学的诊断方法应用最多。 表1-1 设备诊断技术的主要工作手段 序号 物理特征 检测目标 适用范围 1 振动 稳态振动、瞬态振动模态参数等 旋转机械、往复机械、流体机械、转轴、轴承、 齿轮等 2 温度 温度、温差、温度场及热图像等 热工设备、工业炉窑、电机电器、电子设备等 3 油液 油品的理化性能、磨粒的铁谱分析 及油液的光谱分析 设备润滑系统、有摩擦副的传动系统、电力变 压器等 4 声学 噪声、声阻、超声波、声发射等 压力容器及管道、流体机械、工业阀门、短路 开关等 5 强度 载荷、扭矩、应力、应变等 起重运输设备、锻压设备、各种工程结构等 6 压力 压力、压差、压力联动等 液压系统、流体机械、内燃机，液力耦合器等 7 电气参数 电流、电压、电阻、功率、电磁特性、 绝缘性能等 电机、电器、输变电设备、微电子设备、电工仪 表等
