浅谈机电设备故障的预防管理

摘要：机电设备故障预防的管理理念和措施必须在设备选购、安装调试和使用各个环节中同时体现。在设备选购阶段，不仅要更新设备选购的理念，注重设备档案的建立， 还要重视设备的设计是否科学，制造质量是否满足性能需求；在安装调试阶段，能够发现设备制造质量问题，更能发现系统设计问题，可有效排除使用中可能发生的设备故障，必须重视；在使用阶段，不仅要创新管理理念，重视员工的责任心的提升，重视工艺环节可能引发的故障风险，还要严防设备带病运转，科学润滑设备。有条件的可以引入先进的检测监测设备和建立一个适时动态监测和故障诊断系统。

0 引 言

    工业设备是工业企业生产的基础，其高效低耗安全稳定运行，是工业企业经营效益的保障，也是设备管理追求的最高境界。我们往往在书面上或口头上大谈坚持预防为主的原则，但一些企业设备故障依然频发，生产目标总是搁浅，企业效益总不能如愿。

    笔者近期对水泥企业机电设备故障案例进行了一些研究，发现预防为主的原则确实是必须我们坚持的，但这种坚持不能是书面的或口头的，应该是细化方法、分清责任，落实在具体的人具体的行动上。具体地讲，将预防为主的原则贯彻到设备一生的管理中，包括设备的采购、设计、制造、安装、调试、运行、维护、维修、改造到报废的各个环节。这些环节又分属选购阶段、安装调试阶段和使用阶段。本文仅结合相关案例分别对三个阶段的水泥机电设备故障的预防管理进行剖析，仅供参考。

1 选购阶段开始考虑设备故障预防

1.1 设备的选购

    设备采购是业主最头疼的事，一方面害怕设备质量有问题，一方面害怕设备买贵了。在找不到更加科学的采购方法时，业主对前者，是在合同上规定一些技术指标，以防止设备质量引起的故障；对后者，则采取粗略的招标形式进行，以压价为主要目的。而供应商为了拿到合同，只好低价中标。试想，低价中标的供应商在同等技术水平下，能否提供优质的设备。因此优化选购是采购者必须研究的课题。

    笔者认为优化选购设备时，业主必须充分了解所需设备的基本性能，并能掌握满足这些性能的设备的材质构成及基本价格，对设备性价比有深入的研究。对那些低价投标者不要一棒子打死，也不要盲目选购低价设备，可要求低价投标者阐述低价的原因，更不能以为买到低价设备是自己获利了。福特汽车公司Gifford Brown在解释 “l-lO-100规则”时指出：在工程建设阶段为减少维护而投入每l美元，就可以节省10美元保证设备正常运行的维护费用，或者节省100美元的故障维修费用。”因此，设备选购阶段价格决策不是上策，质量控制才是机电设备故障预防的第一步，是确保设备完好运行是头等大事，不能丢了西瓜拣芝麻。

1.2 设备的档案从选购阶段开始建立

    设备终生档案管理已成为设备管理的重要内容，是传统设备管理理念向两头延伸的结果，涉及设计、制造、安装、调试、运行、维护、维修、改造到报废的各个环节，该档案不仅有利于设备故障的预防，也是设备维护维修的基础资料，是设备管理者、维护维修者、操作控制者以及设备改造者熟知设备的依据。比如某公司采购了一台辊压机，挤压辊辊面脱落，便邀请郑州机械研究所在线堆焊。郑州机械研究所要求提供辊子母体的材质构成和制造工艺，业主却无法提供。郑州机械研究所认为，在没有了解辊子母体材质构成和制造工艺之前，不仅无法制定科学的修复方案，而且盲目堆焊过程中存在母体爆裂风险，也可能将风险留在设备运行之中。因此，在设备选购阶段，业主就应要求供货商提供设备结构、材质、性能、维护保养方法等资料，同时建立该设备的管理档案。这是设备管理工作中十分重要的内容，是机电设备故障预防的基础资料，不可或缺。

1.3 重视设备的设计与制造

1.3.1 设计失误是设备先天性不足

    一般来讲，设备事故很少有因为研发设计问题引发，但一旦存在，那就是先天性不足，必然导致运行故障，这种故障可能在试车时就能发现，也可能过于隐蔽或“慢性发作”，无论是哪种情况，都必然给用户带来损失。山东某水泥企业用LV技术改造立磨选粉机，增产节能效果尚可，但本可使用三年以上的叶片，这次却不到半年就明显磨损。听到此事首先会想到制作耐磨钢板的A公司叶片质量不好，但制造商答复没有异样，而LV国外设计者也不认为设计有缺陷。作为承担合同责任的改造商怎么办？如果拖下去，用户肯定吃亏，更不利于推广LV技术。于是决定让实践说话，用LV信得过的B公司产品重新制作耐磨叶片，并考虑叶片正反两面都已严重磨损，将叶片改为双面耐磨。当然A公司制造商也要同时制作，一圈54块叶片每家一半，交叉安装。如果两家叶片都不耐磨，说明LV设计加速了磨损；如果两家叶片都耐磨，则证明原设计单面耐磨不对；只有B公司叶片独自较长，才说明A公司钢板质量差。该实践方案被包括用户在内的五方同时接受。实践结果是，两种钢板都在数月内磨坏，证明叶片间的风道与方向设计加速了叶片磨损，LV设计方只得负责赔偿损失并修改设计。

    这是因设计失误埋下的“慢性发作”的设备故障的例子，下文选用的双驱动存在时间差的例子，故障在负荷试车阶段就暴露出来了。要避免这类事故的发生，尤其是大型设备，考察设备用户实际使用情况是最好的办法，但要防止走马观花，更要杜绝弄虚作假。

1.3.2 重视设备制造质量

    从GiffordBrown 对“l-lO-100规则” 的解释中，我们应认识到建设阶段质量对工程投运的效益的影响。设备制造质量当属工程建设阶段重要的一个环节。为了防止因制造失误引起的故障，设备采购商（往往是总包商或设备集成者）或直接用户在不断创新管理方法，派驻监造工程师监理设备的制造。

    对大型设备派驻监造工程师监理设备的制造，应是明智之举，而大量的配件，总不会采用这种方法吧？某水泥厂岗位工到辊压机巡检时，发现辊压机动辊轴承（靠减速机侧）内圈定位圈紧固螺杆被剪断，当时，在现场立即停止辊压机喂料，停辊压机，打开内圈侧盖检查发现轴承内圈开裂，不能正常运行。该辊压机已使用5年,在使用期间，曾多次维修，此次事故发生在新安装辊轴和轴承不久。自使用到辊压机停机前，辊压机动辊主电机电流正常，减速机正常，辊轴轴承温度正常，润滑良好，液压系统均在正常范围内。在安装过程中曾发现轴承型号标记模糊不清，有重叠现象，轴承滚珠不灵活，倒角不规范，轴承游隙0.60mm。而今定位圈紧固螺杆被剪断，直接原因是辊轴轴承内圈开裂，不能正常运行。这是一起设备配件质量问题引起的事故，提醒我们配件到货一定要严格按照采购合同技术指标验收，不可留着隐患到生产中去解决。

2 安装调试阶段的设备故障预防

    按设计要求制造完好的机电设备，能否顺利投入生产，能否充分发挥它的性能，能否保证使用寿命，安装和调试是否合格是关键的一步。在安装和调试中，能够发现设备制造质量问题，更能发现系统设计问题，可有效排除使用中可能发生的设备故障，必须重视。

    因安装不合格引起的设备故障在现代工业产品生产线试车阶段屡有发生。机电设备的安装工序一般必须经过:吊装运输、设备开箱检验、放线就位、设备固定、清洗、零件装配和部件组装调整、试运转及工程验收等。关键在现场验收、安装方法、安装质量三个环节，人们往往忽视现场验收。在上文的案例中说到在安装过程中曾发现轴承型号标记模糊不清，有重叠现象，轴承滚珠不灵活，倒角不规范，轴承游隙0.60mm。而企业顾及工程进度而未加以修正，把现场验收视作儿戏，应该为这次事故负一定的责任。这也说明无论是新建项目设备的安装，还是对设备检修，必须加强设备和配件安装的监控力度。因此，聘用设备安装监理是预防安装性设备故障的有效方法，因为设备安装监理的内容涉及设备的现场验收、安装方法、安装质量的认可等各个环节。对于自身开展的维护维修时的小型配件的安装，企业不可能聘用设备安装监理，管理者一定要严把现场验收、安装方法的确定、安装质量的验收工作，尽量将故障风险控制在试车前。

    调试是检验安装质量和设计质量的重要方法,是发现设备及系统问题的关键期。不管是空负荷试车还是负荷试车，设备故障较多，必须在核查调试运行前的各项工作后进行，工作人员在调试中应密切注意机电设备，记录运行过程中设备的技术指标，特别要详细记录异常现象，以便及时整改，消除异常现象，防止事故恶化。

    设备空负荷试车没有问题，并不代表负荷试车就能顺利。某厂在石灰石破碎系统带负荷调试期间，板喂机变频速度提高到40%的时候，重型板喂机就会跳停，不能重新启动。在查找原因时发现有石灰石卡死在板喂机链板和进料口上壁之间，导致重型板喂机跳停。清除所卡石头后，为什么还不能重新启动呢？再继续查找原因时发现板喂机系双驱动，且不能同时驱动，存在时间差，不能满足拉动带料重型板喂机所需要的功率。这一事故的处理不仅仅在于负荷试车通过考核，还在于其经验可以为业主管理设备而用，可以供系统设计者改进系统设计。

3 使用阶段的设备故障预防

    经过调试和试运转的设备在进入企业正常生产阶段后，设备故障率大大降低。该阶段的设备故障预防的管理已经比较完善，工矿企业也建立了一整套的管理制度，如巡检制度、润滑制度、定期检修制度等等。随着监测技术和计算机技术的进步，自动监测系统的应用，设备故障预防的管理也开始进入现代化的管理阶段，为设备真正实现高效低耗安全稳定运行创造了条件。自动监测系统能够发现故障苗头，为管理者将故障消灭在萌芽状态提供信息。但这种系统在工况企业并不多见或并非完善到每个角落。面对这种状况，笔者认为，使用阶段的设备故障预防管理中应该具有先进的管理理念，重视员工的责任心的提升，重视工艺环节可能引发的故障风险，严防设备带病运转，重视润滑质量，重视先进检测监测设备和系统的引入。

3.1 先进的管理理念

    有的企业喜欢用工作量来考核设备管理和维修部门，更喜欢用产量来考核生产操作控制人员。前者对设备管理和维修部门是极不公平的。如果设备管理和维修部门管理到位，无设备故障，无设备维修，却无工作量，反而工资待遇降低了。后者必然出现通过突破生产能力瓶颈超负荷生产来获得高产量，获得高产奖。但超负荷生产必然影响设备性能，给设备增加故障风险。以上理念都不利于设备故障预防工作的开展。因此，我们应该反思自己的管理制度，看看是否有利于企业低消耗运行，是否有利于设备零故障运行，是否有利于全员参与设备管理的积极性的提高，只有满足这三个“有利于”的条件的制度，才能称得上是融入先进管理理念的制度。

3.2 重视员工的责任心的提升

    员工责任心缺失引发设备故障的频率在工矿企业屡见不鲜。某厂液压挡轮的行程开关失效，在等待更换期间，只好人工控制。管理者多次强调每运行15分钟之后需及时关掉，否则会顶坏轴承。某日交接班时，岗位工现场启动了回转窑液压挡轮，两小时候才记起液压挡轮未关，等他赶到现场，液压挡轮已经跳停，挡轮内部轴承已经损坏，只好停窑维修。维修中，液压杆挡块、轴承压板等零件无备件，需临时加工。事故造成20h停车。显然，岗位工的误操作是本次事故的主要原因，误操作的原因是疏忽大意，缺失责任心。而巡检两个小时没到窑上检查，也是一个不小的问题。因此，企业要发动全员参与设备管理，参与设备故障预防，首先必须提升员工的责任心。

3.3 重视工艺环节可能引发的故障风险

    在工矿企业，工艺操作控制不当引发设备故障的事件也很多。比如在水泥厂，若尾煤进入五级筒燃烧，会加速内筒失效；提产导致篦冷机熟料厚度过厚压死篦床，烧坏篦板 ；进入辊压机物料粒度或物料属性变化，导致挤压辊挤压做功状态发生突变，致使辊面剥落；管磨机内温度过高，引发驱动装置齿轮啮合故障；物料循环量增大，压死提升机。因此，设备管理中必须规定设备适应的工艺参数，操作人员必须严格控制，对参数趋势要敏感，要有预知能力，并能及时调整；对处于报警状态的，要及采取应急措施。不能为了产量，不顾设备的安全运行，不惜设备发生故障。

3.4 严防设备带病运转

    带病运转的设备不可能高效低耗安全稳定运行，即使是很小的设备或者是一个配件，也可能因带病运转酿成大的事故。某厂某夜辊压机减速机的油温突然下降，从23℃下降为12℃，中控操作员通知岗位巡检工检查，巡检工检查后回复减速机温度正常，可能是减速机的热电偶有问题，但没有通知电工检查到底是不是热电偶的问题。一小时后，油温己经降到了4℃，中控操作员通知巡检工和岗位工再次到现场检查减速机，发现减速机还是温度正常，但没有通知电工检查热电偶。次日早上交班，巡检工将晚班的情况告诉了白班岗位巡检工，并通知电工检查热电偶，白班岗位巡检工用手触摸减速机，发现减速机外壳温度较高，但没什么异样的振动。时隔不久，动辊减速机机内发出异常响声，马上通知中控停辊压机。解体检查，减速机行星齿轮轴承破坏，大小齿轮均较为严重损坏。排查原因为：轴承损坏的碎屑将减速机内的齿损坏。在碎屑与减速机内的齿轮咬合前，碎屑仅仅堵塞了回油管，导致热电偶显示的油温为己经未循环的油的环境温度。带病运转中，碎屑慢慢与减速机内的齿轮咬合，等到减速机外壳温度升起来，减速机内部已经损坏惨重。这起事故就是设备带病运转的典型案例，事件中已有表象给予了提示，但管理员和操作员不够重视，才使故障向更严重的方向发展。

3.5 重视润滑质量

    设备润滑工作做得不到位,运动部件磨损加剧，温度上升，寿命缩短，系统功率损失加大，设备不可能实现长时间安全正常运转。因而工矿企业从不忽略设备的润滑。但是，要做好设备润滑工作，也不是一件容易的事。一条水泥生产线有数千个润滑点需要润滑，笔者认为采取兼职润滑的方式，往往会出现疏漏，会给设备留下故障隐患。建议企业设置专职润滑组，研究润滑对象，创新做好设备润滑工作的方法，追求润滑量的添加均匀，量少而及时；要保证润滑油膜薄而匀，更要避免有杂质混入。还可由润滑组负责设备中润滑油油质的监测，以期预测设备的检修时间，以早期发现设备故障苗头。

3.6 重视先进检测、监测设备和系统的引入

    以上几点关于设备故障的预防管理，均涉及人的主观性，必然有这样或那样的失误。如果利用现代先进的监测技术和计算机技术，建立一个适时动态监测和故障诊断系统，能对设备运行的关键参数进行监测与记录，能通过参数变化自动诊断，能根据诊断结果发出控制或维护维修指令，能提出维护维修预案，能与维护保养分析的专家系统对接，还具备故障分析与修正功能，这样，我们的故障预防工作就不再那么防不胜防了。

4 结束语

    综上所述，机电设备故障的预防管理必须从设备“孕育”开始，必须贯彻到设备选购阶段、安装调试阶段和使用阶段的各个环节。

    在设备选购阶段，不仅要更新设备选购的理念，注重设备档案的建立， 还要重视设备的设计是否科学，制造质量是否满足性能需求；在安装调试阶段，能够发现设备制造质量问题，更能发现系统设计问题，可有效排除使用中可能发生的设备故障，必须重视；在使用阶段，不仅要创新管理理念，重视员工的责任心的提升，重视工艺环节可能引发的故障风险，还要严防设备带病运转，科学润滑设备。有条件的可以引入先进的检测监测设备和建立一个适时动态监测和故障诊断系统。唯有这样的管理，才能算得上现代化的设备故障预防管理。

参考文献

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[2] 刘晓宁. 浅谈水泥机电设备的故障（事故）管理[J].新世纪水泥导报，2013(4):25-27.