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故障樹分析法，是一種針對某個特定的不希望事件即系統故障，將其形成原因(包括軟件、硬件、人為因素、環境因素等)進行由整體到部件按樹枝狀逐級細化的推理分析方法。傳統的故障樹分析法在液壓系統的故障診斷技術中已得到了廣泛應用［1－2］。然而，在實際復雜的系統里，影響因素大多復雜多變，往往難以收集到基本事件的準確概率，而傳統的故障樹分析法對此類帶有模糊性的問題無法進行準確的分析，這一缺點嚴重限制了其在實際當中的應用。為此，引入了模糊數學中的理論，將模糊數學中的方法與故障樹分析法相互融合，提出了基于模糊故障樹液壓系統故障診斷方法。此方法一方面既充分考慮到系統故障的發生概率、發生程度和發生部位的模糊性，又極好的利用了故障樹分析法推理問題嚴密性的優點，是進行是對大型復雜系統的可靠性與安全性進行分析推理的有效工具［3］。

1攤鋪機液壓調平系統的結構、原理及影響攤鋪質量的因素

攤鋪機是一種將拌制好的混合料按照一定的寬度、厚度、壓實度、平整度和工作速度要求，均勻地鋪設在修建好的路面基層上，供壓路機進一步碾壓成型的筑路機械［4］。隨著我國公路交通事業日新月異的發展，對瀝青路面的使用性能有了更高的質量要求，進而也對攤鋪機的性能、精度尤其是其調平系統提出了更高的要求。文中以SP120攤鋪機為主要研究對象，其液壓調平系統的原理圖如圖1所示。攤鋪機的液壓調平系統主要由分流閥塊組、電磁換向閥、齒輪泵、液壓缸、液壓鎖、過濾器等組成。其工作過程為:發動機為齒輪泵提供動力，齒輪泵中的壓力油通過各種閥組和液壓管路進入到液壓缸的有桿腔和無桿腔，從而推動液壓缸，使其做往復運動，實現攤鋪機熨平板的調平。影響攤鋪路面質量的因素有很多［5］，如攤鋪機熨平板底板與路面水平面夾角的大小、攤鋪速度的頻繁變化、混合料溫度的明顯變化及攤鋪中混合料的多少等，這些因素均可造成攤鋪質量的缺陷。但是若在操作正確，輸料量適當、混合料質量合格等其他影響攤鋪路面質量的因素被排除后，仍出現攤鋪厚度不均勻、平整度較差的現象時，就要對攤鋪機，尤其對其熨平板的液壓調平系統進行檢查。

2攤鋪機液壓調平系統模糊故障樹的建立

2.1混凝土泵泵送系統模糊故障樹的建立通過實地考察和查找相關參考文獻［6］，對于攤鋪機熨平板液壓調平系統來說，發生故障以及故障發生的原因見表1。根據以上對攤鋪機熨平板液壓調平系統故障原因分析，建立起如圖2所示的故障樹。接，表示在下層輸入X1，X2、X3、X4事件中任意一個發生的條件下，上端就有輸出A事件發生。

2.2事件模糊化分析要對上述所建立的攤鋪機熨平板液壓調平系統故障樹進行模糊分析［7］，應先將精確量模糊化。首先將檢測到的量值分為7個等級:負大(NL)、負中(NM)、負小(NS)、零(0)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PL)。設頂事件的設定值(正常值)為s，檢測值為v，7個模糊值對應的檢測值區間分別是:負大:v≤0.7s;負中:0.7s＜v≤0.85s;負小:0.85s＜v≤0.95s;正大:1.30s≤v;正中:1.15s≤v＜1.30s;正小:1.05s≤v＜1.15s;零:0.95s＜v＜1.05s。模糊概率值的選取是根據專家的經驗和元件的可靠性以及該事件變化對監測的狀態量變化的影響大小而確定的一個初值，并在以后的實踐中不斷進行調整［8］。這里將模糊事件和一些精確事件進行模糊化，比如說齒輪泵故障現象“很可能”是由于齒輪泵磨損引起的，則模糊概念“很可能”量化為P=0.8，而“可能”則量化為P=0.7，“有可能”量化為P=0.6等，而后在實際應用當中再修改。對于精確事件，同樣可以化為［0，1］之間的模糊概率值。通過模糊量化，可以確定頂事件攤鋪機熨平板液壓調平系統故障與其子節點之間的關系，如表2所示。按照上述方法，可列出故障樹各節點事件與其下一層子節點事件之間的模糊矩陣和截矩陣。如根據檢測值的情況，可以確定齒輪泵故障(T1)與其下層節點(X1、X2、X3、X4)之間的模糊量化關系表，如表3所示。根據檢測值的情況，可以確定溢流閥故障(T8)與其下層節點(X14、X15、X16)之間的模糊量化關系表，如表4所示。按此方法類推，對于攤鋪機液壓調平系統的模糊故障樹一共可確定十一個表列，也就是故障樹各節點事件與其子節點事件之間的模糊量化關系列表。有了這些定量關系值，針對某一頂事件的故障，還需按一定的算法進行推導，才能確定該頂事件具體的故障底事件(故障原因)。

2.3故障診斷算法設計采用搜索技術算法求解故障樹問題。廣度優先搜索算法“先產生的節點先搜索的原則進行”。按廣度優先搜索算法進行故障的診斷方法如下［9］:當頂事件出現故障時，先確定其故障等級，搜索其λ截矩陣，選取λ截矩陣中值為1的下一層節點，再由這些節點按同樣的方法向下進行搜索;若為底事件，則計算該底事件到頂事件分枝的故障值(此值為該分枝上所有概率值之積)，比較所有滿足條件的故障值，選擇最大故障值所對應的底事件，該底事件就是產生故障的原因。由此看出，廣度優先搜索算法不必搜索每一個節點，無論從故障診斷的速度還是運算量上，其優勢都是很明顯的，因此用該算法進行模糊故障樹分析故障診斷問題是切實可行的。

3攤鋪機熨平板液壓調平系統故障預防維護措施

及時地進行攤鋪機液壓調平系統故障診斷和維護工作，不僅可以大大減少系統的故障發生率，節約運行成本，還可以提高設備的運轉效率、可靠性和安全性。主要的日常預防維護措施為:(1)定期更換液壓油，定期清洗管路、閥門;(2)及時更換過濾器或清洗濾油網;(3)定期對液壓系統中的液壓油進行抽樣檢測，使之保持一定的清潔度;(4)定期檢查液壓調平系統中各處的密封件、閥芯以及彈簧是否損壞，并及時對其進行調整和更換;(5)保持液壓系統所有部件連接處的緊密性，防止泄漏或空氣等雜質進入系統中;(6)使用帶有堵塞指示信號的過濾器，實時監測過濾器油污染和流動情況;(7)加強操作人員的培訓，防止因操作不當引起故障。

作者：張超 晁鵬軍 李雷 單位：長安大學工程機械學院 一汽豐田汽車有限公司 長安大學工程機械學院