工程机械故障管理在设备维修中的应用

贾 渊

（神华准能集团有限公司 检修维修中心，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

工程机械故障管理在设备维修中的应用

贾 渊

（神华准能集团有限公司 检修维修中心，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

工程机械作为工程建设的重要设备，被广泛运与露天矿山开采中，准能集团露天矿拥有大量先进的工程机械设备，正确的对工程机械进行故障管理，可降低企业成本，提高设备出动率。

工程机械；故障；故障树；信息；分析

0 引 言

企业对设备的管理的主要任务是对设备进行综合管理，保持设备完好，不断改善和提高企业装备素质，充分发挥设备能效，工程设备在合理使用、维护保养、计划检修、定期检查和安全运行任何一个管理环节出现问题，都会影响到产量或质量指标的完成。

工程机械在使用过程中由于磨损、疲劳、腐蚀的产生的损伤，使零件原有的几何形状、尺寸、表面粗造度、硬度、强度、及弹性等发生变化，破坏了零件间的配合特性和合理的位置，造成零件技术性能的变坏和失效，引起机械技术状况发生变化。所以工程机械无论质量好坏都会在使用中涉及到维修问题,对工程机械的维修旨在保障该设备机械正常工作，延长机械的使用寿命和工作年限，从本质上改善机械生产过程中的成本问题。

在保障维修质量的时候必须要有一定的维修管理制度，这一点十分重要。而在对工程机械的维修进行管理的过程也就是通过对工程机械的维修实现降低成本、循环使用机械的过程,可以通过对工程机械故障信息的收集和分析对工程机械故障进行管理，能够有效的降低设备故障率，提高设备出动率。

1 工程机械故障信息的采集

工程机械信息主要来源于故障机械的现场记录，故障机械及其零部件的性能、材质数据以及有关历史资料,准确而详尽的故障信息是进行故障诊断和处理的主要依据和前提，为分析、研究设备在使用期间的使用状况，探索磨损规律和检修规律、提高设备管理水平，对反馈制造质量和管理质量性息提供重要依据。

1.1 收集故障数据资料的注意事项

1）目的性要明确，要收集对故障分析有用的数据和资料。

2）要按规定的程序和方法收集数据。

3）对故障要有具体的判断标准。

4）各种时间要素的定义要准确，计算各种有关费用的方法和标准要统一。

5）数据必寻准确，真实可靠，要对记录人员进行教育、培训、健全责任制度。

6）数据要完整、客观、实用、防止含糊不清。

1.2 故障信息的内容

故障分析中需要收集的数据资料一般包括以下几个方面的内容。

1）故障识别数据，包括故障的类型、故障现场形状、故障时间等。

2）故障鉴定数据，包括故障现象、故障原因、寿命时间、测试数据等。

1.3 故障信息的来源

故障信息通常从以下资料中获取：①故障现场调查资料；②故障专题分析报告；③机械运行及检查记录；④故障报告单；⑤状态检测和故障诊断记录；⑥机械履历书和技术档案；⑦原厂说明书及随机技术资料；⑧故障分析资料及其他故障信息资料等。

1.4 机械故障记录

1）做好对机械各种检查的记录，对检查中发现的机械隐患，除按照规定处理外，对隐患的情况也要按表格要求认真填写。

2）填好机械故障报告单。在有关技术人员会同维修人员对机械故障进行分析处理后，要把详细情况填入故障报告单，故障报告单是故障管理中的主要信息源，对故障报告单的内容要认真研究确定，其一般记录项目及进行管理的内容包括项目类别、获取的信息、进行管理的内容见表1。

表1 故障报告单记录的项目及作用

2 机械故障的分析

对机械故障进行分析，主要是为了找出发生故障的原因和机理，从而为减少和消除故障制定有效措施，因此不仅要对每一项具体的故障进行分析，还要露天矿全部机械的基本情况、主要问题及其规律有全面的了解，从而找出薄弱环节，采取针对性措施，以改善机械技术状况，常用分析内容和方法如下。

2.1 故障原因分析

产生故障的原因主要有以下几类：

1）不设计不合理。机械结构先天性缺陷，零部件配合方式不当，润滑不良，应力过高，对使用条件和环境考虑不周等。

2）制造修理缺陷。零部件制作过程的切削、压力加工、热处理、焊接、装配、安装等存在缺陷。

3）原材料缺陷。使用材料不符合技术要求，铸件、锻件、轧制件等缺陷或热处理缺陷等。

4）使用不当。超出规定的使用条件，超载作业，违反操作规程，润滑不良，保养不到位，维修不当，管理混乱等。

5）自然损耗。由于自然条件造成零部件磨损、疲劳、腐蚀、老化（劣化）等。

有些故障是单一原因造成的，有些故障则是多种因素综合引起的。有的是一种原因起主导作用，其他原因起媒介作用，作为机械使用和维修人员，必须研究故障发生的原因和规律，以便正确的处理故障。开展故障分析时，应对机械故障原因种类规范化，明确每种故障的确切内容，故障原因种类不宜分的过粗或过细，划分的原则是以容易看出每种故障的主要原因或存在问题，便于进行统计分析即可。

2.2 故障频数分析

故障频数分析是通过对故障进行定量分析，应用概率论和统计学的原理和方法计算故障发生的概率，求出有关故障和可行性的一些指标，常用的分析方法有以下几种：

1）故障原因频数统计分析。当导致故障的几种原因进行数量分析时，可列出不同的故障原因的频数表，通过对故障频数表的分析，就可以掌握机械的故障原因。如推土机在一定的时期内共发生故障147次，按照造成故障的主次原因顺序排列见表2，掌握了机械的主要故障原因，就能使故障管理的目标明确。

表2 推土机九类故障原因的频数

故障频率分析一般在同类型设备之间进行，或对同一单位前后期的故障频率进行比较，观察其故障多少及变化趋势。

2）故障频率分析。为了掌握机械使用过程中不同时间内的故障量的增减趋势，一般以机械的单位运转台时发生的故障台次评价故障的频率。

3）故障强度率分析。当故障频率还不能反映故障停机时间的长短和费用损失的程度。为了反映故障的程度，一般以单位运转台时的故障停机时间来评价，称为故障强度率，即：同期机械故障停机时间与机械实际运转台数的百分比。

4）故障树分析法。故障树分析法是一种安全可靠的分析技术，也是目前故障诊断中应用较多的方法之一，它对系统故障不但可以做定性的而且还可以做定量的分析;不仅可以分析由单一构件所引起的系统故障，而且也可以分析多个构件不同模式故障而产生的系统故障情况。因为故障树分析法使用的是一个逻辑图，因此，不论是设计人员或是使用和维修人员都容易掌握和运用，并且由它可派生出其他专门用途的"树"。例如，可以绘制出专用于研究维修问题的维修树，沿着树形图的分支去分析机械（或系统）发生故障的原因，查明那些零部件是故障源。它建立在对系统的故障经验库基础上，采用逆向推理，将系统级的故障现象（顶事件）与最基本的故障原因（底事件）之间通过“与”、或“非”“异或”等逻辑关系相关联，它通常把系统的故障状态称为顶事件，然后找出系统故障和导致系统故障的诸原因之间的逻辑关系,并将那些逻辑关系用符号的形式表示出来，由上而下逐层分解，直到不能再分解为止，最终找出对故障原因。

任何复杂的工程设备都是集机、电、液与一体的复杂系统，该系统包括发动机系统，机械系统、电气系统、冷却系统、附属系统等。由于系统复杂，因此对其故障的定位准确度要求很高。利用故障树分析法可以准确的发现系统主要零部件和复杂原因的故障，并找出故障的原因和机械各层次的影响，以发现薄弱环节，并进而在机械的使用、维修中采取针对性的措施。以下是故障树的建立步骤：①选择和确定顶事件；②分析顶事件；③分析每个与顶事件直接相联系的输入事件；④按照故障结构画成树形状图。

3 工程机械故障管理在维修中的应用

做好机械故障管理，必须认真掌握发生故障原因的信息，从实际出发，在典型故障中积累资料和数据，展开故障分析，重视故障规律和故障机理的研究，加强日常维护、检查，就有可能避免突发事故和控制偶发性事故的发生，并取得良好的效果，展开故障管理的一般做法如下。

3.1 对重点机械进行监测

1）根据露天矿生产实际和机械状态特点，确定故障管理重点。

2）采用监测仪器和诊断技术对重点机械进行有计划的监测活动，以发现故障的征兆和劣化的信息。

3）在缺少监测仪器和手段的情况下，可通过人的感觉器官及检测工具，对在用机械进行日常和定期点检，着重掌握容易引起故障的部位、机构及零件的技术状态和异常现象的信息。

4）要创造条件开展状态检测和诊断技术，有重点低进行状态检测维修，以控制和防止故障的发生。

3.2 建立故障查找逻辑程序

查找故障常涉及不同领域的知识，需要丰富的经验，除培训维修工掌握故障分析方法外，应把常见的典型故障现象、分析步骤、消除方法，汇编成典型故障查找逻辑程序表。液压系统故障逻辑查询表如表3，通过对设备故障现象、故障产生的原因、设定维修方法进项逻辑统计，以便在故障发生后能迅速找出故障部位和原因，能及时而有效地进行修理。

3.3 建立机械故障记录和统计分析制度

故障记录是开展故障管理的基础资料，也是进行故障分析、处理的原始依据，因此记录必须完整正确，维修工人在现场对故障进行检查和修理后，按照机械维修任务单的内容认真填写，由现场机械员汇总后填写机械故障记录按月报送机械管理部门。

表3 液压系统故障逻辑查询表

机械管理部门汇总故障记录后对故障数据进行统计分析，算出各类机械的故障频率、平均故障间隔期，分析单台机械的故障动态，找出故障的发生规律，以便突出重点，采取措施，并反馈给维修部门作为安排预防检修和改善措施计划的依据。

根据统计整理资料，绘制单台机械故障状态统计分析表，作为分析故障原因、掌握故障规律、确定维修对策、编制维修计划的依据。根据统计分析的结果，采取针对性的计划检修。

对于使用不合理、操作不正当造成的故障，通过故障管理反馈单通知使用单位限期整改。对于维修不良或失修而导致的故障，通过故障管理反馈单通知维修单位检查处理，并落实修理级别和时间。对于多发性故障频率高已失去修复价值的老旧机械或总成应及时停止使用，申请报废。对于重复性故障频率高的机械，要进行重点研究分析，针对不同情况予以处理。

结构不合理的安排改善性修理，失修造成的安排针对性的项目修理，上次修理未彻底解决的隐患应安排返修，彻底解决，如由于缺乏配件更换而凑合对付造成的，应通知供应部门解决配件后安排修理，根据计划处理阶段确定的工作内容，措施要求以及完成时间等，落实到有关单位或个人并按计划予以落实，在实施中要有专人负责检查，确保实施的质量和效果，并将实施成果进行等级，用以指导机械的正确使用和预防维修。

4 结 论

通过工程机械故障管理可以有效的制定计划检修及状态检修，有计划的组织配件材料，减少库存，提高企业资金的使用率,提高设备的出动率，有效降低维修成本。

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【责任编辑：陈 毓】

Application of construction machinery fault management in equipment maintenance

JIA Yuan
(Equipment Repair Center,Shenhua Zhunge'er Energy Co.,Ltd.,Ordos 010300,China）

Engineering machinery,as one of the important equipment in engineering construction,is widely applied in open-pit mining.The open-pit mine in Zhunneng group owns a number of advanced engineering machinery equipment,and correctly carries out fault management for engineering machinery,which can reduce the cost of enterprise and improve equipment out rate.

engineering machinery;fault;fault tree;information;analysis

TH186

B

1671－9816（2017）07－0057－04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.07.016

贾渊.工程机械故障管理在设备维修中的应用［J］.露天采矿技术，2017，32（7）：57-60.

2017-03-10

贾 渊（1966—）男，内蒙古达拉特旗人，工程师，本科，1989年毕业于大同煤炭学校机械化专业，现任准能设备维修中心整备车间主任。