汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)故障樹分析

1、2008年8月第8卷第4期廊坊師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)JournalofLangfangTeachersCollege(NaturnalScienceEdition)Aug.2008Vol.8No.4汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)故障樹分析左倩(揚(yáng)州職業(yè)大學(xué),江蘇揚(yáng)州225009)【摘要】建立了汽車起重機(jī)吊重起升液壓系統(tǒng)的故障樹,然后對系統(tǒng)進(jìn)行了故障樹分析。實踐證明,將故障樹分析法應(yīng)用于液壓系統(tǒng)故障診斷非常有效?！娟P(guān)鍵詞】故障樹分析;汽車起重機(jī);最小割集FaultTreeAnalysisofHydraulicSysteminAutomobileZUO【Abstract】Themethodoffaultt

2、reeanalysiswasintroduced,andtheofcranewasbuilt.【Keywords】faulttreeanalysisA文章編號1674-3229(2008)04-0008-02液壓系統(tǒng)是汽車起重機(jī)的重要組成部分,液壓系統(tǒng)故障是汽車起重機(jī)發(fā)生故障的主要原因。液壓系統(tǒng)的故障主要來源于油污染、泄漏、磨損等,其故障具有多發(fā)性、不確定性和隱蔽性的特點,往往多種故障交叉出現(xiàn),給液壓系統(tǒng)的故障診斷帶來很大難度。故障樹分析法能形象地表達(dá)系統(tǒng)故障與導(dǎo)致該故障的各因素之間的內(nèi)在聯(lián)系,有利于找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié),實現(xiàn)對故障準(zhǔn)確及時地判斷和排除。運(yùn)用故障樹分析法對汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的故障

3、進(jìn)行分析排除,可大大提高查找故障的準(zhǔn)確率及效率,有利于預(yù)防和控制汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)的故障。最基本的環(huán)節(jié)。故障樹的建造有計算機(jī)輔助建樹和人工建樹。大型系統(tǒng)的故障樹一般采用計算機(jī)輔助建樹,小型系統(tǒng)一般采用人工建樹方法,即采用演繹法從頂事件開始由上至下,循序漸進(jìn)地進(jìn)行。通常把系統(tǒng)的故障狀態(tài)作為頂事件,然后找出系統(tǒng)故障與導(dǎo)致系統(tǒng)故障諸因素之間的邏輯關(guān)系,并將這些關(guān)系用特定的邏輯符號表示出來,由上而下逐級分解,直到不能分解為止。這樣就建成了一棵倒置的故障樹。本文FTA法中用到的邏輯門和事件符號及含義如圖1所示。1汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)介紹汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng),用一個軸向柱塞泵作動力源,整個

4、系統(tǒng)由支腿收放、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)、吊臂伸縮、吊臂變幅、吊重起升五部分組成。系統(tǒng)元件分別裝在上車和下車兩部分。上車和下車兩部分的油路通過中心旋轉(zhuǎn)接頭連通。由于汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)復(fù)雜,所以故障現(xiàn)象很多,本文選吊重起升系統(tǒng)故障進(jìn)行分析。起升機(jī)構(gòu)的絞車由低速大轉(zhuǎn)矩馬達(dá)驅(qū)動,當(dāng)換向閥處于右位時,絞車提起重物,正常工作。2汽車起重機(jī)吊重起升系統(tǒng)故障樹的建立正確建造故障樹是故障樹分析法(FTA)最關(guān)鍵、收稿日期2008-06-10液壓系統(tǒng)故障樹建立后可以幫助弄清故障發(fā)生的機(jī)理,找出系統(tǒng)中產(chǎn)生某種故障的薄弱環(huán)節(jié),并可對系統(tǒng)進(jìn)行定性和定量的可靠性分析。作者簡介左倩(1968-),女,揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,講師。8

5、1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第8卷第4期左倩:汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)故障樹分析2008年8月為了正確建造故障樹,應(yīng)選擇好頂事件,處理好邊界條件,現(xiàn)假設(shè)(1)管路和接頭不失效;(2)各組成部分底事件相互獨(dú)立;(3)不存在外界干擾因素。以“絞車不工作”為頂事件,對各級故障元件進(jìn)行逐級分解,建立故障樹如圖2所示。故障樹中各符號的意義為:頂事件T:中間事件S:;S2為平衡閥未打開;S3為馬達(dá)供油量不足;S4為泵供油量不足;S5為溢流閥故障;S6為換向閥故障;S7為中心旋

6、轉(zhuǎn)接頭泄漏。未展開事件X:X1為絞車已壞;X2為馬達(dá)故障底事件x:x1為閥芯在關(guān)閉位置卡死;x2為閥芯磨損,兩腔串油;x3為彈簧太硬;x4為壓力調(diào)得太高;x5為濾油器被污物堵塞;x6為油箱中油面過低;x7為油溫太高;x8為溢流閥閥芯磨損;x9為閥芯卡在開口位置;x10為換向閥彈簧損壞;x11為密封圈損壞;x12為中心旋轉(zhuǎn)接頭松動。3故障樹的分析3.1求最小割集故障樹分析的主要任務(wù)是尋找導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有可能的失效模式,也就是要找出故障樹的全部最小割集。求最小割集的方法有“上行法”和“下行法”兩種,顧名思義,前者是從故障樹中的底事件開始逐級往上進(jìn)行推算,后者則是由頂事件開始逐級往下推算。此處用

7、“下行法”,即從故障樹的頂事件開始,由上而下順次把上一級事件置換為下一級事件,遇到與門將輸入事件橫向并列寫出,遇到或門則將輸入事件豎向串列寫出,直至把全部邏輯門都置換成底事件為止。由此置換得到該故障樹的最小割集即全部底事件,最小割集為x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9、x10、x11、x12。3.2分析所以最小割集的數(shù)量比較多,說明很多單一底事件的發(fā)生都將導(dǎo)致頂事件的發(fā)生,也就是說引起系統(tǒng)故障的原因比較多。可見,要提高工作的可靠性,應(yīng)該從降低故障樹中每一個底事件的發(fā)生率、提高系統(tǒng)中每一個元件的可靠性入手,避免因液壓元件過早失效導(dǎo)致系統(tǒng)故障。3.3應(yīng)用根據(jù)本文建造的故障樹并結(jié)合

8、維修人員的經(jīng)驗和現(xiàn)場觀察、測試,針對某汽車起重機(jī)在工作過程中出現(xiàn)的“絞車不工作”故障,現(xiàn)場查找原因,排除此故障。在故障分析中一般是根據(jù)由簡到繁、由易到難的原則,中心旋轉(zhuǎn)接,。經(jīng),。經(jīng)查壓力表處于,把液壓泵和中心旋轉(zhuǎn)接頭的連接管拆開,直接將溢流閥及壓力表接到泵出口進(jìn)行試驗,調(diào)整溢流閥壓力,觀察液壓泵的出口壓力,壓力顯示值為正常工作壓力,說明液壓泵無故障。再檢查溢流閥故障,將溢流閥全打開,啟動液壓泵,將換向閥工作在右位,逐漸擰緊溢流閥的調(diào)壓手輪,觀察壓力表的變化:結(jié)果是無論怎樣擰緊調(diào)壓手輪,壓力表指示的最大壓力僅1MPa,無法達(dá)到泵的工作壓力14MPa。溢流閥壓力上不去,可能是溢流閥故障,也可能是

9、中心旋轉(zhuǎn)接頭故障。為了避免誤將合格的溢流閥拆開檢查,采用“替換法”,即將溢流閥卸下,換上同型號的溢流閥,重復(fù)上述檢查過程,發(fā)現(xiàn)最大調(diào)整壓力仍然只有1MPa,這表明溢流閥無故障。至此可以確定中心旋轉(zhuǎn)接頭故障。拆開接頭發(fā)現(xiàn)里面的密封圈全部損壞,內(nèi)部泄漏嚴(yán)重,更換后液壓系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。FTA分析法是一種邏輯性強(qiáng),直觀形象的可靠性分析法。本文在對汽車起重機(jī)吊重起升回路的液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上建立了該液壓系統(tǒng)的故障樹,運(yùn)用故障樹分析法對系統(tǒng)的故障原因進(jìn)行了定性分析,可以節(jié)省診斷時間,較快地找出故障原因,減少不必要的拆卸過程,也可為汽車起重機(jī)其他部分典型故障的分析提供借鑒。參考文獻(xiàn)1朱繼洲.故障樹原理和應(yīng)用M.西安:西安交通大學(xué)出版社,1989.2陳國琳,黃亞農(nóng),黃群.液壓系統(tǒng)螺桿泵故障樹分析J.機(jī)床與液壓,2001,(5):133.3張龍,熊國良,等.機(jī)床液壓系統(tǒng)故障樹分析J.機(jī)床與液壓,2005,(2):170.4雷天覺.液壓工程手冊M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1990.5陸望龍.實用液壓機(jī)械故障排除與修理