光机电一体化设备故障规律
摘 要 本文提出以光机电一体化设备使用过程中的实际统计故障和维修过程中的实际检测数据为依据，分析其故障和技术状况变化机理，研究其故障规律和技术状况变化规律。
关键词 光机电 故障规律
1研究思路
在充分调研的基础上，获取光机电设备在使用维修中积累的历史数据，主要包括日常使用维护中有关装备故障和技术状况的数据、利用随装仪表和外部测试设备测得的装备技术状况数据、在实际维修过程中测得的各种有关故障和技术状况的数据;借助数理统计方法和工具，通过对数据的分析，研究故障现象和技术状况数据中隐含的规律。
分析设备各部件发生故障的时机和频率;通过对设备功能结构的分析，借助故障模式影响及危害性分析、故障树分析等理论和工具，分析可能出现的故障模式、各故障之间的关系、故障可能导致的后果;根据设备工作条件和使用操作规程，将以上研究结果进行有机整合，获取设备的故障规律和技术状况变化规律。
2故障模式
故障模式一般按发生故障时的现象来描述。
由于受现场条件的限制，观察到或测量到的故障现象可能是系统的，也可能是局部的。
针对设备结构的不同层次，其故障模式有互为因果的关系。
因此，进行故障分析时，需要在调查、了解产品发生故障现场所记录的系统或分系统故障模式的基础上，通过分析、试验逐步追查到组件、部件或零件级的故障模式，并找出故障产生的机理。
3故障规律研究的一般程序
3.1现场调查
(1)收集背景数据和使用条件，主要内容有：部件发生故障的日期、时间(时间范围)、损坏程度、操作阶段、有无反常情况。
(2)故障件的现场资料。
包括图像、影视等资料。
(3)故障件的历史资料。
主要包括：部件名称、标记、制造编号，部件功能、使用材料，发生故障时的使用时间，设计图样、说明书，指导部件生产、制造、检验和操作规范，生产厂家验收技术报告和质量控制报告，使用情况记录，过去故障情况记录和维修报告。
(4)对故障件进行初步检查。
(5)故障件的鉴别、保存和清洗。
3.2分析并确定故障原因和故障机理
(1)故障件的检查分析，包括无损探伤检验、机械性能试验、断口的宏观与微观检查与分析、化学分析等。
(2)必要的理论分析和计算。
包括强度、疲劳、断裂力学分析与计算等。
(3)初步确定故障原因和机理。
(4)模拟试验，确定故障原因与机理。
3.3分析结论
每一件故障分析工作做到一定阶段或试验结束时，都要对所获得的全部资料调查记录、测试数据，按设计、材料、制造、使用四个方面是否有问题进行集中归纳、综合分析和判断处理，逐步形成初步的简明结论。
对设计和材料的要求以说明书为准，对制造过程以故障件的分析检测结果为准，而对使用则以操作规程为准，反复核对其中的差异，这种差异能够说明故障的起因。
故障分析结束时必须提出一个结论明确、建议中肯的报告，一方面为改进工作、积累资料、交流经验，另一方面明确责任。
分析报告内容一般包括：故障分析结论;改进措施与建议及对改进效果的预计;故障分析报告提交相关部门，并反馈给有关生产单位;必要时应对改进措施的执行情况进行跟踪和管理。
4故障数据收集与分析
对故障数据的收集与分析是开展光机电设备维修方案的基础与前提。
应当通过故障数据收集与分析，掌握设备的故障模式、故障后果、故障原因和故障率时间变化的情况。
通过对故障数据的分析，可以确定故障出现的频率和后果，根据故障出现频率和故障后果、故障性质的不同，可以采用不同的策略。
对于出现频率低、后果较轻的故障，可以采用修复性维修或改进性维修加以处理。
而出现频率虽然低，但是后果严重的故障则需要进一步分析该故障是否能够预防，能够预防的，根据逻辑决断图继续进行判断，不能预防的，则需要进行修复性维修或改进性维修。
对于出现频率较高的故障，则可通过研究其寿命分布，为后续优化奠定基础。
需要注意的是出现频率的高低同统计时间的长短有必然的联系，统计时间段越长，故障出现的次数自然增加。
随着设备使用时间的增长，能够统计到设备的一些故障，可以依据现有数据，获取该零部件的寿命分布。
但这并不意味着当前时间段内的寿命分布就是该零部件的真实完整的寿命分布。
在条件允许时，应当尽可能多的收集故障数据，并根据实际情况随时进行调整与补充。
5故障统计分析方法
设备的使用寿命是有限的，其技术状况随使用时间的延长而逐渐劣化，发生故障的可能性也会随着时间的推迟而变化，它是时间的函数。
另外，故障的发生又具有随机性，无论哪一种故障都很难预料它的确切发生时间，因而，可用故障概论分布函数、故障概论密度函数、平均故障时间间隔、故障率函数等概率统计的方法从宏观上大致描述故障的规律性。
光机电一体化设备作为一个复杂系统是由许多不同零部件构成的，结构的复杂化使得故障模式呈多样化趋势，故障率随时间的发展规律也呈现多样化的特点，主要的故障分布有威布尔分布、指数分布和对数正态分布。
6小结
通过对使用、维修数据的收集与分析，运用现代数据统计分析理论，可以系统全面地研究其故障规律和技术状况变化情况，对于优化产品设计具有重要的指导意义。
参考文献
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