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故障樹分析法，是一種針對(duì)某個(gè)特定的不希望事件即系統(tǒng)故障，將其形成原因(包括軟件、硬件、人為因素、環(huán)境因素等)進(jìn)行由整體到部件按樹枝狀逐級(jí)細(xì)化的推理分析方法。傳統(tǒng)的故障樹分析法在液壓系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)中已得到了廣泛應(yīng)用［1－2］。然而，在實(shí)際復(fù)雜的系統(tǒng)里，影響因素大多復(fù)雜多變，往往難以收集到基本事件的準(zhǔn)確概率，而傳統(tǒng)的故障樹分析法對(duì)此類帶有模糊性的問題無法進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，這一缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了其在實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用。為此，引入了模糊數(shù)學(xué)中的理論，將模糊數(shù)學(xué)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(tǒng)故障診斷方法。此方法一方面既充分考慮到系統(tǒng)故障的發(fā)生概率、發(fā)生程度和發(fā)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(yán)密性的優(yōu)點(diǎn)，是進(jìn)行是對(duì)大型復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性與安全性進(jìn)行分析推理的有效工具［3］。

1攤鋪機(jī)液壓調(diào)平系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理及影響攤鋪質(zhì)量的因素

攤鋪機(jī)是一種將拌制好的混合料按照一定的寬度、厚度、壓實(shí)度、平整度和工作速度要求，均勻地鋪設(shè)在修建好的路面基層上，供壓路機(jī)進(jìn)一步碾壓成型的筑路機(jī)械［4］。隨著我國(guó)公路交通事業(yè)日新月異的發(fā)展，對(duì)瀝青路面的使用性能有了更高的質(zhì)量要求，進(jìn)而也對(duì)攤鋪機(jī)的性能、精度尤其是其調(diào)平系統(tǒng)提出了更高的要求。文中以SP120攤鋪機(jī)為主要研究對(duì)象，其液壓調(diào)平系統(tǒng)的原理圖如圖1所示。攤鋪機(jī)的液壓調(diào)平系統(tǒng)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(fā)動(dòng)機(jī)為齒輪泵提供動(dòng)力，齒輪泵中的壓力油通過各種閥組和液壓管路進(jìn)入到液壓缸的有桿腔和無桿腔，從而推動(dòng)液壓缸，使其做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)攤鋪機(jī)熨平板的調(diào)平。影響攤鋪路面質(zhì)量的因素有很多［5］，如攤鋪機(jī)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(zhì)量的缺陷。但是若在操作正確，輸料量適當(dāng)、混合料質(zhì)量合格等其他影響攤鋪路面質(zhì)量的因素被排除后，仍出現(xiàn)攤鋪厚度不均勻、平整度較差的現(xiàn)象時(shí)，就要對(duì)攤鋪機(jī)，尤其對(duì)其熨平板的液壓調(diào)平系統(tǒng)進(jìn)行檢查。

2攤鋪機(jī)液壓調(diào)平系統(tǒng)模糊故障樹的建立

2.1混凝土泵泵送系統(tǒng)模糊故障樹的建立通過實(shí)地考察和查找相關(guān)參考文獻(xiàn)［6］，對(duì)于攤鋪機(jī)熨平板液壓調(diào)平系統(tǒng)來說，發(fā)生故障以及故障發(fā)生的原因見表1。根據(jù)以上對(duì)攤鋪機(jī)熨平板液壓調(diào)平系統(tǒng)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(gè)發(fā)生的條件下，上端就有輸出A事件發(fā)生。

2.2事件模糊化分析要對(duì)上述所建立的攤鋪機(jī)熨平板液壓調(diào)平系統(tǒng)故障樹進(jìn)行模糊分析［7］，應(yīng)先將精確量模糊化。首先將檢測(cè)到的量值分為7個(gè)等級(jí):負(fù)大(NL)、負(fù)中(NM)、負(fù)小(NS)、零(0)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PL)。設(shè)頂事件的設(shè)定值(正常值)為s，檢測(cè)值為v，7個(gè)模糊值對(duì)應(yīng)的檢測(cè)值區(qū)間分別是:負(fù)大:v≤0.7s;負(fù)中:0.7s＜v≤0.85s;負(fù)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(jù)專家的經(jīng)驗(yàn)和元件的可靠性以及該事件變化對(duì)監(jiān)測(cè)的狀態(tài)量變化的影響大小而確定的一個(gè)初值，并在以后的實(shí)踐中不斷進(jìn)行調(diào)整［8］。這里將模糊事件和一些精確事件進(jìn)行模糊化，比如說齒輪泵故障現(xiàn)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(shí)際應(yīng)用當(dāng)中再修改。對(duì)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(jī)熨平板液壓調(diào)平系統(tǒng)故障與其子節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，如表2所示。按照上述方法，可列出故障樹各節(jié)點(diǎn)事件與其下一層子節(jié)點(diǎn)事件之間的模糊矩陣和截矩陣。如根據(jù)檢測(cè)值的情況，可以確定齒輪泵故障(T1)與其下層節(jié)點(diǎn)(X1、X2、X3、X4)之間的模糊量化關(guān)系表，如表3所示。根據(jù)檢測(cè)值的情況，可以確定溢流閥故障(T8)與其下層節(jié)點(diǎn)(X14、X15、X16)之間的模糊量化關(guān)系表，如表4所示。按此方法類推，對(duì)于攤鋪機(jī)液壓調(diào)平系統(tǒng)的模糊故障樹一共可確定十一個(gè)表列，也就是故障樹各節(jié)點(diǎn)事件與其子節(jié)點(diǎn)事件之間的模糊量化關(guān)系列表。有了這些定量關(guān)系值，針對(duì)某一頂事件的故障，還需按一定的算法進(jìn)行推導(dǎo)，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(shè)計(jì)采用搜索技術(shù)算法求解故障樹問題。廣度優(yōu)先搜索算法“先產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)先搜索的原則進(jìn)行”。按廣度優(yōu)先搜索算法進(jìn)行故障的診斷方法如下［9］:當(dāng)頂事件出現(xiàn)故障時(shí)，先確定其故障等級(jí)，搜索其λ截矩陣，選取λ截矩陣中值為1的下一層節(jié)點(diǎn)，再由這些節(jié)點(diǎn)按同樣的方法向下進(jìn)行搜索;若為底事件，則計(jì)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(duì)應(yīng)的底事件，該底事件就是產(chǎn)生故障的原因。由此看出，廣度優(yōu)先搜索算法不必搜索每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，無論從故障診斷的速度還是運(yùn)算量上，其優(yōu)勢(shì)都是很明顯的，因此用該算法進(jìn)行模糊故障樹分析故障診斷問題是切實(shí)可行的。

3攤鋪機(jī)熨平板液壓調(diào)平系統(tǒng)故障預(yù)防維護(hù)措施

及時(shí)地進(jìn)行攤鋪機(jī)液壓調(diào)平系統(tǒng)故障診斷和維護(hù)工作，不僅可以大大減少系統(tǒng)的故障發(fā)生率，節(jié)約運(yùn)行成本，還可以提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率、可靠性和安全性。主要的日常預(yù)防維護(hù)措施為:(1)定期更換液壓油，定期清洗管路、閥門;(2)及時(shí)更換過濾器或清洗濾油網(wǎng);(3)定期對(duì)液壓系統(tǒng)中的液壓油進(jìn)行抽樣檢測(cè)，使之保持一定的清潔度;(4)定期檢查液壓調(diào)平系統(tǒng)中各處的密封件、閥芯以及彈簧是否損壞，并及時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整和更換;(5)保持液壓系統(tǒng)所有部件連接處的緊密性，防止泄漏或空氣等雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)中;(6)使用帶有堵塞指示信號(hào)的過濾器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過濾器油污染和流動(dòng)情況;(7)加強(qiáng)操作人員的培訓(xùn)，防止因操作不當(dāng)引起故障。

作者：張超 晁鵬軍 李雷 單位：長(zhǎng)安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院 一汽豐田汽車有限公司 長(zhǎng)安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院