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机床液压系统故障树分析 ??170?? 《机床与液压》2005??No??2 张??龙,熊国良,何柏林,李??嶷 (华东交通大学机电工程学院,江西南昌330013) 摘要:应用故障树分析法对某厂一台机床液压系统的典型故障进行了故障树分析,取得了满意的结果。实践证明,将故障树分析法应用于机床液压系统故障诊断中是非常有效的。 关键词:机床;液压系统;故障树分析 中图分类号:TG511????文献标识码:A????文章编号:1001-3881(2005)2-170-3 FaultTreeAnalysisofHydraulicSysteminMachineTool ZHANGLong,XIONGGuo-liang,HEBo-lin,LIYi (SchoolofMechatronicEng.,EastChinaJiaotongUniversity,Nanchang330013,China) Abstract:Themethodoffaulttreeanalysisandthebuiltoffaulttreewereintroduced.Thefaulttreeanalysiswasusedtoanalyze thefaultsofhydraulicsysteminmachinetoo,landgoodeffectwasgotten. Keywords:Machinetoo;lHydraulicsystem; Faulttreeanalysis(FTA) 1??故障树分析方法简介 故障树分析法(FaultTreeAnalysis)简称FTA法,是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树状逐级细化的分析方法,即围绕特定的系统故障,进行层层追踪,在故障树图形下形象地表达系统故障与导致该故障的各因素之间的内在联系,从而有利于找出系统的薄弱环节和故障谱,便于设备的性能改进与故障诊断。 正确建造故障树是故障树分析法的关键,大型系统的故障树一般采用计算机建树。对于小系统建树一般采用人工建树方法,即采用演绎法从顶事件开始由上至下,循序渐进地进行。通常把系统的故障状态作为顶事件,然后找出系统故障与导致系统故障诸因素之间的逻辑关系,并将这些关系用特定的逻辑符号表示出来,由上而下逐级分解,直到不能分解为止。这样就建成一棵倒置的故障树。基本故障因素的数据是已知的,或者已有统计或实验结果。通过求解故障树的最小割集,可以定性地分析系统可靠性。当需要定量分析时,则计算顶事件发生概率,此外还要进行重要度和灵敏度分析。FTA符号的含义见图1。2??故障树的建造 本文以CA6140普通车床??工作台快进速度不够??为分析对象,介绍故障树分析法在机床液压系统故障诊 断中的应用。分析过程中假图1??FTA中用到的 ????符号及其含义 设:(1)各底事件相互独 立;(2)各事件都为二值性;(3)不存在外界干扰因素。以??工作台快进速度不够??为顶事件建故障树如图2所示。故障树中各符号的意义为: (1)顶事件T:机床工作台快进速度不够; (2)中间事件S:S1??液压系统漏油,S2?? 液压 图2??机床工作台快进速度不够故障树 回路故障,S3??液压执行机构故障,S4??溢流阀失灵,S5??供油量不足,S6??供油压力不足; (3)底事件X:X1??管接头松动,X2??阀内串腔,X3??端盖泄漏,X4??弹簧调整太松,X5??弹簧太软无效,X6??液压泵吸空,X7??电动机功率不足,X8??液压泵磨损,X9??活塞间隙太大,X10??活塞密封性差,X11??互通阀失灵。 3??FTA分析 3??1??FTA定性分析 对故障树进行定性分析的主要目的是为了弄清系统出现故障(顶事件)有多少种可能性。也就是求出故障树的全部最小割集,最小割集是导致顶事件发生的最小底事件集合。一个最小割集代表了系统的一种故障模式,全部最小割集代表系统全部故障模式,求出最小割集是十分必要的。3??1??1??求最小割集 求最小割集的方法有上行法和下行法等。本文利用上行法可以求出工作台快进速度不够的故障树的结构函数T和全部最小割集。 T=??Xi+(??Xi+??Xi+??Xi)+??Xi i=1 i=4 i=6 i=7 i=9 3 5 7 8 11 (1) 故障树中有一重复的底事件X7。本文故障树的逻辑门全为或门,故其全部最小割集就是全部底事件。即{{