故障树诊断法在工程机械故障排查中的应用探析

张巍

摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，对机械设备的应用也越来越广泛。工程机械的使用，大大提升了作业效率。在使用期间，需定期检查，以避免由于机械自身故障延误工期。而在故障排除方面，采取故障树诊断法较为流行。为此，文章针对故障树诊断法在工程机械故障排查中的应用的相关问题进行了探究，发现故障树诊断法虽为一种崭新的方法，但是其在诊断和排除工程机械故障中的成效较为突出，可以明显缩短故障排查时间，节省了工程机械故障排查的成本，是以往故障排查方法所不能企及的。文章首先对故障树进行概述，其次探讨了故障树诊断法的优势，最后就故障树诊断法在工程机械故障排查中的应用进行论述，以供参考。

关键词：故障树诊断法;工程机械故障;应用

引言

叉车作为现代物流企业、制造生产企业等必备的转运工具，发挥着不可替代的作用，具有适应能力强、机动灵活、操作简单、运行平稳等诸多特点。一条生产线往往会配备几十台叉车作为转运工具，其工作性能的好坏往往关系到整条生产线的生产效率，因此，必须保持叉车处于良好的工作状态。想要最大程度地展现机械系统的特点，就要展开综合分析，详细了解其工作原理，在操作和维修过程中运用正确的使用方法和技术手段，为机械设计制造工作的高效运行创造良好的基础。

1故障树

故障树分析方法（faulttreeanalysis，FTA）和贝叶斯网络方法（Bayesiannetwork，BN）是大家用的比较多的可靠性分析方法。FTA是一种图形推理法，主要是通过分析系统，将其中最不希望发生的事作为一个顶上事件，然后开始逐级分析寻找最不希望发生事件的原因，直至找到最根本原因，作为底事件，用树形倒置图描述其逻辑关系。故障树定性分析的目的是指找出故障树中顶事件发生的所有故障形式，采用较多的是下行法和上行法求最小割集，定量分析是在定性分析的基础上求失效概率、重要度等结果。BN一般用来处理复杂问题的不确定性比较好，贝叶斯网络又称信度网，最开始是用于人工智能的不确定性问题的研究，是概率性和图示不确定性的一种表达和推理的模型。通过对系统进行快速故障分析，建立故障树模型，并将建立的故障树模型转换为贝叶斯网络模型。通过构建故障树然后直接转换贝叶斯网络，可以在早期消除贝叶斯网络建模的复杂过程。此外，贝叶斯网络双向推理功能可以弥补复杂系统中故障树应用程序的缺点。

2故障树诊断法的优势

（1）通过使用故障树诊断法对工程机械进行故障排查，可以更加全面、清晰地对导致事故的原因以及它们之间的逻辑关系进行梳理和描述，这对于技术人员尽快了解和发现故障的所在以及原因将会起到非常大的助力作用，从而使得维修技术人员更快更有针对性地做出解决方案。（2）根据故障树诊断法分析出来的各个事件发生故障的频率数据，可以更准确地确定各个基本事件对于导致事故发生的影响程度，进而找到故障的轻重缓急，使得技术人员在进行维修维护时，可以分清主次，可以知道先从哪一步进行处理会更好更快更有效果。（3）应用故障树诊断法对工程机械故障进行排查，既可以对其进行定性分析，也可囊括定量分析、系统分析，分析愈加全面化。其中，定性分析可以清晰认知故障的程度与大小，可为维修工人提供维修思路，解决实际故障将更为顺利、更为得心应手。定量分析可以评估故障事件发生概率，可为今后的维护、检修工作提供一个明确概念，对有效解决工程机械故障问题起到积极作用和影响。不管是定性分析还是定量分析、系统分析，都有利于工程机械故障的有效、全面解决，可放心地将工程机械投入工程施工中进行使用，为工程顺利、高效完工奠定坚实基础，也大大地提高了工程机械的使用寿命。

3故障树诊断法在工程机械故障排查中的应用分析

3.1离合器故障树

离合器故障可划分为异响、打滑和分离不彻底，而离合器异响主要由分离轴承与杠杆间歇小、摩擦片花键槽松旷以及分离轴承损坏3种因素引起，离合器打滑主要由分离杠杆过高、摩擦片磨损、压盘弹簧失效以及自由行程小4种原因造成，离合器分离不彻底则可能是由自由行程过大、摩擦片磨损、分离杠杆低、压盘弹簧弹力不均4种原因造成。根据上述分析，建立起叉车离合器故障树。

3.2全方位提取化工机械设备信息

当化工机械发生故障的时候，维修人员首先要了解清楚该机械设备的信息，检测机械的当前状态，并按照相关规定和要求，对比分析故障设备的运行信息和正常设备的运行信息。然后根据二者数据中的差异信息进行详细分析和评估，从中找到故障的具体原因，制定出维修方案进行维修处理。最后要整理此次问题设备的各项信息数据，并详细记录作为案例，以方便日后查看参考，这样可以提高机械故障诊断维修的效率。

3.3更换问题部件排查法

这种方法适用于已经大体知晓故障部位的情况，若不知具体是哪个元件损坏，可以通过更换故障位置附近的多个元件来进行分析和检查，如果更换元件后问题还存在，则证明故障位置不在此处;相反，若更换后故障解决，机械液压系统能够正常工作，则说明故障位置就在此处。这种方法虽比较耗时，但故障解决率高。

3.4多层次的诊断方法集成

我们不能否认故障树诊断法在工程机械故障排查中所发挥的作用和优势，但由于现代工程机械的构造越来越复杂，所以在故障排查中，故障树诊断法和其他的诊断方法的相互配合也将会变得越来越普遍。也就是多层次的诊断方法集成，它可以把知识库中的各种诊断知识、诊断技术进行集成，并结合数据库中的各种故障数据，根据工程机械不同的故障情况做出综合的分析、判断，从而更精准快速地定位故障点和故障原因，并给出最为合适的解决方法。它的工作过程：把对工程机械的工作状态监测所得到的各种信息进行融合，然后结合层次诊断集成方法，按照从浅入深的步骤一步一步地进行层次推理进而做出诊断。以故障树诊断法为基础的多层次的诊断方法的集成进一步把工程机械的工作状态监测中的信号监测处理集成到更加系统的诊断系统中，可以进行在线数据处理和在线诊断推理，实现非实时诊断到实时诊断的转变，这也是信息诊断和智能诊断的统一。

3.5变更参数排查法

这种方法基于机械液压传动系统的自动化高，根据变量控制应用原则，保持系统的几项参数数值不变，在一定区间内逐个调节所需排查元件的运行参数，检查传动系统有无异常现象出现，如果更改运行参数没有导致机械液压传动系统出现异常，则说明该元件不是系统故障的根本原因;相反，若有一个或多个元件的运行参数改变导致了液压系统出现异常警报或停机，则说明该元件就是系统故障所在，有利于维修人员集中精力更换或维修该故障元件。

结語

综上所述，故障树诊断法在工程机械的排查中发挥着非常重要的作用，它可以对工程机械的故障进行从上到下，进行较为彻底的排查，可以更加清楚故障所在的部位，以便帮助技术人员更加快速地确定故障点，从而制定出更加科学有效的解决方法。故障树诊断法在工程机械排查中的应用大幅度解决了企业的人力和物力的成本问题，从而给企业带来了较大的经济效益和社会效益，也为我国工程机械故障排查技术的提高奠定了非常坚实的基础。

参考文献

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