基于RCM理论的航天发射塔故障诊断研究

　　摘要：针对航天发射塔故障诊断和综合维修保障问题，本文把RCM(Reliability Centered Maintenance—以可靠性为中心的维修)维修理论，应用于真实的工作案例，强调RCM应用价值、维修对策、适当优化等观点，按照以可靠性为中心的维修分析(RCMAnalysis,RCMA)工作流程，得到相应的预防性维修大纲，提升航天发射部队的综合保障能力具有借鉴意义。RCM是一种逻辑性非常强、维修策略灵活的设备管理模式，是系统的、科学的、适应现代化维修的新概念，如果将这些技术应用到航天发射场设施维修管理工作中，必定能够大大提高装备的作战潜力，提升部队的综合保障能力。

　　本文源自中国设备工程,2020(17):141-142.《中国设备工程》曾用刊名：(中国设备管理;设备管理)1985年创刊是中国工业领域的国家级宣传平台，国家一级刊物。以宣传报道国家工业发展工作的战略、政策、法规，关注全球工业、设备管理等全面解决方案的专业载体。它凭借提供准确、客观、专业性的信息，服务于中国经济发展。杂志充分依托国家发改委、工信部等平台资源优势，为企业搭建政策与市场机会的平台，为企业提供展示优势和对接服务的平台，搭建企业与政府互动的平台，推动中国工业绿色发展，推动绿色经济，建设生态文明。

　　航天发射场勤务塔的先进技术、复杂结构保障了各项试验任务的顺利实施。勤务塔如果发生故障，有可能造成发射任务推迟，产生巨大的经济损失和不良的社会效应。本文结合工作实际，基于RCM理论对航天发射塔故障诊断处理案例进行分析，为今后航天发射场勤务塔特种设施的故障诊断维护提供借鉴和参考。

　　1、RCM理论基本内容

　　当前，以可靠性为中心的维修RCM、(ReliabilityCenteredMaintenance)是通过逻辑决断分析装备的故障模式和影响效果，同时，考虑其经济性与可靠性的最优结合，确定维修类型、维修间隔期和维修级别，进而制定预防性维修大纲。RCM是确定满足装备预防性维修需求的一种方法和手段，其主要目的就是降低经营风险、延长维修周期、降低故障停机频率和维修成本。

　　近年来，国内外对于RCM技术的大量实际应用表明，将RCM技术广泛应用到各类装备维修中，可大大降低风险发生的概率，充分发挥装备的使用价值。张延伟、谭勖等均提出了RCM理论，在陆海空军及二炮部队主战军事装备上的应用取得了显著的军事、经济效益。廖静云、张树忠等阐述了RCM理论，在门座起重机等大型民用装备维修中的综合决策和应用效能方面起到了关键性作用。航天发射系统对装备使用标准和安全可靠性要求较高，使得RCM技术在航天发射场有广阔的应用前景。

　　2、结合案例的RCM流程分析

　　(1)确定重要功能部件。按照RCMA原则，预防性维修更多的是针对较为重要的部件和系统进行。根据故障出现的风险和可能出现故障的部件以及系统的复杂程度进行排序，对于部分不重要的部件则直接忽略。重要功能部件确定后，必须对其进行编号，方便对这些零部件进行登记和建立档案。确定重要功能项目的三个原则：(1)导致系统、人员安全的安全性;(2)降低使用能力、影响任务执行的任务性;(3)高维修费用的经济性。这次检修主要是针对部分回转平台支座在回转过程中有异响的故障状态展开。回转式平台设置在塔架的一侧，回转平台设备包括端头、悬臂桁架、水平工作平台、框架上支座轴承、下支座轴承、立轴、闭锁机构等。其中，轴承设备包括圆螺母、螺母止退圈、垫板、齿轮和透盖等。

　　(2)故障模式及影响分析(FMEA)。发射塔回转平台的重要功能件确定后，需要分析各重要功能部件故障原因、故障模式、对装置各层次影响等，形成FMEA分析表。故障模式及影响分析图见图1。

　　以发射塔回转平台上支座轴承装置中的轴系为例，其故障模式有三种：第一，安装螺母松动、螺母止退圈和垫板损坏。导致安装螺母松动的原因是轴系受到振动或者受较大冲击载荷，有可能影响透盖的使用，严重时，会导致螺母止退圈和垫板脱落，不能完成保护作用。第二，齿轮生锈受到锈蚀，同时，转动时受力较大，加大对齿轮的损伤。第三，回转平台轴承内润滑脂已老化干结，润滑脂填充量不足，无法起到正常润滑作用。通过对轴承清理工作，包括清理铲除轴承内已变质润滑脂、清除轴承透盖锈斑及更换透盖密封油毡。

　　(3)RCM逻辑决断分析。对重要功能件的RCM逻辑决断分析是系统的RCM分析的核心。针对重要部件出现的故障，需要借助RCM逻辑图对其进行分析判断，结合故障出现的原因，制定预防性维修决策方案以及维修间隔期。故障维修级别决策图见图2。

　　在进行预防性维修工作间隔期的确定时，可以结合产品参数、类似产品数据、现场故障统计、专家意见等方面综合分析考虑，确定故障检测，展开定量分析。维修工作类型“A、B、C、D、E、F”分别是指保养、监控、检查/检测、拆修、报废/更换、综合维修。维修级别分为基层级、团站级、基地级、外协级等四级。间隔期一般按照机械故障维修和维护保养两种方式区分为A、B。

　　图2故障维修级别决策图

　　随着航天发射任务不断地向高密度、大运载方向发展，对设备的检修保养提出了更高的要求。有些设备故障是由于综合性因素造成的，常规的分析手段和现有的分析数据很难及时有效地正确判断，从综合维修保障方面来说，也有必要加强对设备的检测和检修技术。此次大型拆装式维修在我国航天发射塔中尚属首次，为航天发射故障诊断技术理论提供了更好的实践机会，积累了实际经验。

　　(4)制定预防性维修大纲。预防性维修大纲是规定装备预防性维修需求的汇总文件，RCM逻辑决断最终的目标就是预防性维修大纲。所以，制定预防性维修大纲应综合考虑各系统、部件之间的相互影响。设备初始预防性大纲制定后，需要在使用中搜集使用数据资料，进行大量的数据积累，同时，需要各个部门的长期共同协作的不断修订和完善。

　　图1故障模式及影响分析图

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