CN107091856A - 一种改善机械设备可维修性的量变定修方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善机械设备可维修性的量变定修方法，通过精准阈值的生成根据质量互变原理及精准阈值的生成，实现了零部件的量变定修，解决了因所得阈值不准确造成的误报现象及避免了人员不必要的巡视和设备多余的拆解这一问题。与在先专利的同样条件下，本发明的预警准确性提高了近1倍，且使得维修工作从无准备变为有准备。
Description
技术领域
本发明属于一种改善机械设备可维修性方法，尤其涉及一种改善机械设备可维修性的量变定修方法，属于机械设备维修技术领域。
背景技术
机械设备无论设计和制造的多么完善，都会随长期使用、保管和闲置造成零部件老化，因此造成的故障停机现象时有发生，损失巨大。故如何能及时发现零部件老化避免故障停机，一直是本领域研究探讨的世界性难题。
针对这一问题，现有技术提供计划定修、点状定修和老化定修等几种定修方式。
其中：
计划定修是一种以最短零部件寿命为大修期，采用每当到大修期就全检全换的方式定修。此定修方式时间精准，位置不精准，到达大修期时更换所有零部件，造成其中大部分良好零部件资源浪费；
点状定修是一种采用点检或状态检测手段，以常数(如：国产设备60℃进口设备80℃)为阈值进行老化判断的定修方式，然而在有些环境下，设备温度在未达到此阈值时已发生老化，因此这种定修方式位置精准，时间不精准，且存在着很明显的判断不准确性；
中国专利《一种识别机械零部件老化的方法》(ZL201610122950.0)和《一种改善机械设备可维修性的方法》(ZL201510068431.6)涉及到的一种以温升变化确定双阈值的老化定修方式，具有时间较精准，位置精准特点。但是，该定修方式存在反对关系即在±kσ两阈值之外均报警，存在明显的不准确性，且在现场实施过程中经常出现误报现象，造成人员不必要的巡视和设备多余的拆解。
发明内容
本发明公开了一种改善机械设备可维修性的量变定修方法，通过差同温升阈值的生成，解决了上述背景技术及专利中存在的因所得阈值不准确造成的误报现象，避免了人员不必要的巡视和设备多余的拆解这一问题。
本发明所述的一种改善机械设备可维修性的量变定修方法，其技术方案如下：
1.选择有效点
在运行设备中选择摩擦副或与该摩擦副接触不再有热交互作用发生的热惯性大的方便测量的点作为有效点，并在有效点上黏贴射频识别卡(RFID)，避免人为误差，实现测点准确。
2.获取温度数据
使用带有测温、测振、扫卡功能的巡检仪对运行设备上的射频识别卡扫描后，对运行设备上有效点进行温度测量，获取温度数据，包括运动副温度数据TF、环境温度数据TH。
3.生成差同温升阈值ES
根据有效点的温度数据TF和TH已知阈值当取-kσ时：令
式(1)中，
为有效点温度的差同温升TCi的平均值；
TCi＝(TF-TH)+b(TH-a)
kσ为置信概率特性值，其中k取1，2，3；
n为运动副温度有效点温度数据样本个数；
a为理想环境温度数值，其数值在机器可工作温度范围内选取；
b为单位环境温度对运动副温升的影响系数，取值为0<b≦0.5；
kσ＝kσ1+σ2+σ3 (2)
式(2)中，
σ为实际偏差；
σ1为差同温升均方根偏差；
σ2为标准误，
式(3)中，标准误σ2是指本发明样本均数上下之间的总变异；
σ3为帕累托修正差；
σ3＝q(kσ1+σ2) (4)
式(4)中，0＜q＜1.5中选取。
4.对运动副零件老化作出判断
当所测运动副有效点差同温升TCi高于差同温升阈值ES，表明零件已发生老化，报警提醒采取相应措施。
所述量变定修(亦称“倒计时定修”)是指通过对零部件相关温度数据的采集、计算、分析等实现了在零部件温度参数发生量变时就能及时判断其老化的定修方式。
本发明的积极效果在于：
根据质量互变原理及差同温升阈值的生成，实现了零部件的量变定修，解决了因所得阈值不准确造成的误报现象及避免了人员不必要的巡视和设备多余的拆解这一问题。与在先专利的同样条件下，本发明的预警准确性提高了近1倍，且使得维修工作从无准备变为有准备。
附图说明
图1为罗茨风机叶轮轴轴毂有效点温度曲线图；
图2为罗茨风机叶轮轴轴承磨损图；
图3为减速机一轴端盖有效点温度曲线图；
图4为减速机一轴尺寸与原设计不符图；
图5为电机轴上脂润滑轴承毂有效点温度曲线图；
图6为电机轴轴承内圈塑性变形图；
其中，1.运动副温度数据TF；2.环境温度数据TH；3.精准阈值ES；4.差同温升TCi。
具体实施方式
虽然以下描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的，本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
实施例1
1.在吉林中部国电某热电一厂，选择罗茨风机某个三叶叶轮轴轴毂有效点，通过扫卡后对有效点及其所在环境温度进行了数次统计测量，获得温度数据包括运动副温度数据TF、环境温度数据TH，如下表：
2.上述已知的有效点的温度数据TF和TH，根据公式(1)(2),计算生成差同温升阈值ES(其中变量，k＝3，a＝20，b＝0.3,q＝0.25),计算结果如下：
3.当某日所测叶轮轴轴毂有效点温度为47℃，环境温度21℃时，其差同温升26.3℃＞25.108℃，表明零件已发生量变老化(如图1)，提醒检修人员利用休息时间，现场拆解后发现，该三叶叶轮轴轴承已出现磨损，其金属表面的形状、尺寸已发生改变，但未发现损坏现象(如图2)，真正意义上达到了及时故障预警，实现了量变定修。
实施例2
1.在辽宁西部国电某发电有限公司，选择皮带机上减速机一轴端盖有效点，通过扫卡后对有效点及其所在环境温度进行了数次统计测量，获得温度数据包括运动副温度数据TF、环境温度数据TH，如下表：
2.上述已知的有效点的温度数据TF和TH，根据公式(1)(2),计算生成差同温升阈值ES(其中变量，k＝3，a＝20，b＝0.3,q＝0.25),计算结果如下：
3.当某日所测减速机一轴端盖有效点温度为62℃，环境温度13℃时，其差同温升46.9℃＞45.505℃，表明零件已发生量变老化(如图3)，提醒检修人员、采取相应措施，三天后经现场拆解后发现，该减速机油滤不畅通，机油浑浊，且一轴经测量，尺寸与原设计不符(如图4)，因预警的及时，避免了因机油润滑不足造成的轴破损，达到量变定修效果。
实施例3
1.在吉林东部大唐某发电有限公司，选择皮带机上电机轴上脂润滑轴承毂有效点，通过扫卡后对有效点及所在环境温度进行了数次统计测量，获得温度数据包括运动副温度数据TF、环境温度数据TH，如下表：
2.上述已知的有效点的温度数据TF和TH，根据公式(1)(2),计算生成差同温升阈值ES(其中变量，k＝3，a＝20，b＝0.3,q＝0.25),计算结果如下：
3.当某日所测电机轴上脂润滑轴承毂有效点温度为50℃，环境温度16℃时，其差同温升32.8℃＞31.996℃，表明零件已发生量变老化(如图5)，提醒检修人员、采取相应措施，经现场拆解后发现，该电机轴轴承保持架磨损，内圈发生塑性变形(如图6)，在造成故障停机前，及时预警，实现了量变定修。
综上三个实施例所述，因各机械设备的隐患是在量变期被及时发现，实现了量变定修，让维修工作从突发转变为有备。不仅为各厂避免了多次故障停机风险，同时还因这种绿色维修的方式间接的保护了生态环境。
Claims (1)
1.一种改善机械设备可维修性的量变定修方法，包括以下步骤：
1)选择有效点
在运行设备中选择摩擦副或与该摩擦副接触不再有热交互作用发生的热惯性大的方便测量的点作为有效点，并在有效点上黏贴射频识别卡(RFID)，避免人为误差，实现测点准确；
2)获取温度数据
使用带有测温、测振、扫卡功能的巡检仪对运行设备上的射频识别卡扫描后，对运行设备上有效点进行温度测量，获取温度数据，包括运动副温度数据TF、环境温度数据TH；
3)生成精准阈值ES
根据有效点的温度数据TF和TH计算生成精准阈值ES：
<mrow>
<mi>E</mi>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<mover>
<msub>
<mi>T</mi>
<mrow>
<mi>C</mi>
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</mrow>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mo>|</mo>
<mo>&PlusMinus;</mo>
<mi>k</mi>
<mi>&sigma;</mi>
<mo>|</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
σ＝σ1+σ2+σ3 (2)
式(1)中，
为有效点温度的差同温升TCi的平均值；
<mrow>
<msub>
<mover>
<mi>T</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mrow>
<mi>C</mi>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mi>n</mi>
</mfrac>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mi>n</mi>
</munderover>
<msub>
<mi>T</mi>
<mrow>
<mi>C</mi>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
</mrow>
TCi＝(TF-TH)+b(TH-a)
kσ为置信概率特性值，其中k取1，2，3；
n为运动副温度有效点温度数据样本个数；
a为理想环境温度数值，其数值在机器可工作温度范围内选取；
b为单位环境温度对运动副温升的影响系数，取值为0<b≦0.5；
式(2)中，
σ为标准偏差；
σ1为差同温升均方根偏差；
<mrow>
<msub>
<mi>&sigma;</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<msqrt>
<mrow>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mi>n</mi>
</mfrac>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>i</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mi>n</mi>
</munderover>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>T</mi>
<mrow>
<mi>C</mi>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>-</mo>
<mover>
<msub>
<mi>T</mi>
<mrow>
<mi>C</mi>
<mi>i</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
</mrow>
σ2为测量列算术平均值(样本数量影响偏差)标准偏差；
<mrow>
<msub>
<mi>&sigma;</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<msub>
<mi>&sigma;</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<msqrt>
<mi>n</mi>
</msqrt>
</mfrac>
</mrow>
σ3为帕累托修正差；
σ3＝qσ1
其中0＜q＜1.5中选取；
4)对运动副零件老化作出判断
当所测运动副有效点差同温升TCi高于精准阈值ES，表明零件已发生老化，报警提醒采取相应措施。
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