基于RCM理論的航天發(fā)射塔故障診斷研究

　　摘要：針對(duì)航天發(fā)射塔故障診斷和綜合維修保障問題，本文把RCM(Reliability Centered Maintenance—以可靠性為中心的維修)維修理論，應(yīng)用于真實(shí)的工作案例，強(qiáng)調(diào)RCM應(yīng)用價(jià)值、維修對(duì)策、適當(dāng)優(yōu)化等觀點(diǎn)，按照以可靠性為中心的維修分析(RCMAnalysis,RCMA)工作流程，得到相應(yīng)的預(yù)防性維修大綱，提升航天發(fā)射部隊(duì)的綜合保障能力具有借鑒意義。RCM是一種邏輯性非常強(qiáng)、維修策略靈活的設(shè)備管理模式，是系統(tǒng)的、科學(xué)的、適應(yīng)現(xiàn)代化維修的新概念，如果將這些技術(shù)應(yīng)用到航天發(fā)射場(chǎng)設(shè)施維修管理工作中，必定能夠大大提高裝備的作戰(zhàn)潛力，提升部隊(duì)的綜合保障能力。

　　本文源自中國(guó)設(shè)備工程,2020(17):141-142.《中國(guó)設(shè)備工程》曾用刊名：(中國(guó)設(shè)備管理;設(shè)備管理)1985年創(chuàng)刊是中國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的國(guó)家級(jí)宣傳平臺(tái)，國(guó)家一級(jí)刊物。以宣傳報(bào)道國(guó)家工業(yè)發(fā)展工作的戰(zhàn)略、政策、法規(guī)，關(guān)注全球工業(yè)、設(shè)備管理等全面解決方案的專業(yè)載體。它憑借提供準(zhǔn)確、客觀、專業(yè)性的信息，服務(wù)于中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。雜志充分依托國(guó)家發(fā)改委、工信部等平臺(tái)資源優(yōu)勢(shì)，為企業(yè)搭建政策與市場(chǎng)機(jī)會(huì)的平臺(tái)，為企業(yè)提供展示優(yōu)勢(shì)和對(duì)接服務(wù)的平臺(tái)，搭建企業(yè)與政府互動(dòng)的平臺(tái)，推動(dòng)中國(guó)工業(yè)綠色發(fā)展，推動(dòng)綠色經(jīng)濟(jì)，建設(shè)生態(tài)文明。

　　航天發(fā)射場(chǎng)勤務(wù)塔的先進(jìn)技術(shù)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)保障了各項(xiàng)試驗(yàn)任務(wù)的順利實(shí)施。勤務(wù)塔如果發(fā)生故障，有可能造成發(fā)射任務(wù)推遲，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)效應(yīng)。本文結(jié)合工作實(shí)際，基于RCM理論對(duì)航天發(fā)射塔故障診斷處理案例進(jìn)行分析，為今后航天發(fā)射場(chǎng)勤務(wù)塔特種設(shè)施的故障診斷維護(hù)提供借鑒和參考。

　　1、RCM理論基本內(nèi)容

　　當(dāng)前，以可靠性為中心的維修RCM、(ReliabilityCenteredMaintenance)是通過邏輯決斷分析裝備的故障模式和影響效果，同時(shí)，考慮其經(jīng)濟(jì)性與可靠性的最優(yōu)結(jié)合，確定維修類型、維修間隔期和維修級(jí)別，進(jìn)而制定預(yù)防性維修大綱。RCM是確定滿足裝備預(yù)防性維修需求的一種方法和手段，其主要目的就是降低經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)、延長(zhǎng)維修周期、降低故障停機(jī)頻率和維修成本。

　　近年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)于RCM技術(shù)的大量實(shí)際應(yīng)用表明，將RCM技術(shù)廣泛應(yīng)用到各類裝備維修中，可大大降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，充分發(fā)揮裝備的使用價(jià)值。張延偉、譚勖等均提出了RCM理論，在陸海空軍及二炮部隊(duì)主戰(zhàn)軍事裝備上的應(yīng)用取得了顯著的軍事、經(jīng)濟(jì)效益。廖靜云、張樹忠等闡述了RCM理論，在門座起重機(jī)等大型民用裝備維修中的綜合決策和應(yīng)用效能方面起到了關(guān)鍵性作用。航天發(fā)射系統(tǒng)對(duì)裝備使用標(biāo)準(zhǔn)和安全可靠性要求較高，使得RCM技術(shù)在航天發(fā)射場(chǎng)有廣闊的應(yīng)用前景。

　　2、結(jié)合案例的RCM流程分析

　　(1)確定重要功能部件。按照RCMA原則，預(yù)防性維修更多的是針對(duì)較為重要的部件和系統(tǒng)進(jìn)行。根據(jù)故障出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)和可能出現(xiàn)故障的部件以及系統(tǒng)的復(fù)雜程度進(jìn)行排序，對(duì)于部分不重要的部件則直接忽略。重要功能部件確定后，必須對(duì)其進(jìn)行編號(hào)，方便對(duì)這些零部件進(jìn)行登記和建立檔案。確定重要功能項(xiàng)目的三個(gè)原則：(1)導(dǎo)致系統(tǒng)、人員安全的安全性;(2)降低使用能力、影響任務(wù)執(zhí)行的任務(wù)性;(3)高維修費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性。這次檢修主要是針對(duì)部分回轉(zhuǎn)平臺(tái)支座在回轉(zhuǎn)過程中有異響的故障狀態(tài)展開。回轉(zhuǎn)式平臺(tái)設(shè)置在塔架的一側(cè)，回轉(zhuǎn)平臺(tái)設(shè)備包括端頭、懸臂桁架、水平工作平臺(tái)、框架上支座軸承、下支座軸承、立軸、閉鎖機(jī)構(gòu)等。其中，軸承設(shè)備包括圓螺母、螺母止退圈、墊板、齒輪和透蓋等。

　　(2)故障模式及影響分析(FMEA)。發(fā)射塔回轉(zhuǎn)平臺(tái)的重要功能件確定后，需要分析各重要功能部件故障原因、故障模式、對(duì)裝置各層次影響等，形成FMEA分析表。故障模式及影響分析圖見圖1。

　　以發(fā)射塔回轉(zhuǎn)平臺(tái)上支座軸承裝置中的軸系為例，其故障模式有三種：第一，安裝螺母松動(dòng)、螺母止退圈和墊板損壞。導(dǎo)致安裝螺母松動(dòng)的原因是軸系受到振動(dòng)或者受較大沖擊載荷，有可能影響透蓋的使用，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致螺母止退圈和墊板脫落，不能完成保護(hù)作用。第二，齒輪生銹受到銹蝕，同時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受力較大，加大對(duì)齒輪的損傷。第三，回轉(zhuǎn)平臺(tái)軸承內(nèi)潤(rùn)滑脂已老化干結(jié)，潤(rùn)滑脂填充量不足，無法起到正常潤(rùn)滑作用。通過對(duì)軸承清理工作，包括清理鏟除軸承內(nèi)已變質(zhì)潤(rùn)滑脂、清除軸承透蓋銹斑及更換透蓋密封油氈。

　　(3)RCM邏輯決斷分析。對(duì)重要功能件的RCM邏輯決斷分析是系統(tǒng)的RCM分析的核心。針對(duì)重要部件出現(xiàn)的故障，需要借助RCM邏輯圖對(duì)其進(jìn)行分析判斷，結(jié)合故障出現(xiàn)的原因，制定預(yù)防性維修決策方案以及維修間隔期。故障維修級(jí)別決策圖見圖2。

　　在進(jìn)行預(yù)防性維修工作間隔期的確定時(shí)，可以結(jié)合產(chǎn)品參數(shù)、類似產(chǎn)品數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)故障統(tǒng)計(jì)、專家意見等方面綜合分析考慮，確定故障檢測(cè)，展開定量分析。維修工作類型“A、B、C、D、E、F”分別是指保養(yǎng)、監(jiān)控、檢查/檢測(cè)、拆修、報(bào)廢/更換、綜合維修。維修級(jí)別分為基層級(jí)、團(tuán)站級(jí)、基地級(jí)、外協(xié)級(jí)等四級(jí)。間隔期一般按照機(jī)械故障維修和維護(hù)保養(yǎng)兩種方式區(qū)分為A、B。

　　圖2故障維修級(jí)別決策圖

　　隨著航天發(fā)射任務(wù)不斷地向高密度、大運(yùn)載方向發(fā)展，對(duì)設(shè)備的檢修保養(yǎng)提出了更高的要求。有些設(shè)備故障是由于綜合性因素造成的，常規(guī)的分析手段和現(xiàn)有的分析數(shù)據(jù)很難及時(shí)有效地正確判斷，從綜合維修保障方面來說，也有必要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的檢測(cè)和檢修技術(shù)。此次大型拆裝式維修在我國(guó)航天發(fā)射塔中尚屬首次，為航天發(fā)射故障診斷技術(shù)理論提供了更好的實(shí)踐機(jī)會(huì)，積累了實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

　　(4)制定預(yù)防性維修大綱。預(yù)防性維修大綱是規(guī)定裝備預(yù)防性維修需求的匯總文件，RCM邏輯決斷最終的目標(biāo)就是預(yù)防性維修大綱。所以，制定預(yù)防性維修大綱應(yīng)綜合考慮各系統(tǒng)、部件之間的相互影響。設(shè)備初始預(yù)防性大綱制定后，需要在使用中搜集使用數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)積累，同時(shí)，需要各個(gè)部門的長(zhǎng)期共同協(xié)作的不斷修訂和完善。

　　圖1故障模式及影響分析圖

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]張延偉,馬金標(biāo),張存才.RCM理論在某型多功能導(dǎo)彈發(fā)射車維修[J].科技研究,2010,05:71-73.

　　[2]廖靜云.RCM決策在門座起重機(jī)維修中的應(yīng)用[J].機(jī)電技術(shù),2016,6:142-143.

　　[3]張樹忠.基于RCM的門座起重機(jī)維修方式綜合決策[J].起重運(yùn)輸機(jī)械,2013(7):94-96.

　　[4]徐克俊.航天發(fā)射故障診斷技術(shù)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2007:45-52.

　　[5]肖良華.可修系統(tǒng)可靠性綜合評(píng)估模型[D].北京:北京航空航天大學(xué),2004.

　　[6]崔毅勇,全成雨,丁利平,高賀松.航空機(jī)載可修產(chǎn)品外場(chǎng)可靠性評(píng)估模型及其應(yīng)用[J].航空學(xué)報(bào),2000,21(4):346-348.

　　[7]賈希勝.以可靠性為中心的維修決策模型[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2007.

　　[8]譚勖,宋振宇,劉洋,盛沛.基于RCM理論的軍事裝備維修研究[J].基礎(chǔ)及前沿研究,2011.12:45-46.

　　[9]李祝鋒,楊廣全等.基于RCM理論的鐵路貨場(chǎng)門式起重機(jī)維修決策研究[J].起重運(yùn)輸機(jī)械,2016(09):87-91.

　　[10]周琦鈞,趙秋穎,朱明明.基于故障樹的航天測(cè)控系統(tǒng)故障診斷方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)(7):111-114+117.