设备预防性维修：减少故障发生的关键措施

1.设备预防性维修的基本概念

“设备预防性维修”是现代最先进的设备管理与维修方式，是“源头预防、全程控制、末端治理”现代质量管理理念在设备管理工作中的具体应用。

“设备预防性维修”是一项系统工程，“预防”与“维修”，“维护保养”与“按时按需修理”两者均很重要。但核心是“预防”故障的产生。设备购进安装调试后，加强其服役期的日常维护保养管理是“预防性维修”重要的基础工作，是日常的防故障隐患措施：“按时按需修理”是两种重要的“预防性维修方式”。“设备维护保养”与“按时按需修理”两者构成了“设备预防性维修”。

2.设备零件失效的基本形式

机电设备由机械结构零件及电控系统两大部分组成。任何部分功能、性能失效都会使整台（套）设备发生故障。现代机电设备机械零件数量庞大（常达几百、几千直至几万个），而且承受的载荷工况越来越严苛、复杂。设备零件的早期失效是导致机电设备故障的重要原因。

设备零件失效的基本形式有：零件工作面磨损、疲劳断裂、变形和腐蚀等四种类型。

（1）零件工作面磨损 零件工作面磨损为设备零件失效的常见和主要形式，铸造设备中大约有80%～90%零件因磨损而报废。按摩擦表面磨损失效的机理和特征，机械零件磨损可分为：

1）磨粒磨损。摩擦表面被微小硬质点滑擦造成的磨损，是最常见的磨损形式，是粉碎破碎设备、通风除尘设备、砂处理及旧砂回用设备、落砂、打磨设备、抛丸清理设备等过早损坏的主要原因。

2）粘着磨损。工作面之间存在着很大压力和强烈摩擦的零件，会发生粘着冷焊，由于摩擦副的相对运动，冷焊结将被撕裂，从而造成粘着磨损，常见于高速重载设备。

3）疲劳磨损。由于工作面间交变接触应力产生的表面疲劳损伤，如封闭减速器中滚动轴承的内圈滚道、外圈滚道、滚动体，相互啮合的齿轮齿面等。

4）微动磨损。两个接触表面之间没有宏观相对运动，但在外界变动载荷影响下却产生小振幅（一般为2～20μm）的相对运动，导致表面间产生微动磨损。微动磨损多发生在相对静止的零件上，如搭接接头、键连接、过盈配合的轮与轴、螺栓连接等部位。

5）腐蚀磨损。摩擦时材料与周围介质发生化学或电化学相互作用而造成的磨损，按介质和材料的性质不同，分为氧化磨损和特殊介质腐蚀磨损两类。

（2）疲劳断裂 疲劳断裂是指零件在经历反复多次的应力或能量负荷循环作用下发生的断裂现象，包括拉压疲劳、弯曲疲劳、扭转疲劳、接触疲劳和振动疲劳等。

（3）变形 零件变形包括弯曲变形、扭曲变形和压溃变形等。工作条件恶劣，经常满载或超载的机械设备（如高速切削机床等）的零件或部件产生变形常有发生。

（4）腐蚀 零件腐蚀主要有化学腐蚀、电化学腐蚀和氧化腐蚀三种类型。接触酸、碱物资的设备，如：混砂设备、造型制芯设备、湿法除尘及湿法旧砂再生设备等容易产生腐蚀。

3.设备维修方式的发展

设备维修方式是指对设备维修时机的掌握和控制，即在什么时机和状况下要对设备进行较全面的维修。早期的维修方式多是采用“事后维修”的方式。“事后维修”又称“故障维修”，即只有当设备零件出现失效故障并造成设备不能正常工作（不能工作或其性能、精度降低到合格水平以下时）而被迫停机之后，才进行维修。

对于很多精密、关键设备，或是出现故障后将带来严重后果（造成严重的质量、安全、环境事故）的设备，仅仅采用事后维修方式显然是不合理的，后来发展出不同形式的预防性维护方式，即根据设备实际运行经验积累或运行状态监测信息在设备技术状态劣化前至少在出现故障前，就对设备全部或局部薄弱环节进行必要的维修，防止技术状态劣化趋势的产生。这种“防患于未然”的维修方式称为预防性维修。以“预防性维修”为主、“事后维修”为辅的设备维修方式已被广大机电企业（包括铸造企业）普遍采用。

4.设备预防性维修的主要内容

主要由“设备维护保养”和“按时按需修理”两大内容构成。

（1）设备维护保养（设备服役期防故障隐患要求）

1）设备操作员工的“三好”、“四会”、“五项纪律”要求。

2）设备润滑的“五定”与“三级过滤”要求。

3）设备的维护保养要求。包括日常维护保养；定期维护保养，又分为一级定保、二级定保。

（2）按时按需修理

1）定期维修（按时预防性维修）。

2）预测维修（按需预防性维修）。

5.对设备操作员工的“三好”、“四会”、“五项纪律”要求

（1）对操作员工的“三好”要求“三好”即指管好设备、用好设备、修好设备。

1）管好设备。管好设备的原则是：谁使用，谁负责。每个部门都有责任管好本部门所使用的设备，设备台账清楚，设备账卡齐全，使用前必须为设备建档设卡，制定设备使用规程和维护规程，不得违反规定随意使用设备。

2）用好设备。所有使用设备的员工都必须按照操作规程进行操作和维护，不得超负荷使用，禁止不文明操作。未经培训的员工不得单独操作设备。

3）修好设备。设备操作工人要配合维修工人修理设备，及时排除设备故障。

（2）对操作员工的“四会”要求

1）会操作。操作人员必须熟悉设备的用途和基本原理，熟悉设备的性能要求，熟练掌握设备的操作规程，正确使用设备。

2）会保养。操作人员要掌握设备的保养要求，设备操作者做好设备日常保养和按《设备保养任务书》做好设备定期保养工作。

3）会检查。设备操作人员应了解所使用设备的特性，能够鉴别设备的完好情况。操作者要掌握设备易损件的部位，熟悉日常点检的检查项目、标准和方法，并能按规定进行点检。

4）会排除一般故障。操作者要掌握所用设备的特性，能够鉴别设备的正常与异常，掌握简单的故障排除方法，不能解决的问题应及时报修，并协同维修人员进行检查。

（3）设备操作人员的五项纪律

1）实行定人定机、凭证操作制度，严格遵守安全技术操作规程。

2）经常保持设备的清洁，按规定加油润滑，做到未完成润滑工作不开机，未完成清洁工作不下班。

3）认真执行交接班制度，做好交接班记录、运转台时记录。

4）管理好工具、附件，不能遗失及损坏。

5）不准在设备运行时离开岗位，发现异常的声音和故障应及时停车检查，不能处理的要及时通知维修人员检修。

6.设备润滑的“五定”与“三级过滤”要求

（1）润滑“五定”

1）定点。确定每台设备的润滑部位和润滑点，保持其清洁与完好无损，实施定点给油。

2）定质。按照润滑图表规定的油脂牌号用油，润滑材料及掺配油品必须经检验合格；保持润滑装置和加油器具清洁。

3）定量。按润滑图表规定用油量加注润滑油。

4）定期。按照润滑图表或卡片规定的周期加油、添油和清洗换油，对贮油量大的油箱，应按规定时间抽样化验，视油质状况确定清洗换油还是循环过滤以及抽验周期。(www.xing528.com)

5）定人。按润滑图表上的规定，明确操作工、维修工对设备日常加油、添油和清洗换油的分工，各司其责，互相监督，并确定取样送检人员。

（2）润滑“三级过滤”是为了减少油液中的杂质含量，防止尘屑等杂质随油进入设备而采取的净化措施。它包括入库过滤、发放过滤和加油过滤。

1）入库过滤是指油液经过输入库泵入油罐贮存时，必须经过严格过滤。

2）发放过滤是指油液注入润滑容器时要过滤。

3）加油过滤是指油液加入设备贮油部位时必须先过滤。

7.设备的维护保养要求

设备的维护保养是为了保持设备良好技术状态，延长使用寿命所必须进行的日常工作。设备维护保养分两个层次：一是设备的日常维护保养；二是设备的定期维护保养。

（1）日常维护保养 是由操作工及生产班组进行的保养工作，分每班保养和周末保养两种。

1）每班保养。主要工作有：

①班前对设备的各部分进行检查，并按规定润滑加油。

②做好班前点检，确认设备正常后才能使用。

③按设备操作、维护规程正确使用设备。

④下班前必须认真清洁、擦拭设备。

⑤办好交接班手续。

2）周末保养。要求周末用1～2h对设备进行彻底清洁、擦拭和加润滑油，并按照设备保养标准和完好标准进行检查评定及考核。

（2）定期维护保养 设备的定期维护保养是以维修工为主进行的定期维护工作，设备定期维护的间隔时间视设备的结构情况和运行情况而定。设备的定期维护保养根据保养工作的深度、广度和工作量可分为一级保养和二级保养。

1）一级保养，简称“一保”，是指设备除日常保养外，所进行的设备内部的清洗，疏通油路，调整配合间隙，紧固有关部位及对有关部位进行必要的检查。一保工作具有一定的技术要求，其保养工作应在维修工的指导下，由操作工完成。

2）二级保养，简称“二保”。二保的作业内容除了一保的全部作业外，还要对设备进行局部解体检查，清洗换油，修理或更换磨损零部件，排除异常情况和故障，恢复局部工作精度，检查并修理电气系统等。二保的工作量比一保大得多，主要由专职维修工人承担，操作人员协助，二保具有修理的性质。在部分企业，把二保列为设备小修内容。

8.设备预防性维修的两种方式

（1）定期维修 定期维修又称按时预防性维修，其特点是以设备使用时间作为维修期限，只要设备使用到预先规定的期限，不管其技术状态如何，都要进行规定的维修工作。所谓预先规定的期限，对于不同设备可以按小时、里程、次数、周期或其他间接或直接表示实际工作时间的单位。所谓规定的维修工作，是根据这种维修方式所制定的维修制度中规定的维修类别（如大修、项修或小修）进行。

1）优点。容易掌握维修时间，维修计划、组织管理工作简单、明确；可延长设备使用寿命，避免经常性或突发严重的设备损坏事故，可靠地保证产品质量并提高生产安全水平；由于设备利用率的增加而提高了生产率和降低了成本。

2）缺点。不能针对设备实际技术状况进行维修，维修费用较大。

3）实施的基本条件。需要根据足够的数据和经验，比较合理地确定维修期限。

（2）预测维修 预测维修又称视情维修、预先性维修或状态检测维修，是一种按需预防维修方式，其特点是根据设备实际技术状态的实时监测来预防并确定维修时机。设备技术状态监测方法有机械振动与冲击、频谱分析、动平衡分析、红外热成像、声发射、润滑油光谱铁谱分析和电动机电流分析等，通过分析定量监测设备机件的某些参数或性能，判断其技术状态，在故障发生前视情预测并预先确定各机件的最佳维修时间和维修项目，适时地排除故障隐患。

1）优点。可充分发挥机件的潜力，提高机件预防性维修的有效性，减少维修工作量和人为差错。

2）缺点。费用高，要求可靠的故障诊断条件。

3）实施的基本条件。需进行设备运行技术状态的监测和故障诊断系统设计，包括技术状态监测方法、仪器，信号分析软件及相关监测参数，参数标准、控制手段等。

9.设备预防性维修的三种类别

设备预防性维修项目均要纳入维修计划。在计划中要根据维修内容、技术要求及工作量大小，确定维修类别，分为大修、项修、小修三项。

（1）大修 是工作量最大的计划维修。要对设备全部或大部分部件解体；修复基准件，更换或修复全部不合格零件；修复和调整设备的电气及液压、气动系统；修复设备的附件及翻新外观等；达到全面消除修前存在的缺陷，恢复设备的规定功能和精度。

（2）项修 简称项目维修，是根据设备的实际情况，对状态劣化已难以达到生产工艺要求的部件进行针对性维修。一般要进行部分拆卸、检查、更换或修复失效的零件，必要时对基准件进行局部维修和调整精度，从而恢复所修部分的精度和性能。

（3）小修 是工作量最小的计划维修。对于实行状态监测维修的设备，小修的内容是针对日常点检、定期检查和状态监测诊断发现的问题，拆卸有关部件、进行检查、调整、更换或修复失效的零件，以恢复设备的正常功能。

10.设备维修方式的合理选择

（1）合理选择原则 设备维修方式的选择应从发生故障后设备的安全性及维护费用的经济性两个方面综合考虑。凡发生故障后可能导致发生人身安全及重大突发事故或影响整个生产单元或生产线正常运行的设备，一般应积极采用预防性维修方式。具体选择原则是：

1）事后维修。多用于对产品质量安全无直接危害的下列三类故障：偶然故障；规律不明的故障；故障造成的损失小于预防性维修费用的耗损性故障。

2）定期维修。多用于故障造成的危害和损失严重，对产品质量及安全有危害且一旦故障产生发展迅速或目前尚没有监测手段准确预测的耗损性故障。

3）预测维修。多用于故障造成的危害和损失严重，对产品质量及安全有危害但发展缓慢、故障规律明确、有条件视情预测的耗损性故障。

（2）维修方式选择的发展趋势 随着经济技术的发展与进步，事后维修逐步走向定期预防维修，再从定期预防维修走向有计划的定期检查，并按检查结果，安排近期的计划维修；一些精密、贵重、关键的设备则随着设备技术状态监测技术的进步，逐步走向预测维修。

（3）企业预防性维修的重点

1）关键、精密、贵重设备。精密毛坯成形设备、精密加工及超精加工设备、数控机床、加工中心、机器人生产系统等。

2）特种设备。锅炉、压力容器、压力管道、厂内机动车、起重机械、电梯等。

3）环保设备。通风除尘、污水处理等。

4）安防设备。压力表、安全阀、监视报警系统、连锁保护装置、急停开关等。

5）危险设备。工业炉窑、木工机床、磨床、冲剪压机床、变配电系统、电焊机、手持电动工具、射线探伤设备等。

（4）铸造车间设备维修方式示例

1）第一类（定期维修为主，预测维修为辅）。特种设备（起重机，特别是冶金专用起重机、压力容器、压力管道、厂内机动车、锅炉、电梯）、工业炉窑（特别是冲天炉、电弧炉、感应电炉等熔炼炉窑）、各种运输机械（小车式、轨道式、带式、鳞板式、悬挂式、振动式、斗式等）、浇注设备、通风除尘设备等必须严格执行定期维修方式（通过年度大修恢复设备状态），同时辅以状态监测维修保证日常安全稳定运行。

2）第二类（预测维修和定期维修相结合）。砂处理、造型、制芯设备等通过点检和计划预修（定期维修）保证设备状态。

3）第三类（预测维修和事后维修相结合）。清理类设备和其他辅助设备一般通过状态监测和及时更换易损件来保证设备完好状态。