簡析設(shè)備制造及故障分析流程

黃素真+劉玉高

摘要：本文對一般設(shè)備的制造流程進行了系統(tǒng)分析，同時對設(shè)備運行過程中的故障分析流程進行了一定的探討，給出了設(shè)備制造機故障分析流程圖。

關(guān)鍵詞：制造；故障分析；功能

一部整機的設(shè)計生產(chǎn)都是為了滿足一定的使用功能要求，同時滿足安全性的要求，并且滿足一定的經(jīng)濟性，同時兼顧外觀及人體工學(xué)要求。其中使用功能的要求首先要得到滿足，這是設(shè)計過程首先要考慮的問題，但這并不意味著其它三個方面就不重要，某些情況下，安全性或者經(jīng)濟性可能也變成重點考慮的問題。

綜合諸多方面設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，就要進行整機設(shè)備的設(shè)計，圖1給出了設(shè)備制造流程。設(shè)計過程中涉及到零部件的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題。材料選擇是否得當，影響到使用性能是否能夠得到滿足，是否容易早期失效；也影響到安全性、經(jīng)濟性、外觀等方面。結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理、可靠直接影響到使用功能能否得到滿足、可靠性及安全性、經(jīng)濟性等問題。對這些問題的綜合考量對于設(shè)計出一部使用功能足夠、安全性高、經(jīng)濟性良好、兼顧外觀要求的機器是有利的。

下個環(huán)節(jié)是零部件的毛坯選擇及成型方案選擇問題。由于設(shè)備類別的復(fù)雜性，零部件的材料選擇及毛坯成型方案也較為復(fù)雜。一般而言，金屬材料所占份額仍較大，毛坯選擇經(jīng)常在鑄件、鍛件、焊接件、型材之間進行。毛坯方案的選擇要綜合考慮力學(xué)性能要求、工藝性能、經(jīng)濟性及現(xiàn)場條件等問題。需要指出的是，即使材料選擇得當，毛坯方案不合理，也會導(dǎo)致使用功能不足的現(xiàn)象發(fā)生；某些情況下毛坯方案不合理也可能導(dǎo)致經(jīng)濟性欠佳。所以，合理的毛坯選擇同樣需要綜合考慮很多因素。加工制造是毛坯成型的下一個環(huán)節(jié)，通常涉及到傳統(tǒng)機械加工、熱處理等基本環(huán)節(jié)，某些零件可能采用特種加工方案。這些環(huán)節(jié)主要滿足形狀、精度、粗糙度等方面的要求，同時滿足強度、剛度、硬度、韌性等方面的要求。

對所設(shè)計的零件、部件制造完畢后，接下來的工作是裝配。裝配過程需要滿足的內(nèi)容一般包括：清洗、潤滑、密封、公差、涂裝等方面的要求，在裝配過程中如果這些環(huán)節(jié)沒有做好會帶來一系列的問題，比如：鐵屑裝配到機器中會引起急劇磨損，公差要求沒有達到會導(dǎo)致配合不良，裝配過程中產(chǎn)生過大的應(yīng)力等。

當一臺整機投入使用后，就進入到服役階段。在服役階段中涉及到工作條件是否在可控范圍內(nèi)，以及對機器的保養(yǎng)是否定期、合理等，這些方面都對機器的正常使用起到關(guān)鍵的作用。超出設(shè)計要求、較為苛刻的服役條件、不合理規(guī)范的使用及保養(yǎng)都是機器早期失效的重要原因。

如果能夠正確使用及合理的保養(yǎng)，機器就可以達到設(shè)計壽命，但在生產(chǎn)中，經(jīng)常會遇到機器失效的情況，有些情況下很容易找到原因并加以解決，但是某些時候早期失效可能就需要經(jīng)過較為系統(tǒng)的故障分析才能解決問題，系統(tǒng)的故障分析應(yīng)該如圖1所示，從設(shè)計、毛坯成型、加工制造、裝配、服役等方面分別進行考察，從而找出問題所在，機器早期失效的原因可能涉及如上環(huán)節(jié)的一個或多個方面，找到問題所在，然后對癥下藥，從而找到合理的解決辦法。

結(jié)論：設(shè)備設(shè)計制造是基于使用功能要求、安全性、經(jīng)濟性及外觀要求等基礎(chǔ)上涉及到材料選擇及毛坯成型、加工制造、裝配的系統(tǒng)工程，制造過程及服役過程都可能成為機器早期失效的原因，針對過早失效，本文提出了故障分析的一般流程。