推行了那么久的TPM咨询项目，对机械设备的故障你又认识多少呢？对于“故障”两字背后的含义，真正搞懂它的人可真不多，下面让我们一起来学习吧。
故障的定义
机械设备在使用过程中，不可避免地会发生磨损、断裂、腐蚀、疲劳、变形、老化等情形，使设备性能劣化而丧失规定的功能甚至生产能力，这种设备性能劣化而丧失规定的功能的现象即“故障”与“失效”。一般情况下，“故障”与“失效”是同义词。但严格来说， “失效是指产品丧失规定的功能，对于可修复产品通常称为故障”。
故障判断准则
明确了故障的含义，那么怎么判断是不是故障呢？不能仅凭直观感觉来判定，必须依据一定的判断准则。
首先，要明确产品保持的“规定功能”是什么，或者说产品功能丧失到什么程度才算出了故障。有些规定的功能很明确，不会引起不同的认识，如发动机缸体损坏，迫使停机修理。有时规定的功能却难以确定，特别是故障的形成是由于功能逐渐降低的这种情况，例如发动机的磨损超过一定的限度，将会加剧磨损，引起功率降低，燃油消耗率增加，出现这种情况，可以算作故障。然而，磨损的限度在使用中难以确定，像上述发动机情况，如果减小负荷，增加润滑油，有一定磨损的发动机，仍然是可以勉强继续使用的，也可以不算作故障，这就需要事先定出标准。
其次，还要分析故障的后果，主要看故障是否影响产品的生产和设备及人身安全。除了以技术参数中的任一项不符合规定的允许极限作为故障判断的准则外，还要考虑若在这种状态下继续工作，是否会发生不允许的故障后果来判别。因此，在判断产品故障时，不仅取决于产品的“规定功能”，而且还要考虑故障的后果。一般来说，产品故障是指：在规定条件下，不能完成其规定的功能；产品在规定条件下，一个或几个性能参数不能保持在规定的上、下限值；产品在规定的应力范围内工作时，导致机械零件或元器件出现各种裂纹、渗漏、磨损、锈蚀、损坏等状态。不同的产品有不同的故障判断标准，并且研究工作的出发点不同，所定义的故障也不同，难以做到统一。但是在同一使用部门之内，则应该有统一的标准。总之，在确定故障判据时，应遵循以下原则：不能在使用条件下丧失功能；故障判断准则“根据可接受的性能来确定”；不同产品可按该产品的主要性能指标进行衡量。
常见故障模式
故障模式是指产品的“故障（失效）的表现形式”。故障模式是通过人的感官或测量仪器得到的。一般研究产品的故障时，往往从产品故障的现象入手，进而通过现象找出故障的原因，因此有必要弄清产品在各功能级别上的故障模式。机械设备及其零部件的故障模式大致可分为以下几种。
01、损坏类型——断裂、开裂、裂纹、烧结击穿、短路、弯曲、过度变形、点蚀、熔融。
02、退化类型——老化、变质、绝缘劣化、油质劣化、剥落、腐蚀、早期磨损。
03、松脱类型——松动、脱落、脱焊。
04、失调类型——间隙不当、流量不当、压力不当、行程不当、响度不当、照度不当。
05、堵塞与渗漏类型——堵塞、粘合、污染、不畅、泄油、渗油、漏气、漏水。
06、整机及子系统——性能不稳、功能不正常、功能失效、启动困难、供油不足、怠速不稳、总成异响、刹车跑偏。
故障等级的划分
对故障进行定性或定量分析时，必须事先划分故障的等级，只有这样才能判断各机件每个失效模式对系统的影响及其后果如何。划分故障等级也就是运用故障后果对系统影响这一原则进行故障分类。通常将致命故障划分为1级故障，将严重故障划分为2级故障，将一般故障划分为3级故障，将轻微故障划分为4级故障。
划分故障等级所考虑的因素如下：
01、机件产生故障后，造成工作人员或公众的伤亡情况。
02、机件产生故障后，造成产品本身的损坏情况。
03、机件产生故障后，造成设备不能完成其主要功能或不能执行任务的情况，即对完成规定功能影响的大小。
04、机件产生故障后，恢复其功能，即排除故障采取措施的费用、劳动量及停机时间的长短，也就是维修的难易和所用维修时间的长短。
05、机件产生故障后，造成设备失去功能而导致经济上的损失，即导致系统的损失情况。
综上所述，故障等级要综合考虑性能、费用、周期、安全性等诸方面的因素，即考虑机件故障后带来的对人身安全、任务完成、经济损失等方面的综合影响。
设备故障发生的一般规律
大多数设备的故障率是时间的函数，如下图所示，设备的故障率曲线为两头高、中间低，图形有点像浴盆，通常称为浴盆曲线。由下图可以看出，设备的故障率随时间的变化，大致可划分为三个阶段，即早期故障期、偶然故障期和耗损故障期。
01、早期故障期
早期故障期出现在设备开始工作的较早时间，它的特点是故障率较高，且故障率随时间增加而迅速下降。故障的原因往往是设计、制造的缺陷或质量不佳引起的。对于刚修理过的设备来说，装配不当是发生故障的主要原因。对新出厂的或修理过的设备，可以在出厂前或投入使用初期的较短一段时间内进行磨合或调试，以便减少或排除这类故障，使设备进入偶然故障期。一般不认为早期故障是使用中总故障的一个重要部分。
02、偶然故障期
偶然故障期是指设备在早期故障期之后耗损故障期之前的这一时期。这是设备最良好的工作阶段，也称为有效寿命期。它的特点是故障率低而稳定，近似为常数。这一阶段的故障是随机性质的，与机器新旧无关。突发故障是由偶然因素，如材料缺陷、操作错误以及环境因素等造成的。偶然故障不能通过延长磨合期来消除，也不能由定期更换故障件来预防。一般来说，再好的维修工作也不能消除偶然故障。偶然故障什么时候发生是无法预测的。但是，人们希望在有效寿命期内故障率尽可能低，并且持续的时间尽可能长。因此，提高使用管理水平，适时维修以减少故障率，延长设备使用寿命是十分必要的。
03、耗损故障期
设备使用后期，故障率随时间的增加而明显增加。这是由于设备长期使用，产生磨损、疲劳、腐蚀、老化等造成的。防止耗损故障的办法就是在设备进入耗损期前后及时进行维修。这样可以把上升的故障率降下来。如果设备故障太多，修理费用太高而不经济，则只好报废。可见，准确掌握设备何时进入耗损故障期，对维修工作具有重要意义。
并不是所有设备都有三个故障阶段，有的设备只有其中一个或两个故障期，甚至有些质量低劣的设备在早期故障后就进入了耗损故障期。由于机件的工作条件和材质不同，其实际故障规律不尽相同；即使符合典型故障率曲线，但其故障率曲线的长短也不一样，这一点需要维修人员认真探索、研究解决。
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