減速機械的可靠性維修及其維修決策

李剛

摘要：決策支持系統相對復雜，需要廣泛的知識，并且難以開發。本文著重于確定如何維護減速器并確定最佳的預防性維護，從簡單性開始，提出減速器維護策略以及根據特定情況的關鍵組件的故障分布模型。并依據N42蝸桿減速器，維護方法和最佳的預防性維護周期。科學的維護決策可以使設備運行，以滿足連續的生產需求。降低齒輪的可靠性維護可以利用合理的維護決策來確保設備的可靠運行。基于這種理解，本文描述了減速器的維護決策，以便分析其可靠性和維護并為對此主題感興趣的人提供參考。

關鍵詞：減速機械;可靠性維修;維修決策

中圖分類號：F416.42? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）06-0149-02

0? 引言

減速機械如果發生軸承損壞，漏油和減速器過熱可能嚴重影響正常生產。在這種情況下，我們將加強減速機的可靠性和維護，從可靠性、可維護性和經濟效益的角度完成合理的維護方法選擇，并作出科學的維護周期決策。因此，利益相關者還需要加強對相關問題的研究，以便更好地開展相關工作。

1? 減速機械的分類

減速器的種類很多，根據變速箱的類型，可以分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器。根據不同的傳動級，可分為單級減速器和多級減速器。根據齒輪的形狀，可以歸類為圓柱齒輪減速器。根據傳動裝置的布局，它可以分為膨脹型、分體型和同軸型減速器。漸開線圓柱齒輪傳動裝置具有許多優點并得到了廣泛的應用。然而，一些機械設備減少型變送器不僅需要大的傳動比，而且還需要小的輪廓尺寸。漸開線齒輪變速器不能滿足結構要求。在這種情況下，通常使用蝸桿傳動。蝸桿傳動的主要優點是傳動比大，結構緊湊，運行穩定且無噪音。如果蝸桿的導程角很小，則蝸桿驅動器將自鎖。熱驅動的主要缺點是齒面之間的滑動速度快，傳遞效率低和傳遞熱量容易產生[1]。

2? 減速機械的可靠性維修分析

2.1 減速機械結構與常見故障

當前，減速器有很多類型，可分為蝸桿減速器，行星齒輪減速器和齒輪減速器。不同的減速器具有不同的傳動類型。其中，蝸桿減速器具有傳動比大，無噪音，結構緊湊，運行穩定的優點，具有廣泛的應用范圍。從結構的角度來看，這種減速齒輪主要由蝸輪副，斜齒輪副，圓錐滾子軸承，傳動軸，密封件和深溝球軸承組成。然而，這種類型的減速器通常具有諸如減速器的高油位，傳動軸的異常噪聲，軸承故障，軸承蓋的機油泄漏，減速器的過熱以及齒輪齒損壞等問題。

2.2 減速機械可靠性分析方法

通常使用兩種方法來分析減速機的可靠性：定性和定量分析。通過分析故障模式，故障的致命性以及故障對機器的影響，可以進行定性分析。定性分析需要非常系統的實驗才能找出機器當前的弱點。通常，在設計減速機產品時，必須根據設計內容對產品進行評估，分析可能的故障，分析機器對產品的影響并實施致命性分析。在分析可靠性時，需要采用自上而下的方法來分析可靠性。首先，分析系統的結構，然后分析系統的組件，以識別由對系統性能的影響而導致的故障模式。分析結束時，應使用不同的模式對故障的嚴重程度進行分類，分析可能發生故障的可能性，并采取合理的方法來消除故障。

定量分析和定性分析之間的區別在于，基于數學計算的結果來確定減速器故障，使用了大量的數學工具，尤其是大量的概率統計方法。確定減速機的可靠性。當前，定量分析主要使用復雜系統的可靠性評估。實際的分析過程使用圖形來推斷，還原和表示事件的邏輯關系，最后形成樹形結構，其中事件位于頂部[2]。

2.3 減速機械可靠性維修

可以使用定性或定量分析來分析減速器。定量分析使用統計和概率論的概念和方法對從壽命實驗和故障統計中獲得的高度分散的數據進行統計分析，并進行可靠性計算。定性分析是對缺陷和事故的系統分析，以發現和消除系統中的薄弱環節。如今，用于確定系統可靠性的常用方法是使用系統的實驗方法來發現弱點及其影響。故障模式和影響分析（FMEA）以及故障模式，影響和死亡率分析可用于使用統計和概率理論來估計事故特征。布爾理論，故障樹分析和馬爾可夫理論均可用。以下是幾種方法的原理和實現步驟的簡要介紹。

FTA程序通常用于維持減速器的實際可靠性。具體來說，需要在化簡器中完成圍繞特定系統故障的逐層跟蹤，以使用故障樹顯示系統故障與故障原因之間的關系。建立故障樹模型后，需要收集故障數據。通過定性分析，可以獲得定性重要性和最小割集，以完成對系統弱點和故障譜的搜索。定量分析完成了頂級事件發生概率的計算，并降低了系統的可靠性。可以使用關鍵重要性和概率的重要性來分析數據結果，從而做出有關維護科學信譽的決策。以蝸桿減速器為例，構建故障樹。最重要的事件是減速器故障，而蝸桿減速器故障的原因可以分為七個類別。換句話說，減速器的油含量太高。諸如傳動軸噪音，軸承故障，軸承蓋機油泄漏，減速器過熱，齒輪損壞以及其他故障之類的故障可以視為次要事件。故障樹底部事件是各種故障的原因。例如，減速器過熱的底部事件應該是過載操作，潤滑油污染，油封的過度摩擦以及潤滑油不足。建立故障樹后，可以使用升序方法來完成最小割集解決方案。根據布爾代數的規則，最高事件表示為最低事件乘積之和的最簡單形式，并且每個項目都可以視為最小割集。分析顯示，針對蝸桿減速器故障，有23個主要的最小割斷集。確定最底層事件的故障模式和故障分布參數后，可以使用最底層事件的故障概率來完成最頂層事件的故障概率的計算并完成對故障樹的定量分析。通過計算，可以調整每個故障的可能性，并完成對每個組件重要性的調整。綜合考慮這兩個因素，可以完成蝸桿減速器組件的診斷和檢查程序，以可靠地維護減速機。分析的結果是，導致蝸輪蝸桿減速器故障的故障有五種主要類型：空心軸油封泄漏，電機軸齒輪損壞和單鍵空心軸磨損，鍵槽、減速器異響，帶收縮盤的空心網。進一步分析這五個故障的原因及其相應的解決方案，可以確保蝸桿減速器的可靠運行。

3? 維修方式決策模型分析

針對減速機械，本文主要介紹三種決策模型，分別是綜合目標邏輯判斷法、模糊綜合評判法和成分分析。在本文中，我們將介紹減速器的三種主要決策模型，分別為綜合目標邏輯判斷方法，模糊綜合判斷方法和層次分析方法。

3.1 綜合目標邏輯判斷法

該方法首先根據設備故障對生產的影響和安全問題的程度來確定設備是否可以稍后維修或需要主動維修。如果設備故障對生產的影響不大，不危害人員或設備的安全，并且維修后經濟，則應采用后維修的方法。否則，可以采用預防性維修。關于狀態預測，有必要繼續進行維護或定期預防性維護的判斷。如果無法檢測到故障跡象，但是周期性（磨損期）很長，則應進行定期的預防性維護。如果可以檢測到故障跡象并且故障的周期性不強，請使用狀態預測維護。如果可以檢測到故障跡象，則可以通過比較預測性維護是否比預防性維護更經濟來獲得更強的周期性。如果很經濟，則應使用預測性維護。否則，應使用預防性維護。在無法檢測到設備故障且沒有定期規律的情況下，應將重點放在對策上[3]。

3.2 模糊綜合評判法

模糊綜合評價法的基本原理是認為設備特征其間與維護方法之間存在模糊關系。B=AoR，其中A是設備特征參數的模糊集，而B是維護方法的模糊集，R是識別矩陣，“o”是模糊算子。

3.3 層次分析法

分層分析方法是由美國運籌學教授T，LSaaty在1970年代中期提出的。層次分析將復雜的問題分解為不同的組件，并根據主導關系將它們分組以形成層次結構，并成對比較它們。如何確定每個因素的相對重要性，綜合的人類判斷力決定了每個因素的相對重要性的總體順序。這種方法是定性和定量分析的結合，打破了優化方法只能處理分析問題的局限性，可應用于資源分配，公司管理和生產決策，經濟分析和計劃等領域。

4? 減速機械的可靠性維修決策

在決定維護減速機的可靠性時，應著重于維護可靠性，分析機器的可靠性，故障的影響以及維護的可行性，并根據故障規則確定合理的維護方法，需要科學的預防性維護周期決策。降低機械維護成本，同時最大程度地減少設備維護和停機的經濟損失。

4.1 維修方式決策

當前，機械設備的常見維護方法包括定期維護，狀態維護和后期維護。采用不同的維護方法會對設備的可靠性、可維護性和經濟性產生不同程度的影響。在確定維護方法時，請使用常規維護方法來維修可靠性要求較高的設備，并使用后期維護方法來維修因故障而損壞較少的設備，并維修較高級別的設備。必須使用狀態維護方法維護成本。考慮到減速機構的結構相對簡單，可以為特定零件或組件確定相應的維護方法，因此可以使用層次分析方法來選擇維護方法。目標層是減速器蝸桿的修復方法，第二層是參考層，其具有四個可靠性：專用性，對安全環境的影響，生產的重要性和質量穩定性以及維護難度。使用兩個指示備件的程度和狀況的可維護性指標以及三個指示蝸桿的原始值，停機損失和維護成本的經濟指標來測量減速器的維護方式。最后，有一個程序層，其中包括狀態維護，定期維護和后期維護。通過依次創建和求解第二層至第一層和第三層至第二層的判斷矩陣，狀態維護權重、定期維護權重和后維護權重分別為0.326、0.376和0.298。因此，應使用定期的預防性維護來維護蝸桿[4]。

4.2 預防維修周期決策

為了采用常規的維護方法，還需要確定最佳的維護周期，以減少減速機的預防性維護成本，并確保設備維護的效果。在做出特定決定時，應根據維護目的來計算維護周期。例如，如果組件故障危及安全，則應以安全要求為目標。如果沒有，應該以財務要求或最大效率為目標。以蝸桿減速器的修復為例，為了最大程度地進行修復，必須首先確定蠕蟲的故障分布模型。常規的平均維護時間約為1小時，后期維護時間約為1.5小時。根據蝸桿的使用壽命表完成對蝸桿樣本統計的計算，并使用最可能的方法完成對預期分布參數的點估計得求解，并完成一致性測試。從檢查結果來看，蠕蟲的使用壽命遵循旋轉分布，可以設置最大有效條件以完成維護周期的計算。計算表明，該蠕蟲的最佳維護周期為5799小時。

5? 結束語

通過研究，減速器可靠性分析可以決定維護可靠性，以確保機械和設備運行的可靠性，同時降低設備維護成本并提高設備利用率。因此，利益相關者還需要加強關于維持減速機的可靠性并對其進行維護的決策研究，以便更適當地進行減速機的維護。

參考文獻：

[1]周鶴.CFT型減速機故障判斷和維修[J].筑路機械與施工機械化，2015，11：91-94.

[2]陳祖毅.淺談高爐行星減速機快速修復與改進[J].科技信息，2010，13：92，85.

[3]范云明.大型減速機（重齒、南高齒）維修經驗介紹[J].中國水泥，2011，09：64-67.

[4]房海龍.淺析工業減速機的使用與維修[J].山東工業技術，2015，15：18.