2.2　设备的故障分类及修理方案

2.2.1　故障及分类

1.故障

设备失去正常工作能力，即丧失规定的机能或降低效率的现象称故障。发生故障后，经济技术指标部分或全部下降，如功率下降、功耗上升、效率降低、精度下降、加工表面粗糙度达不到要求，最严重的是设备不能运行。

故障发生前的征兆，称为异常。监视异常的征兆状态可以收集到征兆数据，利用征兆数据，可以诊断、预测故障。设备故障分自然故障、人为故障或事故性故障；自然故障包括磨损、变形、老化；人为故障包括使用不当、维修不当和违反操作规程等。

设备故障从外部现象看有突发性故障和偶发故障，突发性故障无明显先兆，偶发故障有明显先兆。突发性故障发生后，故障一般容易排除，偶发故障尽管有明显先兆，但故障难排除。因此，诊断设备故障很重要。

故障理论作为新兴学科，包括故障统计分析和故障物理分析。故障、异常、缺陷等反映设备运行状态，实际工作中难以区别。这种状态只有在设备运行时才显现出来，如设备一直没有开机，则无法发现。如一台电力设备的接地保护装置已经损坏，但并没有影响供电，只有当设备的绝缘被破坏时，才能暴露接地装置已经失效。可见，这不仅是设备状态问题，而且对设备故障的认识程度有关。判断设备是否处于故障状态，必须有具体的判断标准，明确设备应保持规定性能的具体内容，或者是设备性能丧失到何种程度、具体技术指标才认定为故障，设备的故障、异常、缺陷比较容易识别。一般讲，异常、缺陷是尚未发生故障，但已经越出正常状态，不久可能发展为故障。

设备故障一般包含两层含义，一是机电系统偏离了正常功能，机电设备的工作条件不正常，可通过参数调节或零件修复消除，设备就恢复正常功能；二是功能失效，设备连续偏离正常功能，并且偏离程度不断增加，使机电设备基本功能不能保证，称为失效。一般零件失效可以更换，但关键零件失效，可能造成整机功能丧失。

设备维护与管理中，设备故障常用的术语有停机故障、设备事故、异常和劣化。

①停机故障，设备性能降低到不能满足生产要求造成强迫停机，包括事故停机。

②设备事故，意外原因引起设备损坏，包括精度、性能、功率下降或停产、主要结构件的永久缺陷或内部损伤；意外原因包括设备设计、制造、运输、安装、操作、检修、安全管理等人为因素；还有可能是风、水、电、雷、雪等自然因素，是特殊性质的故障。

③异常，设备在使用中各种信息参数如温度、振动、噪声、压力等，或特征值相对于标准值状态的变化，这种异常可能影响设备的功能，多数情况下，异常是故障的先兆，应及时发现异常，采取措施，排除可能的故障。

④劣化，设备使用中，零件磨损、疲劳或环境造成变形、腐蚀、老化等使性能下降，劣化是反映正常磨损到急剧磨损的临界过程，是设备管理中严格控制的现象。

2.设备故障分类

（1）工程复杂性分类

间歇性故障。设备在很短时间内发生故障，设备局部丧失某些功能，发生后又恢复到正常状态。多半由机电设备外部原因（如人工误操作、环境设施等因素）引起，外部干扰消失后，没有造成致命损伤，功能可恢复正常。

永久性故障。设备丧失某些功能，直到故障或系统（如液压、控制等）更换或修复，功能才恢复。永久性故障可分完全性故障、部分性故障，一般由于某些零部件损坏造成。

（2）突发性分类

突发性故障。不能预测的故障，是各种不利因素与偶然的外界影响共同作用的结果，这种作用已超过设备性能限度，具有偶然性与突发性，一般与使用时间无关，故障发生前没有明显前兆，早期试验或测试很难预测，一般是工艺系统本身不利因素或偶然的外界因素造成。

渐发性故障。机电设备有效寿命的后期渐发出现，发生概率与使用时间无关，可通过测试早期预测的故障，设备零部件的腐蚀、磨损、疲劳及初始参数劣化的老化过程而发现。

功能故障与参数故障。前者是设备使用中丧失某些功能，不影响整体使用效果，设备可继续使用；后者分设备技术参数设计暴露的故障及在操作过程中参数调整错误故障。

允许故障与不允许故障。如出现故障，并没有造成设备性能实质性下降，或不影响设备使用功能、继续满足产品工艺条件的故障，称允许故障，设备能继续运行，属带病工作。故障超过一定限度，设备功能下降、效率降低、不能继续满足产品工艺条件的故障，称不允许故障，必须要进行维修。

另外，设备故障还有实际故障与潜在故障等。

（3）功能丧失程度分类

致命故障。也称完全性故障，危及或导致人身伤亡、引起设备报废或造成重大经济损失的故障，如机身断离、车轮脱落、发动机总成报废、控制系统无法工作、供电电源爆炸等。

严重故障。也称部分性故障，严重影响机电设备正常使用，在较短时间内无法排除的故障，如箱体裂纹、齿轮损坏、复杂的控制系统、液压系统故障等。

一般故障。即影响设备的正常使用，但能在短时间内排除的故障，如传动带断裂、操纵手柄损坏、电气开关损坏、控制元件失去功能等。

（4）故障原因分类

磨损性故障。因设计时已经预料到的正常磨损造成。

错用性故障。未按照规范使用设备超过额定范围造成，或设备部分改造后，操作者不习惯，造成误操作或错用，导致发生故障。

固有的薄弱性故障。使用时参数值尽管没有超过额定值，但已不能适应而导致发生故障。

自然故障。设备在使用区内因收到外部原因或设备内部多种自然因素引起的故障，如磨损、断裂、变形、元部件老化等。

（5）安全性分类

危险性故障。保护系统需要动作时发生故障，丧失保护功能，如设备过载保护装置损坏引起的故障。

安全性故障。不需保护系统动作时，保护系统发生动作造成的故障，即保护系统或环节动作了，使能够正常工作的设备发生故障。

2.2.2　故障原因及状态检测

1.故障原因

无论何种设备或零件，分析故障原因时，都要根据具体情况，划分单元与系统，各专业相互协作配合，并结合本单位特点、技术人员的能力等。表2-2是某厂对设备的故障原因分析。

表2-2　某厂对设备的故障原因分析

故障原因分析方法很多，如根据故障现象、故障模式等，将故障现象列表，发现故障规律，确定故障；采用MTBF方法分析，MTBF是设备使用中比较容易测定的参数，已经广泛用于评定设备使用的可靠性，可以用MTBF数据分析设备的故障原因。

2.设备状态监测

（1）设备状态监测概述

对正常运转中的设备或其零部件状态检查监测，根据检测的状态数据分析、判断，确认设备运行是否正常，有无异常与劣化征兆，或对异常进行追踪，预测劣化趋势，确定劣化及磨损程度，此活动称状态监测。定量检测设备的状态，预测设备未来趋势。

设备状态检测是通过经验或专用仪器、工具，按规定监测点进行简短或连续检测，掌握设备发生故障前的异常征兆与劣化信息，事前采取针对性措施控制和防止故障的发生，减少故障停机时间，减少停机损失、降低维修成本，提高设备利用率。对运行状态下不停机或在线监测，掌握设备的实际特性，有助于判定需修复或更换的零部件和元器件，充分利用设备和零件的潜力，避免过剩维修，节约维修费，减少停机损失。对自动生产过程或复杂的关键设备，意义更突出。

利用检测技术对设备状态或性能监测，当设备性能参数已发生明显变化，就应采取相应维修措施。状态监测维修可以在几方面推行：发生故障对整个系统影响大的生产线、装配线、连续流程设备；必须确保安全的供电系统大中型设备等，对特种设备，更要注意；高成本、精度高、自动化性能高的单台设备；故障停机维修费用高、停机损失大的关键设备。

（2）状态检测与定期检查

设备定期检查是针对预防维修的设备在一定时期内做全面一般性检查，间隔时间较长，检查方法是主观感觉与经验，保持设备的规定性能和正常运转，而状态检测是以关键的重要的设备为主，如生产线、精密、大型、稀有设备，动力设备等，检测范围比定期检查小，使用专门的检测仪器对事先确定的监测点进行间断或连续监测，定量地掌握设备的异常征兆和劣化的动态参数，判断设备的技术状态及损伤部位和原因，决定相应的维修措施。

设备状态监测是设备诊断技术的具体方法，是掌握设备动态特性的检查技术，包括各种非破坏性检查技术。设备状态检测是实施设备状态维修的基础，根据设备检查与状态监测结果，确定设备的维修方式。

设备状态是否正常，有无异常征兆或故障出现，可根据检测取得的温度、振动、应力等动态参数及缺陷状况，与标准状态对照加以鉴别。

设备定期检查与状态监测是设备运行中监测的方法，定期检查的现象与状态可与状态检测相互结合。定期检查时，经验丰富的设备人员可发现设备故障，再结合状态检测可进一步判定、确认故障的位置、系统、复杂程度等。

（3）设备状态监测过程

1）设备监测。设备监测指监测设备的运行状态，包括监测设备的振动、温度、油压、油质劣化、泄漏、加工精度；控制系统的稳定性、误差、精度与干扰；液压系统的稳定性、液压元件的动作灵活性；供电质量的状况等。

2）生产监测。生产监测指监测生产过程产品工艺、产品质量状态，如监测产品质量、流量、成分、温度或工艺参数量等，监测产品质量、生产效率与设备状态间的关系等。按GB/T19001标准建立了质量管理体系，产品质量与生产设备间的关系表明，设备是保证产品质量的重要因素，通过监测生产过程，可分析设备的技术状态。

3.设备故障诊断技术及手段

（1）故障诊断技术

设备在各种环境条件下运转，承受着各种应力与能量的作用，设备状态发生变化，设备性能劣化，最终导致设备故障。如果故障是由一种主要原因引起的单一类型故障，只要掌握发生这类故障的机理和设备应力状态，就能比较精确地预测设备性能劣化程度和故障发生时间，确定预防故障的对策。但如果故障出现偶然，原因不单一，故障现象往往表现出来的并不是故障的位置，不易检查，故障总存在随机性，预测这类故障发生相当困难。对简单小型的机械设备，偶然性故障比较容易发现，可事后维修；对大型、复杂设备，发生故障不仅造成停产和经济损失，可能造成严重的安全事故和灾害，不能采用事后修理，必须采用设备诊断技术。

设备诊断技术与人体的医学症状诊断相似。骨骼相当于设备机身，神经系统相当于传感检测及控制系统，血液循环相当于设备的液压系统。对设备定期检查，相当于对人体健康检查，设备定期检查中发现设备技术状态异常现象，相当于体检发现的各种症状，根据设备劣化程度与故障部位、故障类型、故障原因所作分析判断就相当于人体症状对病位、病名、病因做的识别鉴定即诊断。利用温度、颜色、噪声、振动、压力、气味、形变、腐蚀、泄漏、磨损等表示设备状态的特征。设备诊断就是尽早发现设备劣化现象和故障征兆，或者在故障处于轻微阶段时将其检测出来，采取针对性地防止或消除措施，恢复和保持设备的正常性能。

设备诊断必须有正确的根据，必须进行状态监测和记录，掌握设备使用的经历及状态。状态监测与故障诊断技术，有联系但又不同。状态监测主要对设备状态进行初步识别，故障诊断是对该状态进一步统计、分析识别和判断。状态监测是设备诊断的基础，设备状态监测是设备诊断技术不可缺少的组成部分。

（2）诊断技术手段

设备诊断技术的基础原理及工作程序包括建立信息库和知识库，以及信号检测、特征提取、状态识别和预报决策等。按照状态信号的物理特征，设备诊断技术的主要工作手段见表2-3。

表2-3　设备诊断技术的主要工作手段

1）振动监测。振动监测是机械设备检测和诊断中常用的监测方法。机械设备振动原因很多，如零件加工与装配中产生的偏心度、轴弯曲、旋转体的材料不均匀、支承轴承的磨损、磨坏、齿轮面点锈蚀等，对振动状态的测量与分析，可在运动过程中掌握与识别设备劣化程度与故障特征。图2-5所示是常用的振动监测仪。

图2-5　常用的振动监测仪

2）温度监测。温度是表示物体冷热程度的物理量，反映设备热平衡状态。物体运动中的许多物理现象和化学作用结果，均可归结到温度状态量，设备中机械机构和电器元件常常引起温度变化产生“热故障”。因此，温度监测对检查设备早期故障很有效，如电气系统中、机件中因不正确工作位置或过载、轴承磨损等产生电阻值变化、电缆接头老化、松动、接触不良等在系统内产生温度变化。电力系统中，变压器和大型电器的故障检测，对腐蚀状况、绝缘程度等进行检测。图2-6所示是常用的温度监测仪。

3）裂纹监测。机械构件中或零件材质中总有缺陷，最严重的是裂纹缺陷。原因很多，如热加工、长期疲劳运行、焊接不良等。运行设备部件上裂纹的扩展，对生产安全运行造成威胁，产生严重后果。常见的裂纹监测仪如图2-7所示。

图2-6　常用的温度监测仪

图2-7　常见的裂纹监测仪

4）磨损监测。磨损是故障失效的常见形式。因机器设备正常传动与运行中，需传递扭矩和功率，在机构间的相互传递和接触部位产生磨损，磨损造成的故障机械设备故障中所占比重较大，事故带来的经济损失也比较严重。磨损监测实例如图2-8所示。

图2-8　磨损监测实例

（3）诊断对象和技术选择

一般根据企业具体设备情况而定，选择危险性高、造成损失大的设备为诊断对象。选诊断对象应注意，设备利用率、安全性及对整个企业经济性影响；故障发生的概率；修理难易程度、采取诊断技术经济性；对生产、质量、成本、安全、环境保护、职业安全卫生等因素。

（4）设备诊断的判定标准

绝对判定标准：根据对某类设备长期使用、维修与测试积累的经验，由企业、行业或国家归纳制定可供工程应用的标准，一般是针对某类设备，并规定正确的测定方法，使用时必须掌握标准的运用范围和测定方法。

相对判定标准：对同一台设备，在同一部位定期测定参数，按时间顺序比较，以正常情况下的值为原始值，用实测值与该值的倍数作为判定标准。

类比判定标准：数台同样型号、规格的设备在相同条件下运行时，通过对各台设备的同一部位测定、比较，掌握异常程度。

2.2.3　设备大修理过程及方案确定

1.设备大修理过程

设备大修理是将设备全部或大部分解体、更换机构及电器元件、调整控制系统、整机装配和调试、恢复精度达到出厂要求，工作量大，修理时间长。

（1）修理前的准备

1）了解设备的主要缺陷。全面了解设备运行缺陷，如精度、磨损程度、传动机构、控制系统、显示单元、液压系统等是否符合要求、外观有无缺陷等。

2）准备资料。为满足工艺要求，决定哪些要改进、改装、改造或全部更新；查阅技术资料、设备说明书、历次修理改动记录和关键图纸；有些设备要对使用记录进行分析，找出故障特点；对资料整理归类，筛选出本次大修有用的资料。

3）维修单元分类。设备是多种功能综合整体，维修时必须专业分工，分机械机构、液压传动和电气电控等部分，根据管理需要，还可再按照功能进一步划分单元。

4）定购或定制备件。调查了解并确定企业内库存备品备件是否满足，如没有，需提前下达订货或制订加工计划；特殊要求的单元要先期与委外单位签订供应合同。

5）确定维修计划。制订修理计划，协调技术、产品工艺、生产、供应、市场、质量等部门的配合，落实人员及资金。

6）验收要求。根据设备运行状况与修理标准，制定验收资料，达到大修要求。

（2）修理过程与要求

初次大修的机械设备，精度应达到出厂的标准；两次以上大修后的精度和效能可比新设备低一些，拟定具体零件的修复方案。

对设备中的强电部分，老化元件必须更换；明显损坏的电器元件，应维修或更换；设备中的电线电缆应当全部更换。弱电部分，接插件电路板尽量清理，酒精擦洗，清除积垢；对传感器及检测元件，应进行数据校验；对设备供电部分，应满足动力设备维修标准。

对修理中能恢复原有精度标准的设备，应设法保证达到精度；修理的总体要求以验收标准为依据。

（3）修理后的验收

凡经过修理后装配的设备，都应按照有关规定标准项目或修理前确定的精度项目要求，进行试验，如几何精度检验、空运行试验、载荷试验和工作精度试验等，最后生产试运行，全面检查检测修理后设备的状态与质量、精度、工作性能、效率等。达到要求后，对设备外观进行相适应的整理，达到新设备出厂要求。

性能验收后，应当对技术资料进行全面的核对整理，如修改、更新机构的资料等，与原始资料一并归档，作为设备运行维护的参考，也为下次大修理提供方便。

2.修理方案的确定

预防维修中，根据设备修理内容、要求及工作量，将设备修理分小修、项修和大修。

小修是工作量最小的计划维修。项修也称设备项修，是根据设备实际技术状态，对劣化已难以满足生产工艺要求的零件部件，按实际需要进行针对性修理。大修是工作量最大的计划维修。

修理方案应考虑以下因素。

（1）修理工艺要求

按产品工艺要求，设备精度是否满足产品加工性能及生产要求，如关键项目精度标准不能满足生产需要，应考虑能否采取措施提高精度；对多次重发故障的部位，必须分析改进设计与安装的可能性与可行性。

（2）设备状况及相互协调

全面了解设备状态，根据掌握的缺陷，对各个环节、系统、精度、操作、安全、环保等方面制定修理方案。设备维修非常重要的方面，是做好技术和生产准备，尤其要协调好维修与生产间的关系，生产与市场的联系。

（3）经济性与质量管理

为减少维修时间，分析哪些部件或机构更换比修复更经济。合理、科学编制修理计划，科学调度安排维修资源，缩短维修工期，降低维修成本。制定维修大纲、验收大纲，满足现代化的设备管理，按GB/T19001标准管理，提高设备修理管理水平。

（4）维修安排的合理性

自身维修与委外维修合理安排，如电镀等可自身维修，整机维修可委托专业维修公司或设备制造单位。对能够确定的外购件，必须提早制定外购计划，特殊的外购件应专门提出技术要求，签订合同。

3.维修满足的原则

1）可靠性。修复后的零件应能维持一个修理周期，小修范围的零件能维持一个小修理周期，大修或项修修复后，能维持一个相应的周期。

2）准确性。修复后的零件要全面恢复应有的性能，达到修理文件规定的技术条件，如尺寸、公差、表面粗糙度、电气与控制系统的性能等。

3）经济性。在恢复修理精度、性能的前提下，降低修理成本，但修理质量与降低修理费用是矛盾的，各种修理方法费用不相同，因此，修复中，不能只考虑成本，而应在能达到维修质量的情况下，尽可能降低成本，不断改进维修工艺，提高维修手段，并考虑维修还是更换新件。

4）可能性。修理工艺方法确定与现有技术水平，影响到修复还是更换的选择，主要考虑本单位能否采用修复工艺手段，满足修理要求，结合生产、设备、技术力量等，考虑先进的工艺；如本单位不能满足要求，是否具备相应修复工艺的单位能修复零件；根据综合因素考虑，如修复批量大、修复频繁等，本单位需加强工艺手段、采用更先进的修理工艺。

5）可行性。设备维修涉及因素多，应符合技术先进、经济合理、生产与工艺可行的要求。

6）安全性。修复的零件，必须达到或恢复到足够的强度与刚度，对关键部位与机构，修复后进行相应的检验或试验，如轴在修复后，直径减小，轴套修复加工后，孔径增加，就会影响相互的配合，影响强度；电气系统维修后要检查绝缘是否符合安全规范等。

7）操作习惯与方便性。设备维修后，由于某些部件或结构改进，或控制方式采用了更先进的装置，可能要改变操作方式，给操作者带来适应过程；要考虑不改变或尽量少改变操作习惯，给操作者更多的方便性。

8）时间性。失效零件采用修复措施，周期应比重新制造周期短，否则应考虑更换新零件；对大型、精密的重要部件，在大修实施前，应当有计划地进行更换或先期加工。

机电设备零件失效后，在保证设备精度的前提下，应尽力修复。当然，更换新件还是修复再利用，应综合分析。

4.维修的技术准备

机电设备维修涉及面广，修理前必须准备充分，修理前的准备直接影响修理进度、修理质量与修理成本。准备工作过程如图2-9所示。

图2-9　设备大修的准备

（1）预检

大修理前安排停机检查。由主修工程师负责，专业工程师、技术工人和维修人员参加，全面了解设备运行状态及性能，确定修理内容。预检工作量由设备的复杂程度、劣化程度及对设备了解的程度决定，预检时间可长可短，只要充分即可。预检很重要，可预先检测设备的劣化部位与程度，发现事先未检测到的问题，掌握设备实际运行状况，发现规律，制定确实可行的修理方案。

1）查阅说明书及维修档案图纸。阅读设备说明书、出厂检验记录，总体结构框图，熟悉机构、精度、控制系统、液压系统等环节；查阅历次大、中、小修记录，查档案资料；查阅设备图册，对一些更换重新加工的部件，进行测绘设计绘制图样。

2）与相关部门交流。向技术、质量、设备、生产、环境保护、生产安全等部门，了解设备运行情况，与操作人员交流设备运行中与设备历次大修是否存在缺陷、需改进的地方。

3）向现场人员了解状况。向操作人员及维护人员具体了解设备精度、工艺过程、性能要求，如液压系统、润滑系统、气动系统等，尤其液压系统泄漏问题；控制系统、信号检测元件是否正常、可靠，控制精度是否满足；安全防护装置是否齐全、可靠；设备运行经常发生故障的类型、部位、可能的原因。

（2）预检内容

预检是尽量不拆卸零件，借助仪器或经验，先期判断设备的磨损、故障。对难以判断的磨损程度，必须图纸测绘、校对后才能对设备拆卸检查。对专用设备、特种设备，预检还应符合具体规范。

预检内容包括：检查设备结构、精度、外观、指示标牌、操纵手柄等是否损坏；检查影响设备精度的导轨、丝杠、齿条等是否磨损；检查设备运行状态是否平稳、有无异常振动与噪音，各个动作是否灵敏可靠；检查控制与电气系统是可靠，各个仪表、传感精度是否符合要求；检查气动、液压和润滑系统，压力是否正常，有无泄漏；检查指示仪表、安全连锁装置、位置限制等安全防护装置是否灵敏可靠；检查工装、夹具和设备附件是否完整并符合工艺要求。

（3）预检后的要求

预检后的要求：基本明确产品生产工艺对设备精度、性能、效率和可靠性的要求，深入掌握设备技术状态劣化的具体情况；判断、明确大修范围、精度，如对有些不需大修就能保证精度，或无法大修，如大直径液压缸、复杂的铸造件、焊接件等，应具体确定；电气控制部分必须根据损坏程度，判断确定是否更换零件还是委托专业单位重新设计制造；确定更换、修理的内容，根据测绘图样及具体技术结构、性能，设计出图，为零件加工做准备。

（4）编制修理文件

由主管技术人员负责，文件是修理过程的技术要求及修理后的验收依据，包括修理任务书；更换件明细表；采购材料明细表；修理工艺和质量要求等；相关设计图纸；人员分配；修理中环保与职业安全技术措施；进度与工期；修理资料整理与归档。

其中，技术任务书包括以下几个方面。

1）修理前的技术状况。修理前工作精度下降情况；影响精度的具体测量值与要求；设备主要输出参数变化；主要零部件的磨损和损坏；液压气动和润滑系统缺损；电气控制系统与仪表的损坏与缺陷；安全防护装置的缺损、泄漏污染；工装夹具的精度磨损；设备附件与外观损坏等。

2）主要修理内容。维修达到的目的与要求、验收标准，如精度、缺陷、机械、电气、液压、仪表等；具体说明设备全部解体或根据设备使用情况允许不解体的部分；清洗和检查零件的磨损；确定需更换与调整的机构、修复零件；结合修理需要进行改善维修的内容与要求；典型维修工艺；采用新的维修工艺必须详细说明。

3）修理质量。对设备拆卸、装配质量、外观质量、调试要求，载荷运行、生产试运行等，依据设备标准、产品标准验收。

4）典型工艺和专项工艺。典型工艺，是对同一类型或者结构形式基本相同的设备和部件，编制成统一的工艺，可重复使用。专项工艺，是对具体某一型号设备，制定某次或某项修理而编制的工艺，具有针对性。

需注意，大修质量标准通常以出厂新设备为基准，实际修理中应考虑许多具体因素，如产品质量和加工工艺能满足，可以在有些性能与精度作适当调整；客观情况下，如设备使用时间较长、整机磨损严重，并且已难以修复达到出厂新设备性能，综合分析设备运行、加工工艺、产品质量、安全防护、环保等因素，可适当降低大修质量标准。

5.修理前的物资准备

这是修理工作的重要环节与基础，直接影响设备修理的正常开展。设备管理中，经常出现因维修备品备件或重要加工件没有及时协调完成，产生维修“窝工”，延长修理停机时间，影响修理计划的总体进度，影响生产。因此，主修技术人员编制好材料明细表及更换明细表后，及时将材料表提供采购部门，及时订购，重要的结构加工件、需外协的加工件，如大型铸造件、焊接件、电镀件等，要提前签订外协合同；难以采购的电器元件、仪表要提前下达采购计划；成套电气设备要事先在专业厂家制造。

主修技术人员编制计划时，要统筹计划，合理安排，考虑维修工具、起吊运输设备、专用工具检具等，有些计量仪表器具，要考虑在修理过程中，送资质部门检测、鉴定。

2.2.4　设备维修方法与内容

1.设备维修方法

（1）事后维修

事后维修指设备发生故障后进行的维修，不坏不修，坏了再修。适用于影响生产较小的设备、有备用的或小规模公司，小型设备或单台设备事后维修比较合理、成本低，但造成生产不连续。

（2）预防维修

预防维修指设备发生故障前进行的修理。优点是减少设备意外事故，使设备维护和修理纳入计划，确保生产组织的计划性，提高设备利用率，降低修理成本，可延长设备的自然寿命。

目前国内外实际采用“计划预修制”和“预防维修”两种计划预防维修体系，在“预防维修”基础上，发展成为许多国家都运用的“全员生产维修”。

“计划预修制”是以修理周期结构为核心的修理体系，在1个修理周期内，大修、项修、小修和定期检查的次数与排列顺序，以设备修理周期结构编制设备预修计划。“预防维修”以设备日常点检和定期检查为基础，按规定检查内容和标准，定期检查设备，根据检查结果，编制预修计划。对检查内容、方法、标准和检查周期没有严格规定，应根据企业管理特点、设备状况，具体制订，实际修理中不断修改完善。

以上两种制度没有严格区分，有共性也有差别，相互借鉴与渗透。“计划预修制”对设备进行技术诊断，按诊断结果和实际使用状况修正预防维修的措施；“预防维修”对使用稳定的设备，可依据维修记录，找出磨损规律、故障规律，修正修理周期，节省检查环节。近年来国外以可靠性为中心的维修和质量维修是预防维修方式。

1）状态检测维修。以设备设计技术状态为基础的预防维修方式，一般采用日常点检和定期检查查明设备技术状态。在故障发生前进行预防维修，排除故障隐患，保证设备精度。设备状态精密检测诊断技术适用于重大关键设备、复杂设备、不宜解体的设备、故障发生后可能引起危害的设备。状态检测维修可保证设备经常处于良好状态，充分利用零件的使用寿命。对于有生产间隙时间的设备，可采用该方式维修。

2）定期维修。以设备运行时间为基础的预防维修方式，对设备进行周期性维修。根据设备使用状况、精度、磨损等，事先确定维修类别、维修间隔期、维修内容及技术要求，维修计划按设备时间确定。目前实行的“设备三级保养、大修制”，是预防维修方式。定期维修适用于已经充分掌握设备磨损规律、生产中平时难以停机维修的生产线的设备。

经验证明，实行定期维修方式的设备使用中精度磨损规律，与出厂状况、使用条件、生产使用率、维护情况有关，确定定期维修要防止造成维修过剩，也要防止维修不及时，应制定合理的定期维修计划。

（3）改善维修

改善维修也称改善性维修，为防止故障重复发生而对设备技术性能加以改进的维修，结合技术改造，修理后可提高设备的部分精度、性能和效率。设备运行中将出现一些薄弱环节，就需对某些设备或零部件进行技术性改造或结构改进，提高可靠性，提高设备技术水平及使用率。

改善维修重点内容包括对原设备部分结构不合理或故障频繁的系统和机构。目的是减轻劳动强度，提高效率；提高设备操作方便性，减轻操作者的劳动强度，缩短辅助时间；按工艺要求，提高部分精度。

改善设备的相关结构，应符合职业安全卫生、环保要求。改善维修的特点是修改结合，经常结合设备大修、中修进行，根据设备结构、零部件故障的检查与分析，有计划改进设备结构、材质、控制操作方式等方面的维修。

（4）无维修设计

无维修设计不是针对现有需维修的设备进行的维修设计，是设备维修的理想目标，针对设备维修中经常遇到的故障，在新设备设计中采取改进方法，力求使设备维修工作量降低到最低，达到理想的不需要维修或免维修状态。

2.维修内容

（1）小修内容

小修也称日常维修，根据设备日常检查或其他状态检查中发现的设备缺陷或劣化征兆，在故障发生前及时排除，属预防修理范畴，工作量不大。日常维修一般由生产车间安排，在生产现场进行，对设备全面清洗、部分解体、局部修理。由维修工人修理操作人员参加。小修是更换部分磨损较快和使用期限接近于或一般是小于修理间隔期的零部件，调整设备局部机构、控制系统开关传感器位置、液压元件等，保证设备能正常运转到下一次计划修理时间。

根据设备管理要求，结合GB/T19001质量管理体系，对易损件或设备一般缺陷进行维护性的检查和修理，保证设备正常运行。

小修不复杂，工作量不大，但在设备管理中非常重要。小修和二级维护保养结合，主要包括：检查紧固件；检查调整零件；检查润滑密封及冷却系统；检查启动和传动装置；修理和更换易损件；设备电气设施的清扫及松动件的紧固；恢复设备安装水平，调整影响工艺要求主要项目的间隙；做好全面检查记录，为大修、项修提供依据。

（2）项修内容

项修也称中修，是针对性修理，为使设备处于良好的状态，对设备精度、性能、效率达不到工艺要求的某些项目或部件，按需要进行针对性的局部修理。部分解体设备、修理或更换磨损零部件，根据实际需要，进行局部刮研、校正坐标、调整设备精度，达到生产工艺要求。

修理或更换主要零部件与基准件的数量约为10%～30%，修理使用期限一般基本等于但不大于修理间隔期的零部件。

项修是对设备某些主要部件进行更换和检修，保持两次大修期间的应有能力。项修主要包括：小修的全部内容；全部精度检查，确定拆卸分解需要修理或更换的零部件，对需要修理的零部件进行清洗；对更换磨损的零部件，应恢复设备规定的精度，或根据设备大修次数与使用时间，适当放宽精度要求；对床身、刀架、工作台、横梁、立柱、滑块等进行必要的刮研，校正坐标、恢复设备规定的精度、性能与使用效率；如个别项目难以恢复修理，可以适当延长至下一次大修理时恢复；对设备的非工作面应打光涂漆；治理液压系统与润滑系统的泄漏部位；根据规定对锅炉、压力容器、起重设备检验和电气设施的安全性进行试验等；电气设施设备的绝缘测定，绝缘安全保险试验。

项修后，质量管理部门、生产车间、生产管理部门、技术部门根据项修任务书共同验收，办理交接与资料归档手续。

（3）大修程序及内容

1）大修要求。以全面恢复设备工作精度、性能为目标，针对长期使用的机电设备，为恢复原有精度、性能和效率的全面修理。设备预防性计划修理中，大修工作量最大、修理时间较长。应将设备全部或大部分解体；修复基础件；更换或修复磨损件以及丧失性能的零部件、电器元件、液压元件；调整电气控制系统、液压系统；整机装配与调试，全面清除缺陷、恢复规定的性能、精度、效率，达到出厂标准或规定的检验标准。

大修要达到预定的技术要求，还要考虑提高经济效益，修理前充分掌握设备技术状况，制定有效的修理方案，做好技术、调试及生产准备。保证维修质量前提下降低综合成本，如采用新材料、新技术、新工艺，采用有效的组织管理方法，合理分配资源，确保技术、经济、组织管理的合理性，保证修理质量、缩短停修时间、降低修理费用。

2）大修的程序

①掌握设备技术状态。做好大修的前提条件，现场了解设备运行情况，了解操作人员对维修的建议与要求，检测设备技术状态；查阅设备档案、历次大修、中修与日常保养记录等。

②制定修理方案。修理方案是大修的技术文件和大修后验收依据，根据企业状况、技术人员状况、修理经验、资金安排、生产计划等综合确定。

③做好技术和生产准备工作。设备是机械、电气控制、液压、仪表等构成的整体，大修涉及许多专业技术；设备为生产服务，必须协调好修理与生产的矛盾，合理适时安排大修时间，做好生产准备工作。

④积极采用新技术、新材料、新工艺。大修应达到新设备出厂要求，技术在发展，各种新材料、新工艺不断出现，必须了解信息，及时淘汰落后的元件、产品。

⑤做好组织工作。设备大修涉及面广，如技术、生产、质量、产品、工艺、成本、人员等，是系统工程，其中人员组织分配要考虑专业、技能、配合，不能造成人少无法开展维修、人多窝工，细致周到的制订维修计划，十分重要。

⑥保证修理质量，降低修理费用。根据设备管理具体情况，大修是恢复和提高设备性能，改善技术状况的措施。

3）大修的主要内容。大修的主要内容包括：对设备大部分解体，进行全面精度检验检查，详细记录；全部拆卸设备的各个部件，对所有零件清洗、检查，作出可继续使用、修复后使用、更换的鉴定；对拆卸设备，应该遵循该拆的必须拆、能不拆就不拆的原则，如引进设备的某些机构不拆卸从来没有发生故障的，可不拆；编制大修理技术文件和修理计划，做好备品、备件、材料、工具、检具、技术资料准备，对大型更换件，可提前加工或委外加工，或提前签订外购合同；修理、修复或更换所有磨损部件，尽量恢复设备应有精度，如历次大修后，某些可以下降的精度，必须严格执行大修理技术文件；修理电气控制系统、液压系统，对电气系统，如仪表、传感器等要调整或更换达到控制精度要求，关键参数的检测仪表按规定送计量部门检定，电线电缆全部更换；液压元件必须清洗，检查阀芯是否动作灵活；更换全部磨损和损坏的零部件，配齐安全防护装置和必要的附件；整机装配调试，恢复设备规定的技术指标；对设备防腐喷漆，补齐各种标牌、指示标志。

大修按设备修理通用技术标准和设备修理任务书验收。需注意，机电设备大修应考虑技术改造方案，根据技术发展状况、产品特点，对设备多发性故障部位，可改进设计消除故障；对不适应的局部结构、落后或精度不高的控制系统，可局部或整体改进；改进时尤其要关注产品工艺对设备的要求。设备大修、项修、小修的内容比较见表2-4。

表2-4　设备大修、项修、小修的内容比较

课堂练习：

（1）请叙述设备的故障及因素。

（2）故障诊断技术包括哪些具体的监测对象？有哪些常见的监测仪器？

（3）请叙述设备故障的分类，针对此内容，建议组织到企业调研，与设备管理专业人员交流，总结学习体会。

（4）叙述设备的维修性及考虑的因素。

（5）如何进行编制设备修理文件？建议针对具体的设备，如车床或热处理设备，编制修理文件。

（6）分别叙述小修、项修、大修的特点和维修内容，建议以某一具体的设备，制定小修、项修、大修的维修内容。