基于RCMA邏輯框架的自動抓取機構驅動裝置維修分析

劉志芳

摘? 要：本文對自動抓取機構驅動裝置的保障性分析方法進行了系統介紹;使用以可靠性為中心的維修分析方法（RCMA）對自動抓取機構驅動裝置進行分析：通過故障模式影響及危害性分析（FMECA）確定出自動抓取機構驅動裝置的重要故障模式從而得出維修項目;確定維修分析邏輯和維修級別;計算了預防性維修保障活動的頻度;最終輸出維修分析決斷表，提出了自動抓取機構驅動裝置預防性維修的項目、維修周期。為設備運行過程中的維護保養提供了依據。

關鍵詞：保障性? 預防性維修? RCMA? FMECA

中圖分類號：TM623.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）10（a）-0031-03

Abstract： This paper introduces a method of support analysis for the transmission mechanism of automatic grasping device; the reliability centered maintenance analysis method （RCMA） is used to analyze the transmission mechanism of the automatic grasping device. Through Failure Mode Effects and Criticality Analysis， the important failure mode of the transmission mechanism of the automatic grasping device is determined and the maintenance level is deter mined; the frequency of preventive maintenance support activities is calculated. The final output of the maintenance analysis and decision table puts forward the items and maintenance cycle of the preventive maintenance of the transmission mechanism of the automatic grasping device. It provides the basis for the maintenance of equipment in the process of operation.

Key Words： Indemnificatory; Preventive maintenance; RCMA; FMECA

保障性分析是設備五性分析的重要環節，貫穿于設計階段的始終。對于自動抓取機構驅動裝置而言，一旦發生故障，影響整個工藝系統的安全性和經濟性。因此，對自動抓取機構驅動裝置進行保障性分析，重點關注的是設備的預防性維修，該工作的目的在于使設備在壽期內始能夠得到充分地維護保養，從而始終工作在良好的運行狀態[1]。預防性維修是通過對自動抓取機構驅動裝置的系統性檢查、檢測和定期維修以防止故障發生，使設備在良好工作狀態下運行。

1? 功能與結構介紹

自動抓取機構驅動裝置的作用是驅動抓取機構的上升和下降、控制抓取機構的打開和鎖閉，并且實時監測抓取機構所受到的拉力和壓力，過載時切斷電機提供過載保護。

自動抓取機構驅動裝置由伺服電機、磁性聯軸器、蝸輪蝸桿機構、牙嵌式安全離合器、滾珠絲杠機構、傳感器組和手動機構組成。電機經過以上傳動鏈最終驅動滾珠絲杠轉動，使得絲杠螺母軸向移動，最終實現抓取機構的上升及下降。傳感器組用于抓取機構的位置顯示，并且參與閉環控制。在電機不能工作時將由手動機構來執行抓取機構的上升或下降，同時通過微動開關控制電機的通斷。

2? 分析方法

以可靠性為中心的維修分析，簡稱RCMA，是保障性分析工作開展的重要方法。而開展RCMA的基礎是故障影響及危害性分析（FMECA）。FMECA在保障性工作中的作用為以下3點[2]：

（1）確定重要設備預防性維修的項目與要求;

（2）確定修復性維修的項目與要求;

（3）提供故障模式和相關信息。

保障性分析流程如圖1所示。

2.1 確定維修項目

通過對自動抓取機構驅動裝置進行故障模式影響及危害性分析（FMECA）可以得出自動抓取機構驅動裝置的重要故障模式為：電機故障、手驅動機構故障、磁性聯軸器密封失效、手驅動機構密封失效、抓取機構部件斷裂、傳感器組無法檢測抓手部件位置或檢測位置錯誤。

2.2 以可靠性為中心的維修分析（RCMA）方法

RCMA的本質是維持設備可靠性和安全性，并且消耗最少的維修資源，用邏輯決斷的方法確定裝備預防性維修要求的過程。設備預防性維修的內容，包括為進行預防性維修的設備、工作類型和間隔期，并且給出維修級別的建議[3]。

2.2.1 維修分析邏輯決斷

設備故障的后果可以分為三類，安全性影響、任務性影響及經濟性影響，它們又都分為兩種，即明顯的和隱蔽的，針對上述故障后果，預防性維修工作應該遵循以下幾項原則[4]：

（1）對于有可能產生安全性或者任務性后果的故障，必須制定強有力的預防性維修措施。

（2）對于有可能產生經濟性后果的故障，需對預防性維修進行經濟性評估，只有當能產生更好的經濟性時才做預防性維修。

（3）需按照設備的故障原因和各種預防性維修的適用性與有效性原則，來確定是否有適用且有效的預防性維修可做。如果沒有有效的預防性維修可做，對于有安全性故障后果的設備來講，則必須更改設計;對于有任務性故障后果的設備，通常也需要更改設計。

預防性維修工作類型是在發現或排查某個隱蔽或者潛在的故障時，為了防止潛在性故障發展成為功能性故障所進行的一種或者一系列維修工作。機械設備領域采用的預防性維修工作類型有：保養（A）、操作人員監控或使用檢查（B）、功能檢測（C）、定時拆修（D）、定時報廢（E）和綜合工作（F）。預防性維修工作類型的順序確定：按照資源消耗、操作難度與費用、工作量以及所需技術難度來水平排列的。在保證自動抓取機構驅動裝置可靠性以及安全性的原則下，同時考慮盡可能節約經費，預防性維修工作的類型應照按順序選擇[5-6]。

2.2.2 自動抓取機構驅動裝置維修級別決斷

通過對自動抓取機構驅動裝置各個重要故障模式進行修理級別分析，將維修工作確定出合理的修理級別（基層級，中繼級，基地級分別以O，I，D表示）或報廢（以X表示）。

2.2.3 預防性維修保障工作頻度計算

確定頻度的目的是為決定相關保障資源的數量需求提供分析輸入信息，計算出自動抓取機構驅動裝置預防性維修的間隔時間和確定后勤資源的數量需求[7-8]。

預防性維修保障活動的頻度與自動抓取機構驅動裝置的使用要求、誤拆率、模式頻數比、故障率等因素有關，可用下式來近似計算，即：

2.2.4 輸出RCMA邏輯決斷表

根據RCMA邏輯決斷原理，確定出自動抓取機構驅動裝置故障模式的影響、周期、維修工作類型、預防性維修等，同時決定維修級別，填寫RCMA 邏輯決斷表。用A、B、C、D、E、F 分別來表示6個影響分支的邏輯決斷的適用性和有效性[9]。

根據RCMA邏輯決斷表的輸出結果，可以得出預防性維修分析結果（見表1）。

3? 結語

本文對自動抓取機構驅動裝置的保障性分析方法進行了綜合性介紹;使用了以可靠性為中心的維修分析方法（RCMA）對自動抓取機構驅動裝置進行分析：通過故障模式影響及危害性分析（FMECA）確定出自動抓取機構驅動裝置的重要故障模式從而得出維修項目;確定維修分析邏輯和維修級別;計算了預防性維修保障活動的頻度;最終輸出維修分析決斷表，提出了自動抓取機構驅動裝置預防性維修的項目、維修周期。為設備運行過程中的維護保養提供了依據。

參考文獻

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