故障树分析范文

导语：如何才能写好一篇故障树分析，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：分析法；故障判断；提高可靠性

中图分类号：U47 文献标识码：A

1南京产BRW400/31.5、BRW200/31.5液泵故障分析

1.1泵的某一吸液阀或排液阀卡住

由于长时间使用疲劳过度或锈蚀严重都可能导致弹簧断裂。吸排液阀的弹簧软或短及卸载阀坏都可以导致冲击过大使阀锥断裂。其次由于阀锥质量问题，热处理时硬度超过规定硬度也容易造成阀锥断裂。

1.2自动卸载阀主阀阀芯卡住不能动作

这一原因和人为因素有很大关系，由于没有定期更换易损件如滑套内的密封圈用的过久不更换，阀芯使用的太久磨损严重都能导致主阀阀芯卡住不动作。

1.3高压过滤器阻塞

主要原因是吸排液阀上破损的密封圈进入过滤器内。或由于长时间没有使用滤芯导致虑芯锈蚀严重，高压过滤器阻塞。

1.4自动卸载阀下部推动活塞卡住不动作

其原因是复位弹簧折断或没有复位弹簧，推力活塞磨损严重，组装不得当或导向套密封脱落导致导向套有毛刺。

1.5自动卸载阀主阀不起作用，先导阀出液小孔堵住

由于看泵人员不细心，液箱盖没有随时关闭，掉入杂物使液箱内液体变脏，堵住出液小孔。由于质量问题如开胶掉底。或没有定期更换清洗吸液过滤网，使小杂物进入先导阀堵住先导阀出液小孔。

1.6液箱内液位低

液箱内液位低泵不能吸进工作液导致不能排出高压液。由于泵箱内没有及时加入乳化液或由于泵箱开焊漏液。

1.7卸载阀未关闭

在有手动卸载阀的泵上如果手动卸载阀未关紧，导致自动卸载阀不工作，在压紧螺套未压紧的情况下卸载阀也不关闭。

1.8吸液管截止阀未打开

这一原因主要是截止阀损坏根本打不开或截止阀在打开的位置上实际是关闭的。

2乳化液泵站故障树的定性分析

对乳化液泵站进行定性分析的主要目的就是找出导致顶事件发生的所有可能的故障模式，即弄清系统（或设备）出现最不希望发生的事件（故障）有多少种可能性。

如果故障树的某几个底事件同时发生时，将引起顶事件（系统故障）的发生，把这些底事件组成一个集合的形式，这个集合称之为割集。

也就是说，一个割集代表了系统中一种故障发生的可能性，即一种失效模式。如果去掉其中任意一个底事件就不再是割集，则这个割集就叫做最小割集，最小割集发生时，顶事件必然发生。

综上所述，一棵故障树的全部最小割集的完整集合就代表了顶事件发生的所有可能性。

2.1计算此系统的最小割集

例如，该乳化液泵站的故障树中“泵的某一吸液阀或排液阀卡住”，以此树最上一级的中间事件暂做为顶事件，先将各个级的中间事件及底事件设为某些变量。

T1泵的某一吸液阀或排液阀卡住

Ga弹簧断裂

Gb 阀锥断裂

Gc 冲击过大

x1 锈蚀

x2 使用时间过长

x3 质量问题

x4 弹簧短或软

x5 卸载阀坏

处于故障树最下一级的中间事件是Gc ，对应的逻辑门为或门，所联系的底事件是x4 x5 ，因此

Gc = x4Ux5

对于上一级的中间事件Gb ，则是通过或门与底事件x3与Gc相联系，因此

Gb= x3UGc=x3Ux4Ux5

同理可知Ga= x1Ux2

最后可知顶事件T1的表达式为

T1= GaUGb = GaUx3UGc = x1Ux2U x3Ux4Ux5

2.2用最小割集表示出此系统的结构函数

在故障树中，只要任何一个最小割集发生，顶事件就会发生。

上面列举的故障树有5个最小割集K=（K1+K2+K3+K4+K5），只要任一个最小割集Kj（j=1、2…..5）发生时，顶事件必定发生。

Kj可表示为

这里将属于Kj的全部底事件用或门联结起来称作最小割或门结构。

所以该故障树的结构函数Φ（x）可以表示为：

此故障树的结构函数即为：

Φ（x）= x1Ux2Ux3Ux4Ux5

3乳化液泵站故障树的定量分析

对于给定的故障树，若已知其结构函数和底事件（即系统基本事件的发生概率），从原则上来说，应用容斥原理对事件和与事件积的概率计算公式，可以定量的评定故障树顶事件T出现的概率。

结合本故障树分析可知，底事件可定性为相容事件，设底事件x1 、x2 …xn 发生的概率各为q1、q2 …qn 则这些事件和与事件积的概率，可按下式计算：

当有n个相容事件时，积的概率

和的概率

当故障树包含两个以上同一底事件时，则必须用布尔代数整理简化后，才能使以上概率计算公式，否则会得出错误的计算结果。

用系统最小割集的表达式为K （x），系统最小割集结构函数为

式中，k是最小割集数，Kj（x）的定义为

求系统顶事件的发生概率，即是使Φ（x）=1的概率，只要对上式两端取数学期望，左端即为顶事件发生概率

如果将事件和的概率写作

继而，就可以计算该故障树顶事件的发生概率，

本故障树共有五个最小割集，以此为K1=x1 K2 =x2 K3=x3 K4=x4 K5=x5，各底事件的概率q1=q2=q3=q4=q5=0.1

利用排列组合的方式

五个底事件只有其中的一件发生时可求得

其中任意两件发生时可知共10种故障路线

=10×0.01=0.1

同理可知其中任意三件发生时也共有10种故障路线

F3=10×0.001=0.01

其中任意四件发生时共有5种故障路线

F4=0.0001×5=0.0005

其中五件底事件均发生时也是一种故障路线

F5=0.15=0.00001

则由公式

得

综上所算，顶事件为"泵的某一吸液阀或排液阀卡住"的故障树

顶事件发生的概率为0.41

4应用动态规划理论优化效果及结论

通过机采科液压车间全体职工的共同努力，乳化液泵站故障树的设计方案比原计划25天提前了5天，为车间班组人员以后下井维修提供了新的技术手段，同时也为以后车间的生产提供了保障。

参考文献

[1]于治福，韩燕，于会荣.商德勇故障树分析法在矿井提升机电动机故障诊断中的应用[J].煤矿机械，2012（11）.

篇2

Abstract: Failure Tree Analysis（FAT）, also known as falut tree analysis, is a method to analyze the causes of the system failure from whole to the parts according to the tree structure step by step. From the systemic point of view, the failure may be caused by defects and performance of specific components（hardware）, or caused by software, for example, the procedural errors of automatic control devices. In addition, the improper operation of operators or not attentive operation also can cause failure. Therefore, we should apply this method to analyze and diagnose the common fault of the diesel engine system.

关键词：故障树；发动机系统故障；柴油发动机

Key words: fault tree；failure of engine system；diesel engines

中图分类号：TM31文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）13-0042-02

0 引言

故障树分析法简称FTA（Failure Tree Analysis），是1961年为可靠性及安全情况，由美国贝尔电话研究室的华特先生首先提出的。其后，在航空和航天的设计、维修，原子反应堆、大型设备以及大型电子计算机系统中得到了广泛的应用。目前，故障树分析法虽还处在不断完善的发展阶段，但其应用范围正在不断扩大，是一种很有前途的故障分析法。故障树分析（FAT）是一种适用于复杂系统可靠性和安全性分析的有效工具，是一种在提高系统可靠性的同时又最有效的提高系统安全性的方法。当前，超大型工程的建设，对可靠性，安全性提出了更高的要求，因此，故障树分析法已经广泛的应用到宇航，核能，化工，电子，机械和采矿等各个领域。

1 故障树分析法的特点

它是一种从系统到部件，再到零件，按“下降形”分析的方法。它从系统开始，通过由逻辑符号绘制出的一个逐渐展开成树状的分枝图，来分析故障事件（又称顶端事件）发生的概率。同时也可以用来分析零件、部件或子系统故障对系统故障的影响，其中包括人为因素和环境条件等在内。它对系统故障不但可以做定性的而且还可以做定量的分析；不仅可以分析由单一构件所引起的系统故障，而且也可以分析多个构件不同模式故障而产生的系统故障情况。因为故障树分析法使用的是一个逻辑图，因此，不论是设计人员或是使用和维修人员都容易掌握和运用，并且由它可派生出其他专门用途的“树”。例如，可以绘制出专用于研究维修问题的维修树，用于研究经济效益及方案比较的决策树等。

2 故障树的建立

故障树是实际系统故障的组合和传递关系正确而抽象的表达，建树是否完整会直接影响定性，定量分析的结果，是关键的一步。建树方法分为人工建树和计算机辅助建树，建树就是按照严格的演绎逻辑，从顶事件开始，向下逐级追溯事件的直接原因，直至找出全部底事件为止。根据故障树分析方法确定顶事件是发动机无法正常运转。而引起的原因主要为：飞车故障，缸体故障，烧瓦故障，曲轴故障，飞轮碎裂，气门落缸等（其中任意原因都可导致发动机故障）。以这几项作为次要事件，逐渐往下分析其原因，层层深入，最终建立起柴油发动机的失效故障图。见图1。

图1中，方框的事件代表结果事件，它又分为顶事件和中间事件，是由其它事件或事件组合导致的事件。圆圈事件表示底事件，是基本故障事件或不需再探明的事件，但一般它的故障分布是已知的，是导致其他事件发生的原因事件。

其中，各个数字和字母代表的含义为：①“飞车”故障，②“粘缸”故障，③“烧瓦”故障，④“曲轴”故障，⑤“活塞敲缸”故障，⑥飞轮碎裂，⑦“拉缸”故障，⑧气门落缸。

A：燃油超供 a1：喷油泵柱塞被卡，a2：拉杆及调速器的活动部位卡滞，a3：调速器系统故障

B：窜烧机油 b1：空气滤清器油盘油面过高，b2：曲轴箱，b3：回游孔堵塞

C：散热系统工作不良

D：机油压力过大 d1：机油质量不好，d2：油流动磨损，d3：轴瓦卸油，d21：机油泵磨损，d22：曲轴油道工艺脱落

E：轴瓦预金紧高度不合要求

F：机油问题f1：机油品质不佳，f2：机油压力过低，f3：机油滤清器使用不当

G：轴瓦和轴颈装配间隙过小

H：曲轴问题h1：曲轴轴颈两端圆角过小，h2：曲轴自身质量差，h3：曲轴装配间隙过大，h4：曲轴不良

I：供油时间和供油量出错

J：主轴瓦不同轴

K：活塞的装配问题k1：活塞与汽缸配合间隙过大，k2：活塞方向装反或活塞变，k3：汽缸垫过薄，k4：连杆装配不好或连杆弯曲

L：燃烧不良l1：燃烧室内积碳严重，l2：可燃气体燃烧过快

M：喷油提前角过大

N：制造加工或装配不当 n1：飞轮壳紧固螺栓松动，n2：曲轴轴向或径向间隙过大，n3：曲轴与飞轮壳同轴度较差

O：传动组件平衡超差

P：使用不当因素p1：油使用不当，p2：发动机温度过高，p3：填压器窜油，p4：严重超载，p21：冷却添加不足，p22：点火时机不正确，p23：节温器工作不良

Q：装配和加工因素q1：活塞装配间隙过小，q2：活塞环开口间隙太小，q3：活塞纬度影响

R：气门杆折断

S：气门弹簧折断

T：气门弹簧座开裂

U：气门锁靠拢夹脱落

3 定性分析

故障树的定性分析主要任务是寻找导致顶事件发生的所有可能的失效形式，也就是要找到故障树的最小割集或全部最小割集。割集代表了该系统发生故障的可能性，最小割集（MCS）是底事件不能再减少的割集。一个最小割集代表引起故障树顶事件发生的一种模式，最小割集发生时，顶事件必然发生。最小割集指出了处于故障状态的系统所必须修理的基本故障，指出了系统的最薄弱环节。求解最小割集的方法有上行法，质数法和下行法。这里主要介绍下行法。下行法（fussell-vesely法）特点是从顶事件开始从下逐级进行，遇到与门就把与门下面的所有输入事件均排列成同一行;遇到或门就把或门下面的所有输入事件均排列于一列。往下一直到不能分解为止。从而找出全部最小割集。最小割集是包含了最小数量而又必须的事件的集合，其含义在于它描述了处于故障状态的柴油发动机系统所必须修理的基本故障。通过对最小集合的分析，可以找到发动机系统的薄弱环节以提高工作的可靠性。

4 结论

4.1 文中给出的柴油发动机机故障书能够较全面清晰的反映发动机系统故障成因，故障之间关系，以及各种可能故障传递途径。

4.2 故障树为设计，检测，维护和维修柴油发动机提供了一种形象图解，指导人们去查找故障，改进和强化系统的关键部分。为柴油发动机系统的可靠行提供了有效的定性分析和定量评价方法。

4.3 在柴油发动机的实际工作中，经常遇到不同故障程度的底事件，将其计算并求出最小割集，有助于掌握柴油发动机故障的规律和特征。故障树分析理论可以进一步将常规的故障诊断方法和计算机程序技术有机的结合起来，形成专家系统，这样可以方便和快捷的进行故障诊断。

参考文献：

篇3

Abstract： This paper describes the characteristics and classification of security risks， introduces the basic steps and analysis methods of fault tree analysis， and takes "workers fall from the scaffolding， formwork， platforms" as the top event to explain the application of fault tree analysis in project safety risk assessment， has a certain significance for enterprise and project security risk management.

关键词： 故障树分析法；安全风险；评估

Key words： fault tree analysis；safety risk；assessment

中图分类号：F272.92 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）09-0142-03

0 引言

目前，项目安全风险评估主要采用的方法是专家调查打分法和LEC法，前者简单明了、操作方便，但可靠性完全取决于专家的经验和水平；后者结合了定性与定量的特性，但无法找出影响风险等级的基本要素。故障树分析（FTA）技术是美国贝尔实验室的沃特森博士于1961年开发的，它采用了逻辑的方法，利用图的形式将可能造成项目失败的各种因素进行分析，并确定其各种可能组合方式。该方法能将项目安全风险由粗到细，由大到小，分层排列，容易找出所有基本风险事件，逻辑关系明晰，分析结果准确。

1 安全风险的特征

安全风险是指危险、危害事故发生的可能性与其造成损失的集合。工程项目安全风险具有如下特性：①客观性。安全风险不以人的意志为转移，客观真实的存在于生活之中。②可变性。在施工过程中，不同风险能导致不同结果，但如果提前加以控制就能避免风险事件的发生或降低其影响。③多样性。安全风险常常存在于每个不同的环节和领域，并表现出各种形式和性质。

2 安全风险的分类

按照诱发危险、有害因素失控的条件分类：

①人的不安全行为。人的不安全行为分操作错误、忽视安全、忽视警告，造成安全装置失效，使用不安全设备，手代替工具操作，物体存放不当，冒险进入危险场所，忽视防护用品用具的使用等13大类。②物的不安全状态。物的不安全状态分为防护、保险、信号等装置缺乏或有缺陷，设备、设施、工具有缺陷，个人防护用品、用具缺少或有缺陷，以及生产场地不良4大类。③管理存在缺陷。管理缺陷主要包括对物性能控制的缺陷，对人的失误控制的缺陷，工艺过程、作业程序的缺陷，用人单位的缺陷，对来自相关方的风险管理的缺陷，违反安全人机工程原理6大类。

3 安全风险评估

安全风险评估方法一般可分为定性评估法、定量评估法以及定性定量相结合的方法。其中常用的有故障树分析法、专家打分法、LEC法、矩阵图法、概率分析法、决策树分析法、蒙特卡罗法等。本文将重点介绍故障树分析法在项目安全风险评估中的应用。

3.1 故障树分析步骤 ①确定故障树的顶上事件。将易于发生且后果严重的事故作为顶上事件。②调查与顶上事件有关的所有原因事件。③故障树作图。从顶上事件起，一层一层往下分析各自的直接原因事件，根据彼此间的逻辑关系，用逻辑门连接上下层事件，直到所要求的分析深度，形成一株倒置的逻辑树形图。④故障树定性分析。定性分析是故障树分析的核心内容之一，目的是分析该类事故的发生规律及特点，通过求取最小割集（或最小经集），找出控制事故的可行方案，并从故障树结构上分析各基本事件的重要程度。⑤定量分析。根据各基本事件的故障率，分析顶上事件发生的可能性大小。结合定性分析，按轻重缓急分别采取对策。

3.2 故障树分析方法 ①最小割集及其求法：最小割集就是引起顶上事件发生必须的最低限度的割集。最小割集表示系统的危险性，求出最小割集可以掌握事故发生的各种可能，最小割集越多，系统越危险。最小割集的求取方法有行列式法、布尔代数法等。②最小径集及其求法：最小径集是顶上事件不发生所需的最低限度的径集。最小径集表示系统的安全性，每一最小径集表示防止顶上事件的一个方案，最小径集越多，系统就越安全。最小径集可利用它与最小割集的对偶性求解。把原来故障树的与门和或门对换，各类事件发生换成不发生，进而求出成功树的最小割集，最后转化为故障树的最小径集。③结构重要度分析：结构重要度分析是从故障树结构上分析各基本事件的重要程度。即在不考虑各基本事件发生概率（或假定各基本事件的发生概率都相等）的情况下，分析各基本事件的发生对顶上事件所产生的影响程度。结构重要度分析可采用两种方法，一是求结构重要度系数；二是利用最小割集或最小径集判断重要度，结构重要度系数计算公式如下：

I？渍 （i）=■■

I？渍 （i）——基本事件Xi重要度系数近似判断值；

Kj——包含Xi的割集（径集）；

n——Xi所在最小割集（径集）中基本事件的总数。

当然，在实际应用过程中，基本事件重要性还要结合其发生频率等定量数据予以判断。

3.3 故障树分析案例应用 高空坠落一直是建筑施工行业的常见事故，据不完全统计，2009年至2010年两年间，中铁十七局四公司共发生各类高空坠落事件20余起，其中从脚手架、模板、作业平台上坠落占到了总数的80%，个别事件造成了人员伤亡。为系统分析可能造成高空坠落的每个基本事件或其组合，判断其重要程度，以便及时采取应对措施，本文将围绕高空坠落展开故障树分析。以“工人从脚手架、模板、作业平台上坠落”作为顶上事件，编制故障树如图1。

①计算故障树的最小割集。根据集合的运算定律，本案例采用布尔代数法计算如下：

T=A1+A2+A3+A4+X3

=（X1+X2+X5X6）+（X7+X8）（X4+X9）+（X10+X11）X12X4+X4（X13+X14）+X3

=X1+X2+X3+X5X6+X4X7+X7X9+X4X8+X8X9+X4X13+X4X14+X4X10X12+X4X11X12

则该故障树的最小割集为E1={X1}；E2={X2}；E3={X3}； E4={X5，X6}；E5={X4，X7}；E6={X7，X9}；E7={X4，X8}；E8={X8，X9}； E9={X4，X13}；E10={X4，X14}；E11={X4，X10，X12}；E12={X4，X11，X12}。

用最小割集表示故障树的等效图如图2所示，发生顶上事件的途径有12种。

②计算故障树的最小径集。利用故障树最小割集的对偶性求解。用T′、A′1、A′2、A′3、 A′4、B′1、B′2、M′1、M′2、M′3、M′4、X′1、X′2、X′3、X′4、X′5、X′6、X′7、X′8、X′9、X′10、X′11、X′12、X′13、X′14表示原有事件的补事件，逻辑门作相应转换，则所得成功树如图3所示。

根据集的运算定律用布尔代数法计算成功树的最小割集：T′=A′1A′2A′3A′4X′3

=X′1X′2X′3（X′5+X′6）（X′7X′8+X′4X′9）（X′10X′11+X′4X′12）（X′4+X′13X′14）

=X′1X′2X′3（X′4X′5X′7X′8+X′4X′5X′9+X′4X′6X′7X′8+X′4X′6X′9+X′5X′7X′8X′12X′13X′14+X′6X′7X′8X′12X′13X′14+X′5X′7X′8X′10X′11X′13X′14+X′6X′7X′8X′10X′11X′13X′14）

=X′1X′2X′3X′4X′5X′7X′8+X′1X′2X′3X′4X′5X′9+X′1X′2X′3X′4X′6

X′7X′8+X′1X′2X′3X′4X′6X′9+X′1X′2X′3X′5X′7X′8X′12X′13X′14+X′1X′2X′3

X′6X′7X′8X′12X′13X′14+X′1X′2X′3X′5X′7X′8X′10X′11X′13X′14+X′1X′2X′3

X′6X′7X′8X′10X′11X′13X′14

根据成功树的最小割集转换求得原故障树的最小径集：P1={X1，X2，X3，X4，X5，X7，X8}；P2={X1，X2，X3，X4，X5，X9}；P3={X1，X2，X3，X4，X6，X7，X8}；P4={X1，X2，X3，X4，X6，X9}；P5={X1，X2，X3，X5，X7，X8，X12，X13，X14}；P6={X1，X2，X3，X6，X7，X8，X12，X13，X14}；P7={X1，X2，X3，X5，X7，X8，X10，X11，X13，X14}；P8={X1，X2，X3，X6，X7，X8，X10，X11，X13，X14}

③本事件结构重要度分析。利用重要度系数公式计算各基本事件结构重要度系数（不考虑发生概率情况下）：

I？渍（1）=1；I？渍（2）=1；I？渍（3）=1；I？渍（4）=1.62；I？渍（5）=0.33；I？渍（6）=0.33；I？渍（7）=0.66；I？渍（8）=0.66；I？渍（9）=0.66；I？渍（10）=0.14；I？渍（11）=0.14；I？渍（12）=0.28；I？渍（13）=0.33；I？渍（14）=0.33

则重要性顺序为：X4>X1=X2=X3>X7=X8=X9>X5=X6=X13=X14>X12>X10=X11。与等效故障树分析结果基本一致。

④基本事件概率重要度分析。由于结构重要度分析只是按故障树的结构分析了各基本事件对顶上事件的影响，因此具有一定的局限性，实际应用中还应该考虑基本事件的发生概率。基本事件概率重要度分析反映的是各基本事件发生概率对顶上事件的影响，其方法是顶上事件发生概率函数P（T）对基本事件（Xi）求一次偏导数，即I（i）=？坠P（T）/？坠Xi。根据四公司厦深、汉宜、南广三个代表性项目2010年收集到的统计数据，在所有各基本事件中，发生概率最高的是“未系安全带”，其次是“违章操作”和“无安全防护或防护不到位”，再次是“脚踩空”、“紧固扣件松脱”、“跳板折断”、“结构设计不合理”等。

⑤评估结果及应对措施。“工人从脚手架、模板、作业平台上坠落”事件的最小割集有12个，最小径集有8个，说明导致高空坠落事件的可能性有12种，但只要采取最小径集方案中的任何一种，即可有效避免事故的发生。综合考虑各基本事件结构重要度顺序和概率重要度统计分析结果，可以确定造成顶上事件的主要原因依次为：未系安全带、无安全防护或防护不到位、违章操作、结构设计不合理、紧固扣件松脱等，需要重点采取措施予以应对，其他为次要原因。

根据评估结果，2011年四公司安质部重点采取了以下应对措施强化项目“高空坠落”安全风险的管理，防范顶上事件发生：一是强化安全带的使用。规定高处作业人员必须按规定佩带和正确使用安全带，不得使用损毁或质量不合格的安全带，同时项目部要加强现场检查。二是做好安全防护。规定各项目墩台顶部、高空走道必须按要求设置防护围栏，挂设安全网，围栏连接要牢固，高度要合适，安全网质量应合格，安装应有效；脚手架要按规定连接牢固，并设有防滑措施，跳板应铺满。要注意对安全防护设施定期进行检查和维护。三是严禁违章作业。脚手架搭设、模板拼装必须按规范操作，按交底进行；各项施工作业必须满足规范；严禁攀登连接件和支撑件；严禁在上下同一垂直面安装、拆卸模板；严禁恶劣天气下露天攀登与悬空高处作业；严禁酒后作业等。四是严格方案评审。脚手架搭设及模板拼装方案必须经过适当的评审，必要时由公司组织内外部专家进行论证，确保结构设计科学合理，防护措施全面到位。五是落实岗前培训。规定高处作业人员必须经培训考核合格后方可上岗，特种作业人员（如架子工）必须取得特种作业证后持证上高。恐高症患者不得从事高空作业。六是狠抓监督检查。规定项目部应专人负责现场安全巡视检查，及时发现并整改安全隐患，对违章操作、违章指挥、不系安全带等人为因素加大处罚力度，切实提高员工安全意识。

措施实施后，经过一段时间运行和统计，中铁十七局四公司“高空坠落事件”发生频率总体降低了约45%，取得了良好效果，实现了预期目标。

4 结束语

安全生产是项目安全管理的永恒主题，风险评估则是项目安全管理的基础。工程项目安全风险点多面广、错综复杂，准确评估各类风险的重要程度，明确控制重点，找出应对途径，对有效管控项目安全风险有着举足轻重的作用。故障树分析法是项目安全风险评估的有效工具，它可以找到引起事故发生的原因及其相互关系，发现事故发生的模式和预防事故的最佳途径，其特点是逻辑性强、灵活性高、适用范围广，既可定性分析，又可定量分析，评估结果具有系统性、准确性和预测性，适用于较复杂系统的风险评估。

参考文献：

[1]张军.建筑施工危险源安全评价及管理的方法研究[D].大连理工大学，2007.

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【关键词】最小割集；FTA法；变压器

1.引言

电力变压器是用来改变电压和电流、传输电能的一种静止电器，是电力系统中最重要的电气主设备，是电网安全运行的基础。随着现代社会工业化程度不断提高，对能源的巨大需求促进电力工业飞速发展，电力设备朝着大容量、超高压的方向发展。电力网络也是日趋发展为庞大的区域性甚至地区性大电网。

同时随着电力设备容量的增大和电网规模的扩大，电力设备的故障给人们的生产和生活所带来的影响也越来越大，因而对变压器发生故障原因进行研究，能找出变压器的故障特性，给变压器的检修工作提供一定的数据支持和事实依据，同时也能在一定程度上有效降低检修维护工作的复杂程度。

本文提出了一种基于FTA法的变压器的运行状态评估分析方法。该方法应用最小割集建立故障树，给出了变压器运行状态可靠性评估的计算公式。

2.基本原理

2.1 故障树分析法的定义

故障树分析法，简称(FTA Fault Tree Analysis)，是一种评价复杂系统可靠性与安全性的分析方法。故障树分析把系统不希望发生的失效状态作为失效分析的目标，这一目标在故障树分析中定义为“顶事件”。在分析中要求寻找出导致这一失效发生的所有可能的直接原因和间接原因，这些原因在故障树分析中称之为“中间事件”。然后再跟踪找出导致每一个中间事件发生的所有可能的原因，顺序渐进，直至追踪到对被分析对象来说是一种基本原因为止。这种基本原因，故障树分析中定义为“底事件”[2]。

2.2 故障树最小割集的评估方法

本文采用最小割集分析法[1]对变压器的运行状态进行定量分析评估。FTA法评定故障树就是找出导致顶事件发生的所有可能的故障模式，即求出故障树的所有最小割集。一棵故障树往往有几个最小割集，或至少有一个最小割集(对应一种基本故障事件的组合)的事件发生，则顶事件必然发生。通过分析最小割集可以告诉运行人员，哪些元件是系统可靠性最薄弱的环节。

2.3 最小割集分析法概率的求解

设系统的最小割集有n个，分别为：{}，{}…{}…{}，割集{}发生的状态概率为{}，则系统失效的概率可以按下式求得[2]：

={∪∪…∪} (1)

一般Cj(j=1，2，3，…，l)是相互包含的，则系统状态概率可以按照下式求得：

={∪∪…∪}-+…{∩…∩}(2)

并有如下的关系：

{-}≤≤ (3)

我们称为系统的状态概率的上界，而-为系统状态概率的下界。

以上的精确计算，显然是非常费时和烦琐的，以至对于复杂网络的计算将变的非常困难。为了克服这一困难，在工程设计中通常采用状态概率的上界算法来求解[3]，这样会大大提高计算速度。对于高可靠度的系统，带来的误差在允许范围之内可忽略不计。这样既保证了工程要求，又节省了大量计算时间，这种方法就是最小割集状态概率的上界算法[3]。在对配电变压器运行状态的评估计算中，本文采用上界算法计算配电变压器运行的状态概率。系统的故障概率Ps可以简化成各个最小割集故障概率的总和，即：

= (4)

3.变压器故障树的建立

在对变压器运行状态进行评估时，首先根据现场记录收集整理被评估变压器的基本事件信息，统计各基本事件运行状态的基本数据；接着设顶事件为变压器运行状态，二级事件为能导致变压器故障的主要部件故障，也称为故障树的中间事件。中间事件是导致变压器故障的直接因素和原因，这里的中间事件为：绕组故障、铁芯故障、分接头故障、套管故障、油道故障和引线故障；然后再逐步深入分析，找出故障的基本原因，即故障树的底事件，底事件又称为基本事件，这些基本事件的数据是已知的，通过现场采集到的变压器部件故障数据，可以确定基本事件由以下状态组成[5]：

1）绕组故障（X）：X1为变压器电流激增；X2为大气（雷击）过电压；X3为操作过电压；X4为制造工艺不良；X5为绝缘受潮。

2）铁芯故障（Y）：Y1为铁芯多点接地；Y2为铁芯局部过热；Y3为对地电阻降低。

3）分接头故障（Z）：Z1为分接开关受潮；Z2为高温过热；Z3为接触点压力不够；Z4为接触点污秽。

4）套管故障（A）：A1为套管的机械损伤；A2为套管密封不良；A3为套管过热导致的热应力损伤。

5）其他故障包括油道故障(B)和引线故障(C)。

由此建立的配电变压器故障树如图1所示：

图1 配电变压器故障树图

4.变压器运行状态评估

根据以上提出的基本原理，变压器的FTA法计算过程如下：

(1)各二级事件运行状态概率的计算公式为：

P(N)=，(N=X，Y，Z，A，B，C) (5)

在以上的公式中P(N)为各二级事件的故障状态概率；为各个基本事件整体设备元件的总数；为各基本事件设备元件处于不良状态个数；为各基本事件的权系数；n为基本事件的个数。

(2)变压器的运行状态的概率计算公式为：

=P(X)·+P(Y)·+P(Z)·+P(A)·+P(B)·+P(C)· (6)

在以上的公式中：P(X)，P(Y)，P(Z)，P(A)，P(B)，P(C)分别为绕组、铁芯、分接头、套管、油道和引线的故障状态概率，为各二级事件的权系数。

(3)故障概率和可靠度的关系：

5.实例分析

本文通过对某变电工区配电网同电压等级配电变压器的故障数据进行的收集整理和统计计算，得到的基本事件原始数据如表1所示，由此可计算得出配电变压器各基本事件故障概率如表2所示：

根据公式（6），得出该城区电网变压器的故障状态概率：

=P(X)·+P(Y)·+P(Z)·+P(A)·+P(B)·+P(C)·

=0.0950425%+0.053765%+0.025912%+0.0259130%+0.1193810%+0.075178%+0.0623320%

=0.0652

由以上的计算可知，通过公式（7）可得出该城区变压器无故障运行的概率为：

==1-0.0652=0.9348

根据变压器各部件的故障概率可知，该城区变压器套管的故障概率较高，因而可以确定变压器绕组是该运行工区变压器检修的薄弱环节，需要加强检修和维护。

6.结论

(1)本文根据故障树分析法的原理，结合最小割集算法，对传统的故障树分析法计算方法进行改进，提出了加权分析的FTA算法，使该算法在工程中的应用中更贴近实际。

(2)结合具体算例对变压器故障状态进行定量分析计算，找出了某地区变压器检修工作的薄弱环节，给出了相应的维修建议。

参考文献

[1]王巍,崔海英,黄文虎.基于故障树最小割集的诊断方法研究[J].数据采集处理,1999,14(1),26-29.

[2]魏选平,卞树檀.故障树分析法及其应用[A].计算机科学与技术,2004.

[3]陈文高.配电系统可靠性实用基础[M].北京:中国电力出版社,1998.

[4]张余庆,吴桂涛,崔文彬,玑大志.基于FTA方法降低涡轮增压器失效风险的研究[OL]中国科技论文在线.

[5]邹杰慧,彦运昌.电力变压器故障诊断模糊专家系统的研究开发,1994.

作者简介：

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关键词 风险评估；故障树；最小割集算法；风险缓解

中图分类号 TB486 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）011-0128-03

上海区管自动化系统是支持空中交通管制的专用电子系统。通过该系统，空中交通管制员能够对华东高空空域内的航空器进行有序的航行活动管理。随着航班量和系统运行年限的增长，自动化系统的故障率不断上升，如果不及时处理，将直接危险飞行安全。针对该问题，设备维护人员定期对自动化系统进行风险评估，及时识别风险源，并确定应对策略。

许多风险评估方法采用专家分析法的方式，该类方法是基于经验的，缺乏可靠的依据。而本文采用的故障树分析法可以对系统故障进行建模，然后通过历史数据进行分析，计算风险发生概率，并找出系统的故障模式，这样得出的结果更接近实际运行情况。

1 故障树分析法简述

1.1 概述

故障树分析法（FauIt Tree Analysis，FTA）是一种演绎分析法，该方法采用树状结构，以系统不希望发生的顶事件作为目标，从顶事件逐级向下分析，直至所要求的分析深度，最深层原因事件被称为底事件。该方法主要可分为定性分析法和定量分析法。

1.2 定性分析

故障树的定性分析是通过求故障树的最小割集，得到顶事件的全部故障模式，以发现目标系统的最薄弱环节或关键部位，集中力量对最小割集所发现的关键部位进行强化，找出控制事故的可行方案。在故障树分析法中，割集是指故障树中一些底事件的集合，而最小割集是指在某个割集中任意去掉一个底事件，余下的底事件集合无法构成割集，那么这类割集被称为最小割集。常用的方法是Fussel-Vesely算法（下行法）。

1.3 定量分析

故障树的定量分析就是在给定各底事件发生概率的基础上，计算顶事件和中间事件的发生概率、底事件重要度等参数。在具体计算时时，可分析的变量有很多，这里，我们只给出本文应用的内容，即如何通过最小割集算法，计算顶事件的发生概率，基本步骤如下：

2 上海区管自动化系统简介

上海区域管制中心的自动化系统为双冗余结构，系统具备多雷达处理、飞行计划处理、告警处理、旁路雷达处理、记录、回放等功能，目前已为上海区管/终端扇区、虹桥/浦东塔台以及合肥地区的业务运行提供保障。

3 基于故障树分析法的上海区管自动化系统风险评估应用

整个评估流程的详细步骤如下：1）故障树建模：绘制故障树，并在故障树中确定底事件概率；2）定性分析：通过故障树的最小割集，得到顶事件的全部故障模式，并定性分析底事件；3）定量分析：先确定底事件发生概率，通过最小割集算法推导最小割集发生概率，最后计算顶事件发生概率；4）风险评价和缓解：确定风险等级，制定风险减缓措施。

3.1 故障树建模

上海区管自动化系统故障种类有很多，本文选取最典型故障作为顶事件构建故障树（图1），所有“底事件”（表1），以此为顶事件展开后的节点能够覆盖常用设备（元件）故障类型。

进一步，为了计算，需要确定故障率数据。从理论上讲，故障发生概率应为任一瞬间发生的可能性，是一无量纲值。但从工程实践出发，我们采用计算频率的办法来代替概率的计算，即计算平均无故障时间（MTBF）的倒数。

由于历史数据统计的是总故障次数，因此计算的底事件概率是对样本数求均值后的结果。另外对于x5事件，由于无法计算数据，因此我们给定一个经验值为0.05。

3.2 定性分析

故障树的定性分析就是要研究系统故障模式（最小割集）。通过首先Fussel-Vesely算法我们可以求得故障树的全部最小割集：{x1，x5}，{x1，x6}，{x1，x7}，{x1，x8}，{x1，x9}，{x2，x5}，{x2，x6}，{x2，x7}，{x2，x8}，{x2，x9}，{x3，x5}，{x3，x6}，{x3，x7}，{x3，x8}，{x3，x9}，{x4，x5}，{x4，x6}，{x4，x7}，{x4，x8}，{x4，x9}，{x10}，{x11}。这22个最小割集代表了22种故障模式。其中，“x10”和“x11”是一阶最小割集事件，属于结构重要性最高的。该类事件一旦产生，将直接引起顶事件的发生，而其他底事件都处于二阶最小割集中。

3.3 定量分析

定量分析主要是根据最小割集算法计算顶事件（包括中间事件）的发生概率。3.2节已经求出了全部最小割集，接下来由公式（1）就可求得每个最小割集的概率P（yi），其中，yi={x1，x2，…，xm}为第i个最小割集yi，Pi为底事件xi的发生概率，计算出最小割集概率值：y1～y22。

另一个影响单席位正常使用的重要故障是显示设备无法提供使用。包括BARCO，EIZO显示器，故障率仅次于单席位主系统软/硬件故障。

3.4 风险评价和缓解

风险评估的主要目的不是根据故障树分析法确定风险故障概率值的大小，而是通过计算概率值确定风险等级。本文根据计算的整体概率范围制定了一个风险等级划分表，如表4。

从表4可知，该风险处于第4等级，属于风险程度比较高的，因此必须对其采取风险缓解措施，根据前面故障树分析法的分析，可从底事件着手，采取相对的缓解措施：如对于DS-10硬件故障除了及时维修外，也可以先期更换电源和风扇来预防故障发生，对软件故障可采用安装补丁等方法来降低故障率。

4 结束语

本文以上海区管自动化系统最常见的单席位故障为案例，构建相应的故障树，通过对实际的统计数据的整理，对故障树进行定性和定量的分析，最后量化地计算出相应的风险值，并提出相应的风险缓解措施。

今后，对该评估法的进一步研究可以考虑这样几个方面：1）扩大树的广度和深度，将其应用于更多的故障类型；2）可与过去使用的专家分析评估法及其他的主流评估方法进行对比，评价方法的性能。

参考文献

[1]陈文峰等.欧洲猫-X系统管制操作手册[Z].上海：民航华东空管局，2004.

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关键词：数控立车；故障分析；可靠性增长技术；数控机床；国产机床 文献标识码：A

中图分类号：TG659 文章编号：1009-2374（2015）04-0036-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0301

1 数控装备故障分析技术

故障分析（FMEA）技术主要以对故障的模式（Fault Mode）及其影响（Fault Effect）分析和故障树（FTA）分析为主要内容和方法。

FMEA是对设备的某一故障进行全面的分析，提出改进办法进而提高设备可靠度，属于一种预防性的分析技术。通过不断完善和发展FMEA逐渐演变成FMECA（Fault Mode，Effect and Criticality Analysis），即故障模式、影响及危害度分析。首先获取设备故障的大量数据，通过对数据的分析找到故障的薄弱环节和产生故障的原因并进行反馈，以便采取有针对性的措施消除或减轻这些影响，从而提高设备的可靠性。

故障树分析法（FTA）以故障树形式展示可能导致设备规定故障的各分项目故障模式、外部事件或它们的组合，以便进行分析。

2 数控立车故障分析

应用FMEA技术针对整机各故障部位、故障模式和故障原因进行分析，进而从整体上掌握重型数控车床的故障发生情况，是对数控车床进行故障分析的基础。

数控车床故障主要分为损坏型、松动型、堵塞或渗漏型、失调型、功能型等类型。损坏型包括零部件元器件等损坏或有害磨损；松动型包括紧固件或应连接牢固的部件发生松动或脱落引发的故障；堵塞或渗漏型通常指液、气、油的堵塞或渗漏；失调型包括部件间隙超过标准值、压力或行程不当以及电机过载等运动轨迹或速度不正确导致的故障；功能型指按标准操作程序后仍实现功能的故障。

数控车床故障部位主要有主传动系统、工作台、刀架、轴进给系统统、横梁、龙门架、CNC系统、伺服电机的控制系统、冷却和排屑系统、液压和气动系统、机床电源模块、装卡工具、电气控制系统以及防护装置等部位。

2.1 故障统计分析

通过对某型号数控立车故障采集数据进行采集和分析得到以下结果：故障模式主要分布在元器件损坏（频率0.2124）、零部件损坏（频率0.1865）；故障部位主要分布在液压系统（频率0.2613）、电气控制系统（频率0.1382）、刀架系统（频率0.1162）、伺服电机控制系统（频率0.0847）和主传动系统（频率0.0933）；故障原因主要分布在外购外协（频率0.3886）、装配（频率0.3109）、制造（频率0.1865）。

通过上述数据可以得出：损坏型与失调型故障是机床失效的主要模式；主要发生在液压系统、电气系统以及刀架部位；在对故障原因的分析中可以得出外购外协部件是引发故障的首要原因。

2.2 数控立车危害性分析

危害性分析是建立在FMEA的基础上通过对零部件某一故障模式的概率、频率以及发生故障的严重程度进行分析，得出零部件发生故障对整机的危害程度。通常用危害度CRk来表示：

式中：n为零部件故障模式的种类数；表示零部件k以故障模式j发生故障的概率；通常将的值设置为1、0.5、0.1、0，分别用来表示零部件k发生故障的可能性，即必然发生损伤、经常发生损伤、几乎不会发生损伤、不会发生损伤；为零部件k的基本故障率。

平均故障率为：

式中：为在标准时间内零部件k发生故障总次数；为零部件k在标准时间实际工作时间。

通过上式计算得到数控车床各个故障部位的危害度。当的危害度是0.000313时，数控刀架的危害度为0.000531；当的危害度是0.000935时，主传动系统的危害度为0.000503；当的危害度是0.000648时，液压系统的危害度为0.000394；当的危害度是0.000185时，伺服控制单元的危害度为0.000168；当的危害度是0.000165时，数控刀架的危害度为0.000124。

危害度最高的部位是数控刀架，是影响其可靠性的最关键部件。危害度比较高的系统依次是主传动系统、液压系统、伺服控制单元、横梁。因此在进行可靠性改进设计时应该以此为重点来进行改进设计。

3 数控立车可靠性增长技术

通过文中第二部分分析可以得出外购外协、装配和制造是引发故障的主要原因。主要分析外购外协可靠性增长技术、装配可靠性增长技术和制造可靠性增长

技术。

外购外协可靠性增长技术：数控装备每个零部件的可靠性都直接关系着整机的可靠性。因此应在符合设计参数和性能要求的基础上对外购部件进行可靠度R（t）分析，以提升外购部件的使用寿命。

数控机床机构复杂零部件众多，外购外协件涵盖机械电气等多个领域，要对外购外协件的技术参数进行逐一检查需要大量的设备、人力和时间，因此一套完善的外购外协部件质量监督和保证体系十分重要。只有确立了完善的体系，才能真正地降低因外购外协件质量问题引发的故障率。

装配增长可靠性技术：该技术以保证设备对装配的要求为目标，包括其精度、运行噪音和振动等方面。通过分析影响装配质量的因素有：（1）装配体中零部件的加工精度；（2）装配工艺规程。因此为达到装配要求，需要对零部件进行严格检测，防止不合格品的装机，在某情况下甚至需要对零部件进行分选以保证机床的最佳性能；选取适当的装配工艺，严禁非标准的装配操作，以避免在装配时因装配方式不正确对零部件造成的损伤。

制造可靠性增长技术：数控立车制造过程中出现的故障原因分为两大类：研伤和表面精度与加工精度，主要发生在轴承表面、导轨和轴颈等部分。因此应对研伤和零部件精度进行严格的管控，同时应改进工艺方法以降低由于制造导致故障的频率。

针对制造过程中研伤导致整机故障的改进措施

如下：

（1）轴承表面研伤。检查轴承的步骤为：首先按照工艺规程将轴承拆下检查轴承外观，确认剩余剂的量并对剂采样，做好相关记录；然后清洗轴承在粗洗轴承时可用刷子清除轴承上面的附着物但不可以转动轴承，粗洗后可进行精细轴承，完成清洗后对轴承进行检测。最后根据检测结果决定是否更换轴承。

（2）导轨研伤。针对导轨的研伤一般采用如下方法进行修复：首先可以对导轨进行精加工以将研伤部分修平，再根据导轨加工后尺寸的变化量，可以选择更换滑板、在滑板导轨上粘接补偿材料、在导轨上镶上热处理后的钢导轨或淬硬钢带以完成修复。

（3）轴颈研伤发现轴颈有研伤后，通常采用如下两种修复方法。可将轴颈略微磨小，更换滑动轴承的方法；焊补研伤，更换滑动轴承的方法。若采用焊补时，应考虑主轴受高温对其几何精度、机械强度及表面硬度的影响。为使修补后的设备在长时间内保持其原始性能，需要对轴及轴承进行定期的检查，以防止因轴颈研伤导致故障的发生。

4 结语

通过对某型数控机床的故障分析，得到了该型机床的薄弱环节并提出了整改的建议。若能依据该分析提出改进措施，便可有效地确保其可靠性。本文采用的FMEA分析技术可以对机床的故障进行预防分析，进而降低研发风险。

参考文献

[1] 涂春泰.现代制造系统的可靠性分析方法及应用研究[D].上海大学，2002.

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0 引言

 

发动机是汽车的动力装置，给汽车启动和运行提供强大动力。随着汽车使用里程和年限的增加，汽车发动机常常会出现这样或那样的故障，影响汽车行驶安全。随着电子技术的发展和各种智能装备的广泛应用，发动机的结构越发复杂，给故障诊断带来一定的难度，而智能故障诊断技术能够实现发动机故障的快速、精确判断，为故障维修提供了极大便利。文章首先介绍了智能诊断技术的发展趋势，然后详细分析了目前常用的几种智能故障诊断技术。

 

1 发动机故障诊断技术的发展趋势

 

对于汽车发动机来说，其工作过程中所产生的振动、热量、噪声等信息，都是对自身运行状况的一种反映，一旦这些信息发生突变，很有可能是发动机出现了故障。而发动机智能诊断技术就是借助于现代科技产品，收集发动机运作时所产生的一系列信号，然后结合人工智能分析技术，得出故障结论的一种方法。

 

发动机智能故障诊断技术的发展，与科技进步、新技术、新设备的研发应用密不可分，根据目前的技术现状，可以预测未来发动机故障诊断技术的大体发展趋势：

 

1.1 与现代信号处理技术的联系更加紧密

 

现代信号处理技术主要包含随机信号处理、高阶信号分析、时频信号分析等内容，与以往所使用的经典信号处理技术相比，它在发动机信号收集、故障信号分析和判定以及模式识别能力上都有显著增强。近年来，以现代信号处理技术为基础的时频分析法得到了广泛应用，成为汽车发动机智能故障诊断技术的新亮点。因此，智能诊断技术要想得到不断的完善和发展，离不开相关科学技术发展的支持，对于现代信号处理技术的依赖程度也会大大增加。

 

1.2 实现发动机故障诊断与设计制造的有机结合

 

现阶段所使用的智能故障诊断技术，主要工作流程是当汽车发动机出现故障后，进行故障检测与分析，在一定程度上延长了维修时间。随着技术的不断发展，可以在发动机设计、制造的过程中，将故障诊断传感器(信号收集系统)安装在发动机内部，这样一来，一方面能够实现发动机故障的预判断，降低了因发动机故障所造成汽车安全事故的概率;另一方面也对后期的故障诊断、维修提供了便利条件，节省了大量复杂信号的处理过程，对于降低诊断误差也有积极帮助。

 

1.3 提高诊断装置的实用性、标准性和可靠性

 

从整体上看，我国汽车发动机智能故障诊断技术在科研和应用领域取得了不错成绩，但是在实际操作过程中，仍然存在诸多关键性问题没有得到有效解决。例如诊断装置偏向于试验，实际应用效果大打折扣，诊断设备的标准性有待统一和规范等。随着新设备、新技术的不断进步，以及市场秩序的不断规范，智能故障诊断技术也会朝着实用化、标准化方向发展。

 

2 常见的发动机智能诊断技术分析

 

2.1 基于专家系统的智能诊断方法

 

事实上，专家系统智能诊断的原理就是收集各种已知的发动机故障问题和解决方案，然后程序员将这些问题、解决方式以编程方式输入到计算机相应的软件中，然后当发动机出现故障时，与数据库内容进行匹配，实现故障智能诊断。其主要运作流程为：当汽车发动机出现故障后，利用专用的信号采集装置，收集发动机故障信息，然后将这些信息传送到计算机中。随后将这些信息保存到专门的故障识别软件中，将故障信息与数据库进行比对，自动匹配与之相对应的故障类型，必要时还可以调用其他软件和程序，最终查找到发动机故障。具体来说，数据库的功能是存储故障匹配标准，即将常见的发动机故障原因、故障预兆、解决方式等内容，以数据编程的形式存储起来，以便于后期进行信息匹配与应答。

 

2.2 基于模糊数学的方法

 

模糊理论最早的提出，主要为了解决数学领域中一些问题，从而将一些经典的定理、公式和理论进行模糊化，以此实现数学问题的解决，在应用过程中逐步发展成完整的推理体系。模糊数学之所以能够应用到汽车发动机智能诊断技术中，主要是利用了数学建模和模糊诊断两大功能。当汽车发动机出现故障时，将发动机的运行数据和故障信息进行综合整理和方法分析，并以此为基础建立模糊诊断模型。通过模型分析，能够帮助技术分析人员在较短时间内确定故障源点，从而采取有针对性的故障维修方法。将模糊理论应用到发动机智能诊断技术当中，主要具有以下三大优势：第一是将专家语言转变成了计算机更容易识别的语言变量，降低了语言的理解难度系数，间接提升了故障诊断效率;第二是在进行多种故障分析时，能够自动生成故障安全等级，从而根据故障等级实现有重点、有层次的处理;第三是对于不确定性问题的分析能力增强，提高了不确定性故障的处理能力。

 

2.3 基于故障树的方法

 

故障树分析是根据汽车工作特性与性能状况之间互相构成的树状图形，它以系统最不希望事件为顶事件，以可能导致顶事件发生的其他事件为第二级事件和第三级事件，采用逻辑门表示事件之间联系的一种倒树状结构，反映了系统的内在联系，零部件和系统之间发生故障的全部逻辑关系。但是由于逻辑结构较为简单，故障诊断的范围比较有限，因此多数情况下是作为现代汽车故障诊断技术的辅助方法。

 

2.4 基于人工神经网络的诊断方法

 

人工神经网络的提出是基于神经元模型的建立，从1943年该模型被建立，到目前为止人工神经网络已经成为人工智能领域的一个重要分支。其工作原理主要是通过神经元以及相互之间的有向权重连接来进行各种隐含问题的处理。在实际应用过程中，人工神经网络能够完成较为复杂问题的分析，而且面对新信息有自主学习的能力。

 

通过与上述几种方法进行横向对比，可以看出人工神经网络在发动机智能诊断上更具优势，但是同时，由于受现有技术条件的制约，该诊断技术仍然存在一些有待改进的问题，例如故障诊断所需样本容量较大，当样本数目不足时，很容易使故障诊断出现偏差。

 

2.5 综合方法

 

2.5.1 专家系统与神经网络的结合

 

这种智能故障系统的诊断方法能够在实际应用中自行地进行组织、学习，并进行模糊推理，运用该方法能够解决传统的人工智能方法中存在的不足，即较为复杂的知识获取及推理过程。众所周知，我们的大脑分为左半脑和右半脑，其中左半脑负责人体的逻辑思维能力，使人更趋向于理性化;而右半脑则负责人体的形象思维能力，使人更趋向于感性化。同样，专家系统与神经网络就像人体的左右半脑一样，各负责发动机故障诊断的一部分，只有两者协调作用，才能够提升智能诊断效果。

 

2.5.2 人工神经网络与模糊推理方法相结合

 

这两种方法相结合，能够大大提升知识的表示及知识的存储效果，并且能够提升智能问题的推理效率。这里的神经网络的主要功能是效仿人脑中的神经元思维，作用体现是进行自学及直接处理数据。模糊推理方法主要效仿的是人类的逻辑思维能力，能够进行结构性的知识表达。因此可以对不确定的信息进行处理和调整。

 

2.5.3 神经网络与案例推理的结合

 

这组结合中的案例诊断方法主要是将智能诊断中问题信息与自身存储中的数据信息库进行比对，从而搜寻出较为近似的诊断案例，提取出诊断方案，并对细节进行修订后给出诊断结果。神经网络与案例推理方法的结合能够提高诊断效率，诊断过程中，通过对相似问题的处理，来缩减诊断过程的繁琐。而且案例推理诊断不需要重新建立诊断对象模型，运用自身原有的知识进行技术指导，而且自身的适用能力较强，对问题的分析处理速度较快，同时可以对知识进行灵活的运行，自主完成动态问题的处理。

 

3 结论

 

汽车发动机利用智能诊断技术，能够提升其问题处理效率，节省维修时间及费用。在各种智能诊断技术中，每一项技术都有各自的优点及缺点，在面对较为复杂多变的实际故障问题时，就应灵活运用各种技术，并能够进行综合的技术分析，进而实现对汽车发动机多种故障的诊断。

篇8

2、找到这个“panic-full-***”开头的数据。

3、有这个数据的出现，问题就是主板底层断线了，会接触不好，会导致机器一直会无限的重启，也就是说它是个定时炸弹。

4、一部正常原装机分析数据，不带“panic-full-***”开头的。

篇9

【关键词】胶带运输机；常见故障；处理方法

1、胶带运输机概述

胶带运输机是一种摩擦驱动的连续动作式运输机械，由一条环形胶带绕在传动滚筒与改向滚筒之上，且由固定于机架的上下托辊支撑，由胶带、主动滚筒、拉紧装置（包括拉紧滚筒）、拖辊以及传动装置等部分组成。胶带靠张紧装置，在两滚筒之间拉紧，驱动装置带动滚筒转动时，依靠传动滚筒与胶带之间摩擦力带动胶带运行，传动滚筒底部安装弹簧清扫器，胶带回程上段一侧安装有清扫器，以清除胶带两面粘附物料、撒料和浮灰。胶带运输机是以胶带为牵引和承载机构的一种固定式运输设备，它不仅具有运输能力大、工作阻力小、耗电量低、单机运送距离长、而且还具有自动化程度高，拆装方便，输送线路适应性强又灵活等优良性能。但如果使用不当会出现很多问题，使用过程中常见故障包括胶带跑偏、撒料、打滑等许多问题，影响正常的安全生产。为了运输机的安全、稳定、经济运行，就出现的各种常见故障进行及时准确的处理是使其安全运行的保证。

2、胶带运输机的常见故障及原因与处理方法

（1）胶带跑偏原因及处理方法

胶带运输机运行时，胶带跑偏是最常见的故障。引起胶带跑偏的根本原因是胶带所受外力在胶带宽度方向上的合力不为零或垂直胶带宽度方向上的拉应力不均匀。

①头、尾部传动滚筒与运输机中心线不垂直。由于安装时机头或机尾传动滚筒轴线同胶带中心线不垂直，机头与机尾的中心线没有在同一直线上，或安装时托辊组轴线与胶带中心线不垂直等也是造成胶带跑偏的主要原因。这就要求在安装时注意调整，机头架及机尾架的安装要正确，使机头传动滚筒轴向中心线与机尾滚筒轴向中心线保持平行，并且让机头与机尾中心线保持在一条直线上。在调整头部滚筒时，若输送机向滚筒右侧跑偏，则右侧轴承座应向前移动，反之左轴承座向前移动，尾部滚筒调整和头部滚筒刚好相反。

②滚筒表面不平。当原煤湿度较大时，易在滚筒表面粘有物料，引起滚筒直径发生不规则变化，滚筒上哪边有物料，哪边直径就大，胶带就向哪边跑。处理的方法是加强胶带的滚筒表面清扫，以减少物料的粘附或灰尘在胶带上的积聚，因为胶带的清扫效果，对延长输送带的使用寿命和稳定运行有很大影响。开机前应检查滚筒，若有粘结物必须加以清除。如果是滚筒表面直径因机加工而造成的误差，则应重新加工滚筒外圆或更换滚筒，以纠正胶带运行时的跑偏现象。

③张紧装置的张紧力不够。张紧装置是保证胶带始终保持足够的张紧力的有效装置，张紧力不够，胶带的稳定性就很差，受外力干扰的影响就越大。所以胶带无载时或少量载荷时不跑偏，当载荷稍大时就会出现跑偏现象。处理方法是对于使用重锤张紧装置的带式运输机可添加配重来解决，但不应添加过多，以免使皮带承受不必要的过大张力而降低皮带的使用寿命。对于使用螺旋张紧的带式运输机可调整张紧行程来增大张紧力。若张紧行程不够，皮带出现了永久性变形，这时可将皮带截去一段重新胶接。实践证明，当张紧装置两端载荷相差超过10kg时，胶带就会发生跑偏，可见拉紧力的不同对胶带跑偏影响极大。

④托辊轴线与运输机中心线不垂直。承载托辊组安装位置与输送机中心线的垂直度误差较大，导致胶带在承载段向一则跑偏。此时，可调整托辊组的位置来调整跑偏，应将跑偏侧托辊向输送带运行方向调整，且每组调整角度不应过大。或者是安装调心托辊组，调心托辊组有多种类型，如四连杆式、中间转轴式、立辊等，其原理是采用阻挡或托辊在水平面内方向转动阻挡或产生横向推力使皮带自动向心达到调整皮带跑偏的目的。

⑤胶带本身的问题。胶带使用时间长，产生老化变形、边缘磨损或接头不正，这些都会使胶带两侧边所受拉力不一致而导致跑偏。处理方法是对胶带中心不正的接头重新制作，老化变形的胶带给予更换处理。

⑥受料点位置不对引起跑偏。转载点处物料的落料位置对胶带的跑偏有非常大的影响，尤其在上条运输机与本条运输机在水平面的投影成垂直时影响更大。通常应当考虑转载点处上下两条皮带机的相对高度，相对高度越低，物料的水平速度分量越大，对下层皮带的侧向冲击力也越大，同时物料也很难居中。在设计过程中应尽可能地加大两部胶带输送机的相对高度，在受空间限制的漏料嘴、导料槽等件的形式与尺寸更应认真考虑。

（2）胶带运输机撒料的原因及处理方法

①转载点处的撒料。转载点处撒料主要原因是溜槽挡料橡胶裙板损坏或运输机严重过载。如胶带运输机严重过载，胶带运输机的导料槽挡料橡胶裙板损坏，导料槽处钢板设计时距皮带较远橡胶裙板比较长使物料冲出导料槽。处理方法是加强控制运送能力，加强维护保养。

②凹段皮带悬空时撒料。凹段皮带区间当凹段曲率半径较小时会使皮带产生悬空，皮带已经离开了槽形托辊组，一般槽角变小，使部分物料撒出来。处理方法是在设计阶段应尽可能地采用较大的凹段曲率半径。

③皮带跑偏时的撒料。皮带跑偏时的撒料是因为皮带在运行时两个边缘高度发生了变化，一边高，而另一边低，物料从低的一边撒出。

（3）胶带过早磨损的原因及处理方法

①不良给料造成磨损。逆向给料、垂直给料都会造成物料下落速度过快，冲击力过大。处理方法是调整给料方向和角度，减少物料速度和冲击力，必要时在给料处安装缓冲托辊。

②托辊不转、清扫器等摩擦力过大造成磨损。处理方法是应加强日常检查，确保胶带运输机在运行时清扫器的可靠，回程胶带上应无物料，及时更换托辊，减少对胶带的磨损。

（4）胶带打滑

若驱动滚筒打滑得不到，不仅会降低运输能力，影响生产，还可能会发生因摩擦生热而造成胶带着火的重大事故。处理方法是先停机，然后查找原因，再进行处理，若使用重锤张紧装置的胶带运输机在皮带打滑时可添加配重来解决，添加到皮带不打滑为止，对于螺旋式拉紧装置可调整张紧形成来增大张紧力，磨损滚筒应进行包胶处理使之达到设计参数的要求，落料口处如有卡阻造成负荷大应及时排除。

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关键词：刮板输送机；故障；技术

一、刮板输送机结构分析

刮板输送机是一种绕行牵引机构的连续输送装置，是为采煤工作面和采区巷道运煤布置的机械。由于其运载量大、密封性好、运转平稳、坚固结实，以及能多点进料和多点卸料等优点，得到了广泛的应用。刮板输送机的牵引构件是刮板链，承载装置是中部槽。刮板链安置在中部槽的槽面，刮板链绕经机头、机尾的链轮结成封闭形置于中部槽中，与滚筒采煤机和液压支架配套，实现落煤、装煤、运煤及推移输送机械化。刮板输送机的基本组成如图所示，主要由机头部（包括电动机、传动装置、链轮组件等）、机身部溜槽（包括中部槽、调节槽、连接槽）、刮板、链条、机尾部、以及装于溜槽两侧的附属装置（包括挡煤板、铲煤板、电缆槽）等组成。随采掘工作面和运输巷道使用刮板输送机数量的不断增多，功率不断加大，技术要求也愈来愈高，这种机械运载量大，使用灵活，大大提高生产效率，减轻了工人的劳动强度，但由于使用维护不良，刮板输送机的故障所占比例亦在不断加大，经常出现故障和人身事故。

二、刮板输送机故障分析与技术改进

1、电动机不启动

故障原因：①电气线路出现故障；②开关接触器出现故障；③电动机出现故障；④频繁启动导致双金属片继电器的金属片变形；⑤机头和机尾的电机转向相反；⑥双速电机驱动时刮板链或其它外露部分被卡死等。排除故障方法：①检查电源线或控制线线路是否错接、虚接、断线或其它损坏等，找出不能正常供电的故障点，纠正和排除之；②检查开关接触器是否完好，触点接触是否良好等，找出开关接触器的故障，修理或更换接触器；③检查电机是否断相、烧毁或轴承损坏等，更换损坏的零部件；④延长电机两次连续启动的时间间隔；⑤调整不正确的机头电机或机尾电机的转向；⑥清除引起刮板链卡死的异物。

2、刮板链条跳牙

故障原因：①双链轮轮齿相位角错位；②双链条时两条链的长度不一致；③链轮轮齿磨损或打牙；④链条有拧麻花现象；⑤刮板弯曲或损坏；⑥链条太松或太紧引起跳链。故障排除方法：①使用轮齿合格的双链轮；②使两条链的长度一致；③更换磨损或断齿的链轮；④正确连接链环，避免链条拧麻花故障；⑤修理或更换刮板；⑥调整链条松紧程度。

3、刮板链出槽

故障原因：刮板链出槽，俗称飘链，即链跑到槽外面，这会严重影响生产，这种故障的主要原因是：刮板两头磨损过限，长度变短，一旦歪斜就容易出槽；溜子槽槽帮磨损严重，挡不住刮板；推溜子时，刮板在弯曲处出槽；缺刮板，链子不能在中心行走，在弯曲处出槽；刮板与链子连接螺栓松动。排除故障方法：及时更换磨损过限的刮板、溜槽，补足缺少的刮板，推溜子时不出现急弯，及时紧固刮板螺栓。

4、断链

故障原因：断链故障是刮板输送机发生较多的故障。虽然对人身伤害的可能性较少，但对生产的影响却很大。断链故障主要原因是刮板链的材质和制造质量不符合要求；刮板链过度磨损不及时更换；井下腐蚀性水会使链环生锈、裂缝，使链环断面减小，强度降低；在运行中受到冲击载荷大于其静态破断载荷；输送机装煤过多、链的阻力过大等。排除故障方法：在制造、安装、使用过程中应尽量提高质量和改善工作条件，减少破坏因素；对运行的刮板链进行定期的检查。

5、飘链

故障原因：刮板链部分跑出槽外，严重时刮板全部跑出槽外，会严重影响生产，人们称飘链。产生这种现象的主要原因是：刮板两端头磨损过限，刮板长度变短，稍有歪斜就可能出槽；溜槽槽帮严重磨损，挡不住刮板；推溜时，弯度太大，刮板在弯曲溜槽处出槽；缺少刮板，链子不能在中心行走，在弯曲处出槽；刮板与链子连接螺栓松动。排除故障方法：及时更换磨损过限的刮板溜槽，补足缺少的刮板，推溜不出现急弯，及时紧固刮板螺栓。

6、跳（掉）链

故障原因：产生跳链或掉链故障的主要原因有：机头位置不正；机头第二节溜槽或底座不平；咬进杂物；链轮磨损老化等；两条链的松紧不一致或刮板严重歪斜；刮板太稀或过度弯曲等。故障排除方法：若过渡槽有上链器，掉道的刮板链条可从上链器进入链道。无上链器时，要停机排除故障。①张紧过松的链条；②矫正刮板弯曲变形或补全刮板数量；③排除溜槽或联接销损环或脱节等事故；④重新安装输送机，使其平直；⑤处理底板凸起或溜槽底卡块故障；⑥更换链长的链条，使双边链条长度一致。

7、回料严重

故障原因：①机头卸载高度低；②链条太松，使机头下垂较长而带回料多；③机头搭接位置不适当；④转载机速度比输送机低；⑤底板软及溜槽下陷；⑥推溜时溜槽上飘使粉状物进入底槽造成回料严重。排除故障方法：①提高机头卸载高度；②张紧链条；③正确确定机头的搭接位置；④提高转载机速度；⑤增加底板的刚度，防止溜槽下陷；⑥避免推溜时溜槽上飘。此外，采用侧卸式刮板输送机和封底溜槽，可使回料量大大减少。

8、 输送机声音异常

故障原因：①掉刮板或刮板数量不符合要求，造成运行不平稳而声音异常；②溜槽搭接处损坏或错口过大或不平；③榴槽上有异物卡绊刮板链条；④机头锚固或机尾锚固不稳，振动大；⑤电动机、联轴器和减速器损坏；⑥链轮、护链罩和拨链器损坏或刮卡；⑦掉底链、漂链和断链等事故。排除故障方法：①补齐缺损的刮板；②修整溜槽搭接点；③清除卡绊刮板链条的异物；④加固机头锚固或机尾锚固；⑤检查并处理电动机、联轴器和减速器故障；⑥修理链轮、护链罩和拨链器；⑦处理掉底链、漂链和断链等故障。

9、减速器漏油

故障原因：①减速器输入输出轴端盖密封损坏；②箱体结合面不严或密封胶老化；③箱体或轴承盖螺栓、螺钉松动，放油塞、磁性塞不紧。故障排除方法：①更换减速器输入输出轴端盖密封元件；②重新安装或更换箱体结合面的密封胶；③紧固箱体或轴承盖螺栓、螺钉，以及放油塞、磁性塞。

10、减速器油温过高

故障原因：（1）油不干净，减速器内的油有金属杂物，油量过少或过多。（2）减速器上积煤太多，严重影响了减速器的散热，且不能正确使用冷却器。（3）轴承或齿轮严重磨损或损坏。（4）轴承游隙过大。（5）持续超载。防范的措施是：（1）油中异物含量超过 2%、金属磨料超过 0.5%或含水量超过2%时或减速器带负荷运转 200 h 后必须将箱内的油清洗干净，更换新油，以后每半年更换1 次，并保证箱体内油量合适。（2）及时清理减速器周围及顶部浮煤，改善通风环境，避免减速器温度过高。（3）必须成对更换损坏齿轮。（4）减速器组装时，借助调整片实现齿轮齿侧间隙、轴向游隙的调整。

三、结语

总之，刮板输送机是煤矿采掘工作面不可缺少的运输工具，目前，刮板输送机的生产已达到标准化、系列化和通用化，大大方便了其应用与推广，刮板输送机的安全正常运行非常重要，但在实际生产中刮板输送机出现故障在所难免，从刮板输送机在运输中的常见故障及发生的事故案例分析，主要是存在严重违章作业，执行制度不严，现场管理跟不上等问题。要想减少或消除刮板输送机故障的发生，必须合理使用和操作设备，严格按规范要求操作，杜绝违章事故发生，把各项安全操作规程落到实处。这样才能将人为故障率降到最低，保证生产的顺利进行。

参考文献

[1]孙庆超.刮板输送机的使用与维护[M].北京,中国轻工业出版社,2006

[2]石国祥,余.刮板输送机与埋刮板输送机[M].化学工业出版社,2005