汽车起重机液压系统故障树分析

1、2008年8月第8卷第4期廊坊师范学院学报(自然科学版)JournalofLangfangTeachersCollege(NaturnalScienceEdition)Aug.2008Vol.8No.4汽车起重机液压系统故障树分析左倩(扬州职业大学,江苏扬州225009)【摘要】建立了汽车起重机吊重起升液压系统的故障树,然后对系统进行了故障树分析。实践证明,将故障树分析法应用于液压系统故障诊断非常有效。【关键词】故障树分析;汽车起重机;最小割集FaultTreeAnalysisofHydraulicSysteminAutomobileZUO【Abstract】Themethodoffaultt

2、reeanalysiswasintroduced,andtheofcranewasbuilt.【Keywords】faulttreeanalysisA文章编号1674-3229(2008)04-0008-02液压系统是汽车起重机的重要组成部分,液压系统故障是汽车起重机发生故障的主要原因。液压系统的故障主要来源于油污染、泄漏、磨损等,其故障具有多发性、不确定性和隐蔽性的特点,往往多种故障交叉出现,给液压系统的故障诊断带来很大难度。故障树分析法能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,有利于找出系统的薄弱环节,实现对故障准确及时地判断和排除。运用故障树分析法对汽车起重机液压系统的故障

3、进行分析排除,可大大提高查找故障的准确率及效率,有利于预防和控制汽车起重机液压系统的故障。最基本的环节。故障树的建造有计算机辅助建树和人工建树。大型系统的故障树一般采用计算机辅助建树,小型系统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。这样就建成了一棵倒置的故障树。本文FTA法中用到的逻辑门和事件符号及含义如图1所示。1汽车起重机液压系统介绍汽车起重机液压系统是一个非常复杂的系统,用一个轴向柱塞泵作动力源,整个

4、系统由支腿收放、转台回转、吊臂伸缩、吊臂变幅、吊重起升五部分组成。系统元件分别装在上车和下车两部分。上车和下车两部分的油路通过中心旋转接头连通。由于汽车起重机液压系统复杂,所以故障现象很多,本文选吊重起升系统故障进行分析。起升机构的绞车由低速大转矩马达驱动,当换向阀处于右位时,绞车提起重物,正常工作。2汽车起重机吊重起升系统故障树的建立正确建造故障树是故障树分析法(FTA)最关键、收稿日期2008-06-10液压系统故障树建立后可以帮助弄清故障发生的机理,找出系统中产生某种故障的薄弱环节,并可对系统进行定性和定量的可靠性分析。作者简介左倩(1968-),女,扬州职业大学机械工程学院,讲师。8

5、1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第8卷第4期左倩:汽车起重机液压系统故障树分析2008年8月为了正确建造故障树,应选择好顶事件,处理好边界条件,现假设(1)管路和接头不失效;(2)各组成部分底事件相互独立;(3)不存在外界干扰因素。以“绞车不工作”为顶事件,对各级故障元件进行逐级分解,建立故障树如图2所示。故障树中各符号的意义为:顶事件T:中间事件S:;S2为平衡阀未打开;S3为马达供油量不足;S4为泵供油量不足;S5为溢流阀故障;S6为换向阀故障;S7为中心旋

6、转接头泄漏。未展开事件X:X1为绞车已坏;X2为马达故障底事件x:x1为阀芯在关闭位置卡死;x2为阀芯磨损,两腔串油;x3为弹簧太硬;x4为压力调得太高;x5为滤油器被污物堵塞;x6为油箱中油面过低;x7为油温太高;x8为溢流阀阀芯磨损;x9为阀芯卡在开口位置;x10为换向阀弹簧损坏;x11为密封圈损坏;x12为中心旋转接头松动。3故障树的分析3.1求最小割集故障树分析的主要任务是寻找导致顶事件发生的所有可能的失效模式,也就是要找出故障树的全部最小割集。求最小割集的方法有“上行法”和“下行法”两种,顾名思义,前者是从故障树中的底事件开始逐级往上进行推算,后者则是由顶事件开始逐级往下推算。此处用

7、“下行法”,即从故障树的顶事件开始,由上而下顺次把上一级事件置换为下一级事件,遇到与门将输入事件横向并列写出,遇到或门则将输入事件竖向串列写出,直至把全部逻辑门都置换成底事件为止。由此置换得到该故障树的最小割集即全部底事件,最小割集为x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9、x10、x11、x12。3.2分析所以最小割集的数量比较多,说明很多单一底事件的发生都将导致顶事件的发生,也就是说引起系统故障的原因比较多。可见,要提高工作的可靠性,应该从降低故障树中每一个底事件的发生率、提高系统中每一个元件的可靠性入手,避免因液压元件过早失效导致系统故障。3.3应用根据本文建造的故障树并结合

8、维修人员的经验和现场观察、测试,针对某汽车起重机在工作过程中出现的“绞车不工作”故障,现场查找原因,排除此故障。在故障分析中一般是根据由简到繁、由易到难的原则,中心旋转接,。经,。经查压力表处于,把液压泵和中心旋转接头的连接管拆开,直接将溢流阀及压力表接到泵出口进行试验,调整溢流阀压力,观察液压泵的出口压力,压力显示值为正常工作压力,说明液压泵无故障。再检查溢流阀故障,将溢流阀全打开,启动液压泵,将换向阀工作在右位,逐渐拧紧溢流阀的调压手轮,观察压力表的变化:结果是无论怎样拧紧调压手轮,压力表指示的最大压力仅1MPa,无法达到泵的工作压力14MPa。溢流阀压力上不去,可能是溢流阀故障,也可能是

9、中心旋转接头故障。为了避免误将合格的溢流阀拆开检查,采用“替换法”,即将溢流阀卸下,换上同型号的溢流阀,重复上述检查过程,发现最大调整压力仍然只有1MPa,这表明溢流阀无故障。至此可以确定中心旋转接头故障。拆开接头发现里面的密封圈全部损坏,内部泄漏严重,更换后液压系统恢复正常工作。FTA分析法是一种逻辑性强,直观形象的可靠性分析法。本文在对汽车起重机吊重起升回路的液压系统进行分析的基础上建立了该液压系统的故障树,运用故障树分析法对系统的故障原因进行了定性分析,可以节省诊断时间,较快地找出故障原因,减少不必要的拆卸过程,也可为汽车起重机其他部分典型故障的分析提供借鉴。参考文献1朱继洲.故障树原理和应用M.西安:西安交通大学出版社,1989.2陈国琳,黄亚农,黄群.液压系统螺杆泵故障树分析J.机床与液压,2001,(5):133.3张龙,熊国良,等.机床液压系统故障树分析J.机床与液压,2005,(2):170.4雷天觉.液压工程手册M.北京:机械工业出版社,1990.5陆望龙.实用液压机械故障排除与修理