设备管理与维修复习纲要

1《设备管理与维修复习纲要》绪论一、设备的涵义及分类1、设备的涵义设备，是指为了组织生产，对投入的劳动力和原材料所提供的必需的各种相关劳动手段的总称。它包括机器、仪器、炉窖、车辆、船舶、飞机、施工机械、工业设施，等等。其中最有代表性的是机器。固产资产是物质资料生产过程中，用来影响或改变劳动对象的劳动手段。列为固定资产的一般应同时具备下列两个条件：(1)使用年限在一年以上；（2）单位价值在规定限额以上。不具备以上条件的，列为低值易耗品。2、设备的分类1）．按设备的用途分类（1）工业用没备。（2）交通运输没备。（3）教学、科研用设备（4）施工用设备。（5）农业用设备。（6）管理用设备。（7）公用设备。（8）其他设备。2）．按设备的使用情况分类(1)在用设备。(2)未使用设备。(3)不需用设备。3）．按设备的所属关系分类(1)自有设备。(2)租入设备。4）．按设备在使用中所起作用的程度分类(1)关键设备。(2)主要设备。(3)一般设备。5）.按设备的技术特性分类(1)高精度设备。(2)大型设备。(3)重型稀有设备。6）．按设备的适用范围分类(1)通用设备。(2)专用设备。二、设备管理的涵义、意义及任务职能1、设备管理的涵义设备管理，就是根据企业的生产经营方针，从设备的调查研究入手，对有关设备的计划、设计、制造、选购、安装、使用、维修、改造、更换，直至报废的全过程，相对应地进行一系列技术、经济、组织等活动的总称。设备管理是以设备的一生为对象，包括对设备的物质运动形态以及价值运动形态进行管理。2、设备管理的任务与职能1）正确地选购没备（技术、经济）2）用好、修好、管好设备（技术、经济）3）对现有设备进行挖潜、改造和更换工作4）保证国外引进设备的正常运转5）搞好自制设备的综合管理26）做好设备管理与维修人员的培训工作3、设备管理的发展设备管理的发展大体上经历了三个阶段。（一）事后修理阶段事后修理是在生产水平低，技术水平十分落后的工场手工业时期，即在工业革命之前。（二）计划预防修理阶段计划预修制是一项有计划地维护、检查和修理设备，它包括对设备的日常维护，定期检查，精度检查，小作，中修，大修。（三）现代设备管理阶段主要标志，是设备工程(PlantEngineering)与设备综合工程学(Terotechnology）的产生。4、国外先进国家设备维修工程的新发展英国的“设备综合工程学”：“为谋求经济的全寿命费用而应用于实物资产（即工厂、机械、装置、建筑物、构筑物）的有关管理、财务、工程技术以及其业务的综合学科”美国军事工程方面的“维修工程学”和“后勤工程学”运用系统论的观点和方法研究和解决设备的维修管理问题。日本的“全员生产维修”，即TPM（TotalProductiveMaintenance）：以追求设备的综合效率最高为目标，确立以设备一生为对象的全系统的生产维修。特点：“全员参加”。第一章机械设备维修与管理的基础知识第一节机械设备的老化一、老化的分类1、有形老化2、无形老化3、综合老化可以利用下面的经济指标估价机械设备的有形老化：αp＝R/K1式中αp一设备的有形老化程度(用占其再生产价值的百分比表达）R一修复全部老化零件所用的修理费用；K1一在确定设备老化程度时该种设备再生产的价值。设备有形老化程度指标不能超过αp＝1的极限。（二）无形老化（经济老化）由于非使用和非自然力作用引起的设备的价值损失。两种方式1、技术进步生产同种产品的效率，成本降低，导致原设备的贬值2、由于新设备的出现导致原来设备价值的相对降低。在技术进步影响下的无形老化程度，用设备价值降低系数来表示，即α1＝(K0-K1)/K0=1-K1/K0式中α1——设备无形老化程度；K0——没备的原始价值；K1——考虑到第I、II种无形老化内设备的再生价值。3计算设备综合老化程度的公式:α=1-(1-αp)(1-α1）任何时刻设备在两种老化作用下的残余价值K，可用下式表示：K=（1-α）K0K=(1-α）K0=[1-1+(1-αp)(1-α1)]K0=（1-R/K1)[1-(K0–K1)/K0]K0=K1–R可见：K值等于设备再生产的价值减去修理费用二、老化的共同规律1．零件寿命的不平衡性和分散性2．机械设备寿命的地区性和递减性3．机械设备性能和效率的递减性三、设备老化的补偿补偿决策依据：假如有形老化期与无形老化期接近：更换新设备。假如有形老化期早于无形老化期：大修理或更换相似设备：假如无形老化期早于有形老化期：更新或继续使用，需经济上全面考虑补偿方式：局部补偿和完全补偿局部补偿：有形老化—修理；无形老化—现代化的改装；完全补偿：更换第二节机械设备的故障一、故障的概念及其分类（一）、故障的概念1.机械故障----结构、机器或机械零件在尺寸、形状、材料性质方面的改变，使结构、机器或机械零件不能达到原设计要求的功能或者改变原有的各种参数，称为机械故障。故障：是指整机或零部件在规定的时间和使用条件下不能完成规定的功能，或各项技术经济指标偏离了它的正常状况，但在某种情况下尚能维持一段时间工作，若不能得到妥善处理将导致事故。（二）故障分类1.按故障对机械工作能力的影响分类：完全性故障----机器丧失主要功能，工作完全中断；局部性故障----机器丧失部分功能，工作还能继续进行。2.按故障发生性质分类：间断性故障----只是短期内丧失某些功能，相加修理调试就能恢复；永久性故障----某些零部件己损坏，需要更换或修理才能恢复。3.按故障发生的快慢分类：突发性故障----不能靠早期试验或测试来预测的故障；渐进性故障----能够通过早期试验或测试来预测的故障。4.按故障程度和故障快慢分类：破坏性故障----既是突发性又是完全性的故障；渐衰失效性故障----既是部分性又是渐进性故障。5.按故障原因分类：磨损性故障----在设计设备时就预料到的正常磨损所造成的故障；错用性故障----由于使用的应力超过设计规定值所造成的故障。固有的薄弱性故障----使用时的应力虽未超过规定值，但此值已不适用而导致的故障。46.按故障发生、发展现律分类：随机故障----故障发生的时间是随机的；有规则故障----故障的发生比较有规则。二、设备的可靠性(一)可靠性的概念产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。规定条件——包括工作环境温度，负载情况，维护方式等多方面的条件（二）可靠性的度量1、可靠度R(t)可靠度定义：产品在规定的条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。R(t)最大值为1，最小值为02、不可靠度（或失效概率或累计故障概率）F(t)=1-R(t)设有N0个相同零件，当达到工作时间t时，有Nt个零件失效．而仍能正常工作的零件为N个，则零件的可靠度为R(t)=N/N0=(N0-Nt)/N0不可靠度（或失效概率）F(t)F(t)=Nt/N0=1-R(t)（二）可靠性的度量——系统的可靠性根据单元在系统中的联接方式不同，可分为三类：1、串联系统系统的可靠度RS=R1·R2·Rn说明：单元数目愈多，系统RS愈低，系统越简单，可靠性愈多2、并联系统系统的可靠度RS=1-（1-R1）·（1-R2）·（1-Rn）说明：单元数目愈多，系统RS愈高，但从设备上看体积、质量、成本、价格也会增加。3、混联系统串并联：先将并联单元系统转化为一个等效串联系统计算并串联：先分别计算串并联系统的可靠度，然后再按并联系统计算4、平均故障率产品在某一段时间内单位时间发生故障的概率tNtnx存)()(式中：△n(t)—在△t时间内发生故障的数量N存—在△t时间内产品的平均残存数，它等于这段时间开始时的残存数加上结尾时的残存数被2除。（三）故障规律机械设备使用全过程分为：磨合期（早期故障期）正常使用期（随机故障期）耗损期（磨耗故障期）浴盆曲线5设备在设计时本着两个原则1、三化标准化、系列化、通用化2、四好好造、好用、好卖、好修（四）维修性及其度量维修性是系统在规定的条件下进行维修时，在规定的时间内完成维修的可能性，也是产品进行维修的难易程度。维修性往往在设计制造之初就已经被赋予了，它是一种设计特性。（五）故障模式§1定义和分类1.定义：故障模式是指产品故障的表现现象。2.分类：有多种分类方法。其中一种是由故障表现形式、诱发故障的因素以及部位等进行分类。即每一种故障都是由一个或多个故障表现形式与诱发故障的因素以及一个部位组合而成。3.故障表现形式：弹性变形、塑性变形、断裂、材料变化（金相变化、化学变化、核变化）4.诱发故障的因素：力时间温度作用环境5.故障部位：整体、表面。第三节机械设备维修方式及发展趋势设备维护维修的四种方式坏了才修（坐以待毙）→事后维修制度预防维修（循规蹈矩）→预防维修制度预测维修（防微杜渐）→预知维修制度主动维护（未雨绸缪）→预知维修制度设备维修制度的改革路径为事后维修制度→预防维修制度→预知维修制度第四节维修的经济技术分析一、设备寿命周期费用的经济性寿命周期费用LCC(LifeCycleCost)是设备从规划设计到报废的整个寿命周期内所消耗费用的总和。原始费(设置费)使用费(运转维持费)二、设备的寿命指设备从投入生产开始，经过有形磨损和无形磨损，直至在技术上或经济上不宜继续使用，需要进行更新所经历的时间。设备寿命包括以下3方面。①自然寿命。②技术寿命。③经济寿命。第二章机械零件失效的模式及其机理第一节基本概念一、失效的概念和危害失效：机件在载荷作用下丧失最初规定的功能。三种状态：完全不能工作；不能按确定的规范完成规定功能；不能可靠和安全地继续使用6二、失效的形式按失效件的外部形态特征分类：磨损失效；断裂失效；变形失效；腐蚀和气蚀第二节机械零件的磨损机械零件的磨损一般可分为磨合（走合）阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段通常将磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损和冲蚀六种形式。一、粘着磨损当构成摩擦副的两个摩擦表面相互接触并发生相对的运动时，由于粘着作用，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面所引起的磨损称为粘着磨损。1.粘着磨损机理2.粘着磨损的影响因素（1）金属互溶性的影响（2）金属点阵结构与硬度的影响（3）载荷与速度的影响3.减少粘着磨损的措施（1）合理润滑（2）选择互溶性小的材料配对（3）金属与非金属配对（4）适当的表面处理二、磨料磨损它是当摩擦副的接触表面之间存在这硬质颗粒，或者当摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多时，所产生的一种类似金属切削过程的磨损，其特征是在接触表面上有明显的切削痕迹。1.磨料磨损的机理2.磨料磨损的分类按磨损产生的条件分为：凿削式，高应力碾碎式，低应力擦伤式3.影响磨料磨损的因素（1）磨料性质（2）摩擦表面材料（材料的显微组织，材料的硬度）三、疲劳磨损疲劳磨损是摩擦表面材料微观体积受循环接触应力作用产生重复变形，导产生裂纹和分离出微片或颗粒的一种磨损。1.疲劳磨损机理2.提高抗疲劳磨损的途径(1)减少材料中的脆性夹杂物(2)适当的硬度(3)提高表面加工质量(4)表面处理(5)润滑四、微动磨损两个接触表面由于受相对低振幅震荡运动而产生的磨损叫做微动磨损。1.微动磨损的机理2.影响微动磨损的主要因素实践与试验表明，材料性能和外界条件（载荷、振幅、温度、润滑等）对微动磨损影响相当大。四、冲蚀磨损冲蚀磨损是指材料受到固定粒子、液滴或液体中气泡冲击时，表面出现的损伤现象。7三种情况：硬粒子冲蚀；液滴冲蚀；气蚀第三节金属零件的断裂断裂是零件在机械、热、磁、腐蚀等单独作用或者联合作用下，其本身连续性遭到破坏，发生局部开裂或分裂成几部分的现象。按断口宏观变形量分类：延性断裂、脆性断裂。按断裂原因分类：过载断裂、疲劳断裂、脆性断裂按断裂环境分类：应力腐蚀断裂，氢脆断裂，高温蠕变断裂，腐蚀疲劳断裂及冷脆断裂等1、过载断裂外加载荷超过金属构件危险截面所能承受的极限应力时所发生的断裂。主要特征：穿晶断裂。断口通常分为三个区域：纤维区F、放射区R和剪切唇区S。2、疲劳断裂零件在交变载荷或循环载荷作用下经过较长时间的工作而发生断裂的现