摊铺机液压调平系统故障诊断范文

故障树分析法，是一种针对某个特定的不希望事件即系统故障，将其形成原因(包括软件、硬件、人为因素、环境因素等)进行由整体到部件按树枝状逐级细化的推理分析方法。传统的故障树分析法在液压系统的故障诊断技术中已得到了广泛应用［1－2］。然而，在实际复杂的系统里，影响因素大多复杂多变，往往难以收集到基本事件的准确概率，而传统的故障树分析法对此类带有模糊性的问题无法进行准确的分析，这一缺点严重限制了其在实际当中的应用。为此，引入了模糊数学中的理论，将模糊数学中的方法与故障树分析法相互融合，提出了基于模糊故障树液压系统故障诊断方法。此方法一方面既充分考虑到系统故障的发生概率、发生程度和发生部位的模糊性，又极好的利用了故障树分析法推理问题严密性的优点，是进行是对大型复杂系统的可靠性与安全性进行分析推理的有效工具［3］。

1摊铺机液压调平系统的结构、原理及影响摊铺质量的因素

摊铺机是一种将拌制好的混合料按照一定的宽度、厚度、压实度、平整度和工作速度要求，均匀地铺设在修建好的路面基层上，供压路机进一步碾压成型的筑路机械［4］。随着我国公路交通事业日新月异的发展，对沥青路面的使用性能有了更高的质量要求，进而也对摊铺机的性能、精度尤其是其调平系统提出了更高的要求。文中以SP120摊铺机为主要研究对象，其液压调平系统的原理图如图1所示。摊铺机的液压调平系统主要由分流阀块组、电磁换向阀、齿轮泵、液压缸、液压锁、过滤器等组成。其工作过程为:发动机为齿轮泵提供动力，齿轮泵中的压力油通过各种阀组和液压管路进入到液压缸的有杆腔和无杆腔，从而推动液压缸，使其做往复运动，实现摊铺机熨平板的调平。影响摊铺路面质量的因素有很多［5］，如摊铺机熨平板底板与路面水平面夹角的大小、摊铺速度的频繁变化、混合料温度的明显变化及摊铺中混合料的多少等，这些因素均可造成摊铺质量的缺陷。但是若在操作正确，输料量适当、混合料质量合格等其他影响摊铺路面质量的因素被排除后，仍出现摊铺厚度不均匀、平整度较差的现象时，就要对摊铺机，尤其对其熨平板的液压调平系统进行检查。

2摊铺机液压调平系统模糊故障树的建立

2.1混凝土泵泵送系统模糊故障树的建立通过实地考察和查找相关参考文献［6］，对于摊铺机熨平板液压调平系统来说，发生故障以及故障发生的原因见表1。根据以上对摊铺机熨平板液压调平系统故障原因分析，建立起如图2所示的故障树。接，表示在下层输入X1，X2、X3、X4事件中任意一个发生的条件下，上端就有输出A事件发生。

2.2事件模糊化分析要对上述所建立的摊铺机熨平板液压调平系统故障树进行模糊分析［7］，应先将精确量模糊化。首先将检测到的量值分为7个等级:负大(NL)、负中(NM)、负小(NS)、零(0)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PL)。设顶事件的设定值(正常值)为s，检测值为v，7个模糊值对应的检测值区间分别是:负大:v≤0.7s;负中:0.7s＜v≤0.85s;负小:0.85s＜v≤0.95s;正大:1.30s≤v;正中:1.15s≤v＜1.30s;正小:1.05s≤v＜1.15s;零:0.95s＜v＜1.05s。模糊概率值的选取是根据专家的经验和元件的可靠性以及该事件变化对监测的状态量变化的影响大小而确定的一个初值，并在以后的实践中不断进行调整［8］。这里将模糊事件和一些精确事件进行模糊化，比如说齿轮泵故障现象“很可能”是由于齿轮泵磨损引起的，则模糊概念“很可能”量化为P=0.8，而“可能”则量化为P=0.7，“有可能”量化为P=0.6等，而后在实际应用当中再修改。对于精确事件，同样可以化为［0，1］之间的模糊概率值。通过模糊量化，可以确定顶事件摊铺机熨平板液压调平系统故障与其子节点之间的关系，如表2所示。按照上述方法，可列出故障树各节点事件与其下一层子节点事件之间的模糊矩阵和截矩阵。如根据检测值的情况，可以确定齿轮泵故障(T1)与其下层节点(X1、X2、X3、X4)之间的模糊量化关系表，如表3所示。根据检测值的情况，可以确定溢流阀故障(T8)与其下层节点(X14、X15、X16)之间的模糊量化关系表，如表4所示。按此方法类推，对于摊铺机液压调平系统的模糊故障树一共可确定十一个表列，也就是故障树各节点事件与其子节点事件之间的模糊量化关系列表。有了这些定量关系值，针对某一顶事件的故障，还需按一定的算法进行推导，才能确定该顶事件具体的故障底事件(故障原因)。

2.3故障诊断算法设计采用搜索技术算法求解故障树问题。广度优先搜索算法“先产生的节点先搜索的原则进行”。按广度优先搜索算法进行故障的诊断方法如下［9］:当顶事件出现故障时，先确定其故障等级，搜索其λ截矩阵，选取λ截矩阵中值为1的下一层节点，再由这些节点按同样的方法向下进行搜索;若为底事件，则计算该底事件到顶事件分枝的故障值(此值为该分枝上所有概率值之积)，比较所有满足条件的故障值，选择最大故障值所对应的底事件，该底事件就是产生故障的原因。由此看出，广度优先搜索算法不必搜索每一个节点，无论从故障诊断的速度还是运算量上，其优势都是很明显的，因此用该算法进行模糊故障树分析故障诊断问题是切实可行的。

3摊铺机熨平板液压调平系统故障预防维护措施

及时地进行摊铺机液压调平系统故障诊断和维护工作，不仅可以大大减少系统的故障发生率，节约运行成本，还可以提高设备的运转效率、可靠性和安全性。主要的日常预防维护措施为:(1)定期更换液压油，定期清洗管路、阀门;(2)及时更换过滤器或清洗滤油网;(3)定期对液压系统中的液压油进行抽样检测，使之保持一定的清洁度;(4)定期检查液压调平系统中各处的密封件、阀芯以及弹簧是否损坏，并及时对其进行调整和更换;(5)保持液压系统所有部件连接处的紧密性，防止泄漏或空气等杂质进入系统中;(6)使用带有堵塞指示信号的过滤器，实时监测过滤器油污染和流动情况;(7)加强操作人员的培训，防止因操作不当引起故障。

作者：张超 晁鹏军 李雷 单位：长安大学工程机械学院 一汽丰田汽车有限公司 长安大学工程机械学院