减速机械的可靠性维修及其维修决策

田志刚

摘 要：制定科学的维修决策，才能确保设备运行能够满足连续生产需要。而对减速机械进行可靠性维修，则能利用合理维修决策确保设备的可靠运行。基于这种认识，文章对减速机械的可靠性维修问题展开了分析，并对其维修决策进行了探讨，以期为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：减速机械；可靠性维修；维修决策

引言

减速机械一旦发生轴承损坏、漏油或过热等问题，就会导致正常生产受到严重影响。针对这一情况，还应加强减速机械的可靠性维修，并从可靠性、维修性和经济性角度完成合理的维修方式选择，同时制定科学的维修周期决策，进而更好地实现设备的维修管理。因此，相关人员还应加强有关问题的研究，以便更好地开展相关工作。

1 减速机械的可靠性维修分析

1.1 减速机械结构与常见故障

目前，减速机械种类较多，主要可以划分为蜗杆减速机、行星齿轮减速机和齿轮减速机，不同减速机有不同的传动类型。其中，蜗杆减速机具有传动比大、无噪声、结构紧凑和工作平稳等优点，应用范围较广。从结构上来看，该种减速机主要由蜗轮蜗杆副、斜齿轮副、圆锥滚子轴承、传动轴、密封件、深沟球轴承等部件构成。而该种减速器时常发生减速机内油位过高、传动轴异响、轴承失效、轴承盖漏油、减速机过热和轮齿折断等故障。

1.2 减速机械可靠性分析方法

在减速机械的可靠性分析上，可以使用定性分析和定量分析的方法。而常用的定性分析方法为故障模式、影响和致命度分析方法，简称为FMECA，需要通过系统实验完成机械薄弱点及其影响的寻找。采取该方法，需要在设计之初对产品设计展开评价，并分析系统单元可能发生的故障模式及其影响，然后进行致命性分析。在可靠性分析过程中，需采取“由上而下”的逻辑归纳法，从系统结构元器件开始分析，以确定各故障模式对系统性能的影响[1]。最后，还要对各故障模式进行严酷度分类，并对故障出现概率进行分析，以实现致命度高的故障模式的消除。而常用的定量分析方法为故障树分析法，简称为FTA，可以使用统计学和概率论完成事故特性的估计，然后进行可靠性计算。目前，该方法可用于进行复杂系统可靠性评价，将通过图形演绎对事件的逻辑关系进行表示。由于整个图形像是一颗以顶事件为根的树，所以被称之为“故障树”。

1.3 减速机械可靠性维修

在实际进行减速机械的可靠性维修时，通常采用FTA程序。具体来讲，就是要围绕减速机械特定系统故障完成层层追踪，以便利用故障树图形表示系统故障与导致故障产生的因素之间的联系。完成故障树模型的建立后，则要对故障数据进行采集。通过定性分析，可以得到定性重要度和最小割集，从而完成系统薄弱环节和故障谱的查找。通过定量分析，则能完成顶事件发生概率的计算，进而获得系统不可靠度。利用关键重要度和概率重要度分析数据结果，则能提出科学的可靠性维修决策。以蜗杆减速机为例进行故障树的构建，顶事件则为减速机失效，而导致蜗杆减速机失效原因可以划分为七大类，即减速机内油位过高、传动轴异响、轴承失效、轴承盖漏油、减速机过热和轮齿折断等故障，这些故障可以作为二次事件。故障树底事件则为引起各类故障出现的原因，如减速机过热的底事件应为超负荷运转、润滑油污染、油封过度摩擦和润滑油过少等。完成故障树构建后，可采用上行法完成最小割集求解。而按照布尔代数运算规则将顶事件表示为底事件积之和的最简式，则可以其中每一项作为一个最小割集。通过分析可以发现，蜗杆减速机失效故障有23个一阶最小割集。确定底事件的故障模式和故障分布参数后，则能利用底事件故障概率完成顶事件故障概率计算，以完成故障树的定量分析。通过计算，可以对各故障发生概率大小进行排列，并完成各元器件重要度的排列。综合考虑这两方面因素，则能完成蜗杆减速机部件诊断检查顺序的排列，从而实现减速机械的可靠性维修。通过分析可以发现，导致蜗杆减速机失效的故障主要有五类，即空心轴油封漏油、电机轴齿轮折断、单键空心轴键槽磨损、减速机异响和带收缩盘空心[2]。针对这五个故障的原因展开进一步分析，并提出相应的解决方案，则能为蜗杆减速机的可靠运行提供保障。

2 减速机械的可靠性维修决策

减速机械可靠性维修决策的制定，需要以可靠性维修为中心，并对机械可靠性、故障后果和维修可行性展开分析，然后结合故障规律给出合理的维修方式决策，并制定科学的预防维修周期决策，从而在降低机械维修费用的同时，使设备维修和停修给生产带来的经济损失降低到最小。

2.1 维修方式决策

目前，机械设备常用的维修方式包含定期维修、状态维修和事后维修，采取不同的维修方式将给设备的可靠性、维修性和经济性带来不同程度的影响。在制定维修方式决策时，还应采取定期维修方式维修具有较高可靠性要求的设备，采用事后维修方式维修故障危害小的设备，采取状态维修方式维修具有较高维修成本的设备。考虑到减速机械结构相对简单，可以针对具体零部件或组件制定相应维修方式决策，因此可以采取层次分析法选取维修方式。而目标层为减速机蜗杆维修方式，第二层为准则层，即利用专用程度、对安全环境的影响、在生产中的重要程度和质量的稳定性四个可靠性指标，并利用维修难易程度和备件情况这两个维修性指标，同时利用蜗杆原值、停机损失和维修费用这三个经济性指标对减速机维修方式进行衡量[3]。最后则为方案层，包含状态维修、定期维修和事后维修。依次进行第二层对第一层以及第三层对第二层的评判矩阵的构造，并进行求解，则能够得到状态维修、定期维修和事后维修的权重分别为0.326、0.376和0.298，因此应采用定期预防维修方式进行蜗杆维修。

2.2 预防维修周期决策

采取定期维修方式，还应确定最优的维修周期以降低减速机械的预防性维修陈本，并确保设备的维修效果。在具体制定决策时，还要根据维修目的进行维修周期计算。比如零部件故障如果危及安全，就要以安全性要求为目的，否则以经济性要求或有效度最大为目的。以蜗杆减速机的蜗杆维修为例，将以有效度最大为目的进行维修，需要先对蜗杆故障分布模型进行判断。而蜗杆定期维修的平均维修时间约为1h，事后维修时间约为1.5h。根据蜗杆使用寿命时间表，则能完成蜗杆样本统计量的计算，然后利用极大似然法完成假设分布参数的点估计值的求解，并完成符合性检验[4]。从检验结果来看，蜗杆使用寿命服从威布尔分布，可以设定有效度最大的条件完成维修周期的计算。通过计算可以发现，蜗杆最佳维修周期应为5799h。

3 结束语

通过研究发现，对减速机械进行可靠性分析，可以制定可靠性维修决策，从而在确保机械设备运行可靠性的同时，降低设备维修成本，进而更好地进行设备的使用。因此，相关人员还应加强减速机械的可靠性维修及维修决策的研究，以便更好地进行减速机械的维修。

参考文献

[1]周鹤.GFT型减速机故障判断和维修[J].筑路机械与施工机械化，2015，11：91-94.

[2]陈祖毅.浅谈高炉行星减速机快速修复与改进[J].科技信息，

2010，13：92+85.

[3]范云明.大型减速机（重齿、南高齿）维修经验介绍[J].中国水泥，2011，09：64-67.

[4]房海龙.浅析工业减速机的使用与维修[J].山东工业技术，2015，15：18.