什么是設(shè)備故障?
所謂設(shè)備故障,一般是指設(shè)備失去或降低其規(guī)定功能的事件或現(xiàn)象,表現(xiàn)為設(shè)備的某些零件失去原有的精度或性能,使設(shè)備不能正常運(yùn)行、技術(shù)性能降低,致使設(shè)備中斷生產(chǎn)或效率降低而影響生產(chǎn)。
企業(yè)最關(guān)心的是危險(xiǎn)性故障、突發(fā)性故障、全局性故障(完全故障)、致命故障和嚴(yán)重故障。因?yàn)檫@些故障所造成的后果比較嚴(yán)重,可能危及人身和設(shè)備安全,而且有時難以預(yù)防。
設(shè)備故障存在形式
尤其是突發(fā)性故障,在事前沒有可以覺察到的征兆。突發(fā)性故障產(chǎn)生的原因,是各種不利岡素以及偶然的外界影響共同作用的結(jié)果,當(dāng)作用力超出了設(shè)備(零件)所能承受的限度,就會引起突發(fā)性故障。
由于具有偶然性,無法預(yù)料故障在何時發(fā)生,一般無法在使用過程中通過監(jiān)測手段進(jìn)行預(yù)防,而且故障發(fā)生概率與使用時間無關(guān),增加了預(yù)防突發(fā)性故障的難度。由于突發(fā)性故障是多因素引起的,因此應(yīng)該采用多種手段進(jìn)行早期診斷。
在生產(chǎn)實(shí)際中觀察到的故障形式,有的是單一的現(xiàn)象,有的是組合現(xiàn)象。如磨損是一種故障形式,撞擊也是一種故障形式,撞擊磨損又是一種故障形式,有些故障形式之間有互相增強(qiáng)的影響。以下是常見的、重要的故障形式:
?。?) 力和溫度引起的彈性變形
在機(jī)械構(gòu)件中,當(dāng)所施加的工作載荷或工作溫度引起的彈性變形大到足以妨礙機(jī)械正常執(zhí)行預(yù)定功能時,就會出現(xiàn)彈性變形故障。這種故障包括屈服故障、表面壓陷故障、延性破裂故障、脆性斷裂故障。
?。?) 磨損
磨損主要是機(jī)械零件作相對運(yùn)動的結(jié)果,從而引起不希望發(fā)生的累積性尺寸改變。磨損不是一種單一的過程,而是許多不同作用單一或復(fù)合產(chǎn)生的過程。如通過局部的剪切、犁削、鑿削、焊接、撕裂等復(fù)合作用,使材料從接觸表面上脫落。磨損包括黏附磨損、磨粒磨損、腐蝕磨損、表面疲勞磨損、變形磨損、撞擊磨損、微動磨損。
?。?) 疲勞
疲勞是指由于所施加的變動載荷或變形超過了一定的時間,而使機(jī)械零件突然地、災(zāi)難性地分裂成兩部分或更多部分。故障的發(fā)生多由于裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,進(jìn)而突然失效。這種故障包括高循環(huán)疲勞故障、低循環(huán)疲勞故障、熱疲勞故障、表面疲勞故障、撞擊疲勞故障、腐蝕疲勞故障、微動疲勞故障。
?。?) 腐蝕
腐蝕指由于與環(huán)境介質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng),使材料產(chǎn)生不合要求的變質(zhì),從而使機(jī)械零件不能執(zhí)行預(yù)定的功能。腐蝕常常與其他形式的故障形式相互作用。腐蝕故障包括直接化學(xué)腐蝕故障、電腐蝕故障、裂隙腐蝕故障、點(diǎn)狀腐蝕故障、晶間腐蝕故障、選擇性浸析故障、沖刷腐蝕故障、氣穴腐蝕故障、氫損傷故障、應(yīng)力腐蝕故障。
(5) 微動作用
微動作用經(jīng)常在那些并不要求運(yùn)動,只是由于振動載荷而受到微小的周期性相對運(yùn)動的接觸面上產(chǎn)生。微動作用所產(chǎn)生的碎屑通常封閉在兩個表面之間。由于微動作用引起的失效有微動疲勞失效、微動磨損失效和微動腐蝕失效。
(6)撞擊失效
當(dāng)某一機(jī)械構(gòu)件受到動載荷或突加載荷而引起的局部應(yīng)力和應(yīng)變,致使構(gòu)件某一部分不能完成預(yù)定功能而失效。這種失效包括撞擊斷裂、撞擊變形、撞擊磨損、撞擊微動和撞擊疲勞失效。
(7) 熱沖擊失效
當(dāng)機(jī)械零件中產(chǎn)生的溫度梯度很大,以致熱應(yīng)變超過材料的屈服極限或斷裂極限時,會出現(xiàn)熱沖擊失效。
?。?) 撕脫失效
當(dāng)兩個滑動表面在載荷、滑動速度、溫度、環(huán)境和潤滑劑的組合作用下,由于表面粗糙峰頂?shù)暮负虾笥炙毫押蛧?yán)重的塑性變形,以及由于兩個表面間金屬遷移而引起大片的表面破裂時,便出現(xiàn)撕脫失效。撕脫過程惡性發(fā)展的結(jié)果是咬死,使兩個零件實(shí)際上焊合在一起,以致不可能再產(chǎn)生相對運(yùn)動。
?。?)片蝕失效
當(dāng)某一顆粒自發(fā)地從機(jī)械零件表面上掉下來,以致妨礙零件的預(yù)定功能肘,就出現(xiàn)片蝕失效。在滾動軸承和齒輪輪齒表面可以看到這種現(xiàn)象。
(10) 翹曲失效
當(dāng)作用載荷的大小和載荷作用點(diǎn)以及機(jī)器構(gòu)件的幾何形狀構(gòu)成危險(xiǎn)的組合,以致在載荷僅有很小的變化,零件翹曲就大大增加而不能再執(zhí)行構(gòu)件的預(yù)定功能時,就會產(chǎn)生翹曲失效。
?。?1) 熱松弛失效
當(dāng)材料由于蠕變過程引起的尺寸變化,使具有預(yù)應(yīng)變或預(yù)應(yīng)力的設(shè)備構(gòu)件產(chǎn)生松弛,直到不能再執(zhí)行預(yù)定功能時,就出現(xiàn)熱松弛失效。
?。?2)蠕變失效
當(dāng)機(jī)械構(gòu)件中的塑性變形在應(yīng)力和溫度的影響下不斷增大,累積的尺寸變化在一定時間后導(dǎo)致構(gòu)件出現(xiàn)破裂,使機(jī)械零件不能正常執(zhí)行預(yù)定功能時,就產(chǎn)生蠕變失效。
TPM管理咨詢公司提出:設(shè)備是工業(yè)生產(chǎn)的載體,良好的設(shè)備運(yùn)行取決于設(shè)備的運(yùn)行狀況。設(shè)備管理員要懂得機(jī)械故障產(chǎn)生的各種原因,及時提出預(yù)防措施,將故障消滅在萌芽之中。