推行了那么久的TPM咨詢項目，對機械設備的故障你又認識多少呢？對于“故障”兩字背后的含義，真正搞懂它的人可真不多，下面讓我們一起來學習吧。

故障的定義

機械設備在使用過程中，不可避免地會發(fā)生磨損、斷裂、腐蝕、疲勞、變形、老化等情形，使設備性能劣化而喪失規(guī)定的功能甚至生產能力，這種設備性能劣化而喪失規(guī)定的功能的現象即“故障”與“失效”。一般情況下，“故障”與“失效”是同義詞。但嚴格來說， “失效是指產品喪失規(guī)定的功能，對于可修復產品通常稱為故障”。

故障判斷準則

明確了故障的含義，那么怎么判斷是不是故障呢？不能僅憑直觀感覺來判定，必須依據一定的判斷準則。

首先，要明確產品保持的“規(guī)定功能”是什么，或者說產品功能喪失到什么程度才算出了故障。有些規(guī)定的功能很明確，不會引起不同的認識，如發(fā)動機缸體損壞，迫使停機修理。有時規(guī)定的功能卻難以確定，特別是故障的形成是由于功能逐漸降低的這種情況，例如發(fā)動機的磨損超過一定的限度，將會加劇磨損，引起功率降低，燃油消耗率增加，出現這種情況，可以算作故障。然而，磨損的限度在使用中難以確定，像上述發(fā)動機情況，如果減小負荷，增加潤滑油，有一定磨損的發(fā)動機，仍然是可以勉強繼續(xù)使用的，也可以不算作故障，這就需要事先定出標準。

其次，還要分析故障的后果，主要看故障是否影響產品的生產和設備及人身安全。除了以技術參數中的任一項不符合規(guī)定的允許極限作為故障判斷的準則外，還要考慮若在這種狀態(tài)下繼續(xù)工作，是否會發(fā)生不允許的故障后果來判別。因此，在判斷產品故障時，不僅取決于產品的“規(guī)定功能”，而且還要考慮故障的后果。一般來說，產品故障是指：在規(guī)定條件下，不能完成其規(guī)定的功能；產品在規(guī)定條件下，一個或幾個性能參數不能保持在規(guī)定的上、下限值；產品在規(guī)定的應力范圍內工作時，導致機械零件或元器件出現各種裂紋、滲漏、磨損、銹蝕、損壞等狀態(tài)。不同的產品有不同的故障判斷標準，并且研究工作的出發(fā)點不同，所定義的故障也不同，難以做到統一。但是在同一使用部門之內，則應該有統一的標準?？傊?，在確定故障判據時，應遵循以下原則：不能在使用條件下喪失功能；故障判斷準則“根據可接受的性能來確定”；不同產品可按該產品的主要性能指標進行衡量。

常見故障模式
 
故障模式是指產品的“故障（失效）的表現形式”。故障模式是通過人的感官或測量儀器得到的。一般研究產品的故障時，往往從產品故障的現象入手，進而通過現象找出故障的原因，因此有必要弄清產品在各功能級別上的故障模式。機械設備及其零部件的故障模式大致可分為以下幾種。

01、損壞類型——斷裂、開裂、裂紋、燒結擊穿、短路、彎曲、過度變形、點蝕、熔融。
02、退化類型——老化、變質、絕緣劣化、油質劣化、剝落、腐蝕、早期磨損。
03、松脫類型——松動、脫落、脫焊。
04、失調類型——間隙不當、流量不當、壓力不當、行程不當、響度不當、照度不當。
05、堵塞與滲漏類型——堵塞、粘合、污染、不暢、泄油、滲油、漏氣、漏水。
06、整機及子系統——性能不穩(wěn)、功能不正常、功能失效、啟動困難、供油不足、怠速不穩(wěn)、總成異響、剎車跑偏。

故障等級的劃分

對故障進行定性或定量分析時，必須事先劃分故障的等級，只有這樣才能判斷各機件每個失效模式對系統的影響及其后果如何。劃分故障等級也就是運用故障后果對系統影響這一原則進行故障分類。通常將致命故障劃分為1級故障，將嚴重故障劃分為2級故障，將一般故障劃分為3級故障，將輕微故障劃分為4級故障。

劃分故障等級所考慮的因素如下：

01、機件產生故障后，造成工作人員或公眾的傷亡情況。
02、機件產生故障后，造成產品本身的損壞情況。
03、機件產生故障后，造成設備不能完成其主要功能或不能執(zhí)行任務的情況，即對完成規(guī)定功能影響的大小。
04、機件產生故障后，恢復其功能，即排除故障采取措施的費用、勞動量及停機時間的長短，也就是維修的難易和所用維修時間的長短。
05、機件產生故障后，造成設備失去功能而導致經濟上的損失，即導致系統的損失情況。

綜上所述，故障等級要綜合考慮性能、費用、周期、安全性等諸方面的因素，即考慮機件故障后帶來的對人身安全、任務完成、經濟損失等方面的綜合影響。

設備故障發(fā)生的一般規(guī)律

大多數設備的故障率是時間的函數，如下圖所示，設備的故障率曲線為兩頭高、中間低，圖形有點像浴盆，通常稱為浴盆曲線。由下圖可以看出，設備的故障率隨時間的變化，大致可劃分為三個階段，即早期故障期、偶然故障期和耗損故障期。

01、早期故障期

早期故障期出現在設備開始工作的較早時間，它的特點是故障率較高，且故障率隨時間增加而迅速下降。故障的原因往往是設計、制造的缺陷或質量不佳引起的。對于剛修理過的設備來說，裝配不當是發(fā)生故障的主要原因。對新出廠的或修理過的設備，可以在出廠前或投入使用初期的較短一段時間內進行磨合或調試，以便減少或排除這類故障，使設備進入偶然故障期。一般不認為早期故障是使用中總故障的一個重要部分。

02、偶然故障期

偶然故障期是指設備在早期故障期之后耗損故障期之前的這一時期。這是設備最良好的工作階段，也稱為有效壽命期。它的特點是故障率低而穩(wěn)定，近似為常數。這一階段的故障是隨機性質的，與機器新舊無關。突發(fā)故障是由偶然因素，如材料缺陷、操作錯誤以及環(huán)境因素等造成的。偶然故障不能通過延長磨合期來消除，也不能由定期更換故障件來預防。一般來說，再好的維修工作也不能消除偶然故障。偶然故障什么時候發(fā)生是無法預測的。但是，人們希望在有效壽命期內故障率盡可能低，并且持續(xù)的時間盡可能長。因此，提高使用管理水平，適時維修以減少故障率，延長設備使用壽命是十分必要的。

03、耗損故障期

設備使用后期，故障率隨時間的增加而明顯增加。這是由于設備長期使用，產生磨損、疲勞、腐蝕、老化等造成的。防止耗損故障的辦法就是在設備進入耗損期前后及時進行維修。這樣可以把上升的故障率降下來。如果設備故障太多，修理費用太高而不經濟，則只好報廢?？梢?，準確掌握設備何時進入耗損故障期，對維修工作具有重要意義。

并不是所有設備都有三個故障階段，有的設備只有其中一個或兩個故障期，甚至有些質量低劣的設備在早期故障后就進入了耗損故障期。由于機件的工作條件和材質不同，其實際故障規(guī)律不盡相同；即使符合典型故障率曲線，但其故障率曲線的長短也不一樣，這一點需要維修人員認真探索、研究解決。

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