【正文】 如果某一中間原因直接導(dǎo)致頂上事件發(fā)生，就用“或邏輯門”把它與頂上事件連接起來；如果需要所有中間原因同時存在才能發(fā)生頂上事件，則它們與頂上事件的連接是使用“與邏輯門”。這種邊界條件說明了故障樹分析的系統(tǒng)和設(shè)備 (當(dāng)時 )狀況。代之以“在工藝氧化反應(yīng)器正常運行中發(fā)生失控反應(yīng)”作為頂上事件，就很恰當(dāng)。解決問題的深度； 指令故障和故障破壞不會對設(shè)備產(chǎn)生故障。 “主故障破壞和故障”是指當(dāng)部件在設(shè)計規(guī)定條件下，運行時發(fā)生的異常情況。例如，當(dāng)泵軸承斷裂，可視為故障破壞。 在少事件割集中，出現(xiàn)次數(shù)少，多事件割集中，出現(xiàn)次數(shù)多，以及它的復(fù)雜情況，可以用近似判別式。幾個最小割集均不含共同元素，則低階最小割集中基本事件重要系數(shù)大于高階割集中 基本事件重要系數(shù)。從故障樹結(jié)構(gòu)上分析，各基本事件的重要度 (不考慮各基本事件的發(fā)生概率 )或假定各基本事件發(fā)生概率相等，分析各基本事件的發(fā)生對頂上事件發(fā)生的影響程度，叫結(jié)構(gòu)重要度。事故發(fā)生必然是某個最小割集中幾個事件同時存在的結(jié)果。例如本故障樹中 {Xl， X2}是最小割集， {X3， X4， X3}是割集，但不是最小割集。把頂上事件用布爾代數(shù)表現(xiàn)，并自上而下展開，就可得到布爾表達式。C)=(A+B) A A+B=B+A ②結(jié)合律 A+(B+C)=(A+B)+C ZL30裝載機液壓系統(tǒng)的可靠性分析及改造設(shè)計 第 22 頁 共 69 頁 A 轉(zhuǎn)入符號，表示在別處的部分樹，由該處轉(zhuǎn)入 (在三角形內(nèi)標(biāo)出從何處轉(zhuǎn)入 )。 基本事件符號，不能再往下分析的事件。通過分析一個較大的工藝過程可得到故障樹模型，實際的模型數(shù)目取決于危險分析人員選定的頂上事件數(shù)，一個頂上事件對應(yīng)著一個故障樹模型。 (5)調(diào)查原因事件：調(diào)查與事故有關(guān)的所有原因事件和各種因素。 裝載 機液壓系統(tǒng)的故障樹建立 建立故障樹的 目的 通過故障樹的安全分析，達到以下目的：①識別導(dǎo)致事故的基本事件 (基本的設(shè)備故障 )與人為失誤的組合，可為人們提供設(shè)法避免或減少導(dǎo)致事故基本原因的線索，從而降低事故發(fā)生的可能性；②對導(dǎo)致災(zāi)害事故的各種因素及邏輯關(guān)系能做出全面、簡潔和形象的描述；③便于查明系統(tǒng)內(nèi)固有的或潛在的各種危險因素，為設(shè)計、施工和管理提供科學(xué)依據(jù)；④使有關(guān)人員、作業(yè)人員全面了解和掌握各項防災(zāi)要點；⑤便于進行邏輯運算，進行定性、定量分析和系統(tǒng)評價。例如：液壓支架各運動副表面磨損超限，使液壓支架整體剛度下降；構(gòu)件材化， 使機械性能下降、強度降低；密封表面腐蝕引起密封失效等。 ③ 根據(jù)故障發(fā)生的原因分類 固有故障：由于各液壓 系統(tǒng) 生產(chǎn)單位的設(shè)計、加工、制造以及管理水平高低不同，各個環(huán)節(jié)很難保證質(zhì)量絕對可靠，液壓 系統(tǒng) 作為產(chǎn)品出廠后，就不可避免地帶許多固有缺陷，為液壓 系統(tǒng) 在使用過程中潛伏了故障隱患。由于這些故障的機理分析現(xiàn)已比較全面，所以故障規(guī)律較強，可靠性分析也比較容易。 漸發(fā)性故障：這是由于各種液壓元件和液壓油各項技術(shù)參數(shù)的劣化過程逐漸發(fā)展而形成的。 （包括焊縫）出現(xiàn)裂紋。 10%。 、粘銅或燒蝕。制定產(chǎn)品 的故障判據(jù)時，一般應(yīng)遵循的原則是： ①不能在規(guī)定條件下喪失功能。例如環(huán)境溫度低，使油液粘度增大引起液壓泵吸油困難；環(huán)境溫度高，油液粘度下降引起系統(tǒng)泄漏和壓力不足等故障。 另一方面，液壓系統(tǒng)中往往是同一原因，但因其程度不同、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同以及與它配合的機械機構(gòu)的不同，所引起故障現(xiàn)象也可以是多種多樣的。判斷產(chǎn)品是不是發(fā)生故障，必須由業(yè)務(wù)主管部門 (或用戶與生產(chǎn)廠預(yù)先商定 )制定出具體的產(chǎn)品的故障判別標(biāo)準(zhǔn)，即故障判據(jù)。這時，氣動系統(tǒng)接通氣路，儲氣筒內(nèi)的壓縮空氣進入換向閥 14 或 8的端部，松開彈跳定位 鋼球。換擋時油路的液壓流入換擋離合器的油 缸，從而使油路中油壓降低，蓄能器油室的油室經(jīng)單向閥補充油液，使制動器或離合器迅速結(jié)合。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤停止在某一角度上時，轉(zhuǎn)向液壓缸也停止在相應(yīng)位置上，裝載機便動作沿著相應(yīng)的轉(zhuǎn)向半徑運動。裝載機鉸接車架折腰轉(zhuǎn)向過程是由轉(zhuǎn)向液壓缸工作回路來實現(xiàn)的，并要求具有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向速度（即要求進入轉(zhuǎn)向液壓缸的 油液流量恒定）。 回油路：動臂升降無桿腔 → 手動換向閥 14中 → 濾油器 → 油箱。鏟斗液壓缸的無桿腔也應(yīng)該設(shè)置雙作用安全閥，使液壓缸兩腔的緩沖和補油過程彼此協(xié)調(diào)的更為合理。 當(dāng)鏟斗在收起與前傾的過程中，若轉(zhuǎn)向液壓泵 4輸出流量正常，則流量轉(zhuǎn)換閥 5中的流量分配閥工作在左位，使輔助液壓泵 6與主液壓泵 7形成并聯(lián)供油（動臂升降回路也是如此）。當(dāng)轉(zhuǎn)斗液壓缸換向閥8— 離開中位，即切斷了通往動臂升降液壓缸換向閥 14— 的油路。在大噸位的裝載機(如卡特 988G)上還安裝了電視監(jiān)控系統(tǒng)。國產(chǎn)的工程機械近幾年來雖然外觀上有所進步，但傳統(tǒng)的老面孔仍沒有根本的改變，如油漆的光澤、附著力、抗沖擊、硬度、耐磨性等與國外產(chǎn)品相比，仍存在較大的差距。主要部件的使用壽命差距更大：國外發(fā)動機使用壽命 8000h以上，液壓泵 5000～ 8000h，液壓缸 100～ 200萬次，而我國僅分別為 3000h、 2021～ 3000h和 60～ 80萬次。作為一種傳動技術(shù)，液 壓方式比傳統(tǒng)的機械方式，具有以下優(yōu)點： a、能產(chǎn)生很大的力，而且控制容易； b、能在很寬范圍內(nèi)無級變速； c、很容易防止過載，安全性大； d、尺寸小出力大，安裝位置可自由選擇； e、輸出力的控制簡單準(zhǔn)確，可遠(yuǎn)程控制。 根據(jù)系統(tǒng)工作原理，您可對所有回路依次進行編號。 液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。 動力元件的作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵 ，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。通過對液壓系統(tǒng)進行可靠性分析，得出的可靠性信息，故障模式，故障間的傳播關(guān)系等，可以用來深層地了解液壓系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為液壓系統(tǒng)的設(shè)計、管理和故障診斷提供大量的方便和依據(jù)。 近年來，液壓系統(tǒng)的可靠性研究主要集中在以下幾個方面： 對于任何一個液壓系統(tǒng)，其元件的可靠性都是系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)，液壓元件大多精密而貴 重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不少是單件小批量生產(chǎn)和設(shè)計，因而液壓元件的可靠性研究工作十分重要且有不少困難。最后， 由 全面預(yù)防性維護 和 簡易診斷方式，從維護管理的角度，提高液壓系統(tǒng)可靠性。目前研究的主要方向有： (l)液壓系統(tǒng)的可靠性預(yù)測。故障樹分析在設(shè)備或系統(tǒng)的設(shè)計和維修中均具有重要作用。壓力控制閥又 分為溢流閥 (安全閥 )、減壓閥、順序閥、 壓力繼電器 等；流量控制閥包括 節(jié)流閥 、調(diào)整閥、 分流集流閥 等；方向控制閥包括單向閥、 液控單華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 共 69 頁 向閥 、梭閥、換向閥等。 空心箭頭表示信號流，而實心箭頭則表示能量流。如果整個系統(tǒng)僅有一種設(shè)備，則可省略設(shè)備編號。但是，我國的裝載機在其可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量方面與發(fā)達國家相比存在較大差距，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (1)產(chǎn)品可靠性：國外工程機械的平均無故障工作時間 (MTBF)為 600～ 1000小時，最高達到 2021小時以上。而我國工程機械標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的噪聲指標(biāo) (優(yōu)等品 )：推土機 s90 dB(A)，裝載機 s85dB(A)，挖掘機 s80dB(A)I”。 國外裝載機行業(yè)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 在經(jīng)歷了五六十年代的發(fā)展后，到 20世紀(jì) 90年代中末期國外輪式裝載機技術(shù)已達到相當(dāng)高的水平。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁 共 69 頁 第 2 章 ZL30 裝載機 液壓系統(tǒng) ZL30 裝載機 液壓 系統(tǒng)的工作 原理 ZL30 型 l 輪式裝載機，該裝載機可實現(xiàn)工作裝置（鏟斗 )的鏟裝，提升，保持，傾卸和轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向等動作。 當(dāng)操縱手動換向閥 8使其左位工作時，鏟斗液壓缸活塞桿縮回，并通過搖臂斗桿帶動鏟斗前傾進行卸載。為了防止這種情況的發(fā)生，系統(tǒng)中設(shè)置了雙作用安全閥 12，它可以起到緩沖和補油的作用。 當(dāng)動臂提升到轉(zhuǎn)運位置時，操縱手動換向閥 14 使其工作在中位，此 時動臂升降液壓缸的進出油路被封閉，依靠換向閥的緊鎖作用使動臂固定以便運轉(zhuǎn)。動臂升降液壓缸由主液壓泵 7 和輔助液壓泵 6 并聯(lián)供油，流量總和可達 320L/min。同時還設(shè)置了一個緊鎖閥 17 來防止轉(zhuǎn)向液壓缸發(fā)生竄動。 換擋 換擋的工作原理：蓄能器端部的活塞裝在活塞缸內(nèi)，右端頂在彈簧上，大小彈簧右端分別頂在主壓力閥和殼體的凸臺上。 自動限位裝置 為了提高生產(chǎn)效率和避免液壓缸活塞達到極限位置而造成安全閥的頻繁啟閉，在工作裝置和換向閥上裝有自動限位裝置，以實現(xiàn)工作中鏟斗的自動放平。這是因為，對故障的含義理解不同，其可靠特征量指標(biāo) (如故障概率、故障率等 )、數(shù)據(jù)處理及其評估結(jié)果可能不同。 ③引起同一故障原因和同一原因引起故障的多樣性 液壓系統(tǒng)同一故障引起的原因可能有多個，而且這些原因常常是互相交織在一起互相影響。故障必然發(fā)生的情況是指那些持續(xù)不斷經(jīng)常發(fā)生，并具有一定規(guī)律的原因引起的故障。然而，一旦找出原因后，往往處理卻比較容易，有的甚至稍加調(diào)節(jié)或清洗即可。 ZL30裝載機液壓系統(tǒng)的可靠性分析及改造設(shè)計 第 16 頁 共 69 頁 由于各種液壓 系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)、制造水平和使用條件不同，同一名稱故障所導(dǎo)致后果及排除故障的難易程度會有很大差別，因此不能完全照搬，而應(yīng)按本判定原則，參照實例，根據(jù)具體情況來確定其類別。 ②壓力控制閥故障判據(jù) 。 。 突發(fā)性故障：這是由于各種不利因素的偶然的外界影響因素共同作用的結(jié)果，這種故障發(fā)生的特點具有偶然性。由于這種故障具有逐漸發(fā)展的性質(zhì)，所以這種故障通常是可以預(yù)測。 理性故障：理性故障是由于液壓系統(tǒng)設(shè)計不合理或不完善、液壓元件結(jié)計不合理或選用不當(dāng)而引起的故障。例如： 裝載機工作環(huán)境溫度過高， 當(dāng)開始工作時，油溫上升很快， 超過設(shè)計上限。例如：裝載機 液控單向閥密封件失效，導(dǎo)致 液壓系統(tǒng) 下腔液體泄漏， 裝載機動臂提升力 下降。 (3)確定頂上事件：要分析的對象即為頂上事件。 (10)分析：原則上是上述 10 個步驟，在分析時可視具體問題靈活掌握，如果故障樹規(guī)模很大，可借助計算機進行。 使用 FTA 需要熟練掌握裝置或系統(tǒng) 的功能、工藝圖和操作程序以及各種故障模式和其結(jié)果，訓(xùn)練有素和富有經(jīng)驗的分析人員是有效和高質(zhì)量運用 FTA 的保證。 條件或門，表示 B1或 B2任一事件單獨發(fā)生 (輸入 )時，還必須滿足條件 a， A事件才發(fā)生 (輸出 )。在求最小割集時，要用布爾代數(shù)運算法則，化簡代數(shù)式。 (B+C)=A A=A A+A=A ⑦狄摩根定律 (A+B)′ =A′ +B′ (A稱為最小割集。 最小割集表明系統(tǒng)的危險性，每個最小割集都是頂上事件發(fā)生的一種可能渠道。 (6)結(jié)構(gòu)重要度分析。 相比較的兩事件僅出現(xiàn)在基本事件個數(shù)不等的若干最小割集中。 故障樹建樹及原則 故障事件和基本事件是部件 (設(shè)備和人都被看做部件 )的故障表示。通常，一系列演降 (遞降 )運行狀態(tài)的分析都是假設(shè)?！案惫收稀辈皇怯稍O(shè)備自身缺陷引起的，而是由于某些外力或條件所致。 (2)分析的邊界條件。 頂上事件是事故 (或不希望事件 )，它是故障樹分析的主題 (這一事件一般是通過前期安全評價確定的 )。例如，電動閥可作為一個單一設(shè)備或作為幾個硬件條件 (即閥體、類型、電動操作人員，必須的開關(guān)裝置、動力電源，閥破裂 )，安全研究的評價水平較高的人員在分析時，常從 FMEA 或預(yù)先分析中獲取故障詳細(xì)資料。 4)編制故障樹結(jié)構(gòu) 故障樹結(jié)構(gòu)由頂上事件開始，逐步展開直至找出基本事件。 ZL30裝載機液壓系統(tǒng)的可靠性分析及改造設(shè)計 第 28 頁 共 69 頁 第 4 章 ZL30 裝載機液壓系統(tǒng)的可靠性分析 為了下文方便對液壓系統(tǒng) 進行 可靠性分析，在此附 以 下 幾張 表格： 表 1 液壓泵常見故障及排除方法 故障現(xiàn)象 產(chǎn)生原因 排除方法 不排油 或 無壓力 1．原動機和液壓泵轉(zhuǎn)向不 — 致 2. 油箱油位過低 3．吸油管或濾油器堵塞 4. 啟動時轉(zhuǎn)速過低 5．油液粘度過大或葉片移動不靈活 6．葉片泵配油盤與泵體接觸不良或葉片在滑槽內(nèi)卡死 7．進油口漏氣 8．組 裝螺釘過松 1．糾正轉(zhuǎn)向 2．補油至油標(biāo)線 3．清洗吸油管路或濾油器，使其暢通 4．使轉(zhuǎn)速達到液壓泵的最低轉(zhuǎn)速以上 5．檢查油質(zhì)，更換粘度適合的液壓油或提高油溫 6．修理接觸面，重新調(diào)試，清洗滑槽和葉片，重新安裝 7．更換密封件或接頭 8．?dāng)Q緊螺釘 流量不足 或 壓力不能升1．吸油管或濾油器部分堵塞 2．吸油端連接處密封不嚴(yán)，有空氣進入，吸油位置太高 3．葉片泵個別葉片裝反，運動不靈活 4．泵蓋螺釘松動 5．系統(tǒng)泄漏 6．齒輪泵軸向和徑向間隙過大 7