试述煤矿机械工程系统最佳维修周期的可靠性.doc

1、1试述煤矿机械工程系统最佳维修周期的可靠性摘要：由于煤矿设备的现代化水平越来越高,不同的设备所要求的维修和管理的方式也就不同。因此,针对不同的机械设备,我们应该采取不同的维修与管理方法。所以，加强煤矿机械工程系统,最佳维修周期的可靠性研究就显得十分必要。总体来讲,煤矿机械设备的常见维修与管理方法主要有:事后被动维修、主动预防性维修、预知性维修和主动预防性护等方法。本文结合多年来的工作经验，对煤矿机械工程系统最佳维修周期的可靠性进行了研究，具有重要的参考意义。 关键词:煤矿机械;维修周期;可靠性 中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号： 现阶段，煤炭行业仍是我们国家发展和腾飞十分依

2、赖的能源产业，它在能源产业中占有着非常重要的地位，并且在可预测的未来且在很长的一段时间内，仍然是我国主要的能源产业。怎么样合理的充分发挥我国煤炭资源优势，是我们这代人必须面对的刻不容缓的责任和难题。大量的实践经验告诉我们，只有立足于煤炭、立足于国内、放眼国外，才是我们国家能源与制造产业的现实要求和必然选择。但是现阶段我国煤炭资源的实际开?效率的形势不容乐观，矿井勘探的程度总体偏低，开采与运输的机械自动化程度与发达国家相比还有不小的距离，因此这就造成了煤炭资源在开采过程中无法避免的浪费。如何有效的提高我国煤炭2资源开采的效率，具有着重要的研究意义。加强煤矿机械工程系统最佳维修周期的可靠性的研究是

3、十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对煤矿机械工程系统最佳维修周期的可靠性进行了研究，具有重要的参考意义。 1 煤矿机械维修系统的失效率模型 首先,要明确分析的对象和目的,在收集资料的基础上对分析对象进行描述,找出与所要分析的参数、特性有关的因素进行筛选,明确有影响的参数,再建立模型。它应当是客观事物科学的抽象,要准确反映系统维修性的内外客观联系及规律,它应该随着研制过程中数据、资料的补充,逐步修改而日臻完善。 通过对煤矿机械装备的观察与统计,得出“正常工作失效修复”的失效率 (t)曲线,如图 1 所示。早期一般为跑合阶段,这期间的故障大都是由调整不当、材质缺陷、工艺质量问题、检验差错等

4、原因引起的早期故障。然后,系统进入正常工作阶段,只是由偶然因素引发故障,它是在使用过程中,工作条件发生不可预测的突然变化而导致的,故失效的概率较低。随着零件的疲劳、磨损、腐蚀及蠕变等典型操作的累积,到了维修周期 T 时间,引发故障的概率增大,装备的性能下降,有些易损件在勉强工作,此刻必须对系统进行维修。不仅要更换存在故障的零部件,还要对系统的有关部分进行预防性的处理,避免由于维修而引发新的故障。 当然,有时机械系统运行到 T 时刻,如发动机,由于整机经过较长时间的磨合,可能性达到了最佳状态,此时是否该维修呢?笔者认为,应灵活处3理,不能机械地照搬。预防维修的目的是排除故障隐患,延迟整机性能下降

5、的时间。此时的最佳状态正是我们所希望的工作状态,可适当延迟一段时间再进行维修,但应进行认真维护保养,一旦机器的工作性能下降,立即进行维修,换去性能下降或即将下降的零部件,降低故障发生率,从而保持整机的性能不下降。在维修过程中,零件间的工作位置有可能发生变化,导致整机性能下降,此时应反复调整,尽可能地将整机性能调整到最佳状态。在这同时,由于新更换零件的材质、机械加工质量和维修人员的技术水平等因素的影响,维修后,整机应试运行一段时间,这期间的故障率一般要高一些。但跑合一段时间后,机器的性能会逐步提高,达到维修要求。 事实上,设计产品不可能百分之百的可靠,而且许多产品随着使用、贮存时间的延长,总会出

6、现故障,如能通过维修,迅速而经济地恢复产品的性能,则能延长产品的使用寿命。所以说维修性是产品可靠性的必要补充。上述过程是以设备的使用可靠为目的的维修,故称为可靠性维修。 2 煤矿机械维修周期的确定 预防维修的首要问题是维修的周期如何确定。对于重要的机械设备,应按系统的有效度达到最大的原则来确定。当然,在定期预防维修的条件下,有时维修期限未到,也会偶然发生故障,对此要进行事后维修。在正常使用过程中,还要视具体情况,通过连续地对工作状况的测定和监控,当参数或性能下降到限定值时就应立即进行维修。在定期维修过程中,不仅要更换存在故障的零部件,还要对系统进行预防性处理,保持整机的技术性能不会下降,此即带

7、有更新型的事后维修。 仍以图 1 所示的失效模型为例,当它工作到时间 T 时,就实施预防性4维修。预防维修需要的时间为 tp。修复后又投入运行,假设未到维修期限T 就发生故障,此时工作时间仅为 T1(T1T),之后进行事后维修,事后维修需要的时间为 tc,修复后再工作一维修周期 T,其维修时间间隔如图 2 所示。 这种模式的平均不能工作时间 MDT 由平均预防性维修时间 tp 和平均事后维修时间 tc 的加权求和得出,即 MDT=R(T)tp+1R(T)tc 式中 T系统无故障工作时间; R(T)系统 T 小时后无故障的概率。 机械系统的平均工作时间 MUT 由无故障工作时间 T 和发生故障前

8、的工作时间 T1 的加权求和得出。即 MUT=R(T)T+1-R(T)T1 通过变换,即 此时,系统稳态的有效度 其中,当值为最小值时,有效度 A 有最大值。 对于有计划地进行预防性维修情况,若失效率函数 (t)为递增函数,或 R(t)为递减函数,就可求得最佳预防维修周期 T。 但在实际使用中,还需考虑维修费用的问题。在系统平均工作时间MUT 内,要承担预防性维修费用 Cp 及事后维修费用 Cc,因此,系统在单位5时间内的平均费用 其中 CT 为从预防维修到间隔期 T 结束为止的总费用。 例如,对于图 1 所示为徐州市某煤矿的煤炭输送机械系统,tp=1 h,tc=3 h,Cp=1 200 元,

9、Cc=3 500 元,系统的可靠度 R(t)曲线如图 3 所示。根据式(1),利用数值积分(见图 3),可以求出与 t 相对应的 值。如表 1所示。 表 1 图解积分计算表 从表 1 中可以看出,当 t=160 h 时,=0?0116、13.7 元/h,均为最小值,故此时有效度 A 为最大值,即 Amax=0.988 5 与最大有效度 Amax 对应的时间 T(160 h)就是最佳维修周期。 3 结语 (1)通过上述分析、计算,可以科学地指导一线人员进行定期性维修,减少盲目性,降低维修费用。(2)通过分析计算,科学地确定维修时间,可提高设备运转率,从而提高整个企业的经济效益。(3)由于煤矿机械系统都属于大型设备,出现故障危害性大,科学地确定维修时间,保证安全显得更为重要,具有重要的应用推广价值。 参考文献: 1杨为民,等.可靠性、维修性、保障性总论M.北京:国防工业出版社,1995. 62刘惟信.机械可靠设计M.北京:清华大学出版社,1996. 3王超,王金,等.机械可靠性工程M.北京:冶金工业出版社,1992.