故障樹診斷法在工程機(jī)械故障排查中的應(yīng)用分析

摘要：以CPC30型柴油動力叉車為研究對象，基于故障樹診斷方法，對叉車最常見的3類故障，即底盤離合器故障、制動系統(tǒng)故障以及轉(zhuǎn)向故障建立了故障樹，結(jié)合工程實際案例分析，證明了該方法的可行性與合理性。

關(guān)鍵詞：CPC30型叉車;故障樹診斷法;工程機(jī)械故障

0 引言

叉車作為現(xiàn)代物流企業(yè)、制造生產(chǎn)企業(yè)等必備的轉(zhuǎn)運(yùn)工具，發(fā)揮著不可替代的作用，具有適應(yīng)能力強(qiáng)、機(jī)動靈活、操作簡單、運(yùn)行平穩(wěn)等諸多特點(diǎn)。一條生產(chǎn)線往往會配備幾十臺叉車作為轉(zhuǎn)運(yùn)工具，其工作性能的好壞往往關(guān)系到整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，因此，必須保持叉車處于良好的工作狀態(tài)[1-3]。本文基于故障樹診斷方法，對最常見的3種叉車故障建立了故障樹，并進(jìn)行了工程案例分析，相關(guān)研究成果可以為提高叉車故障診斷效率提供參考。

1 CPC30型叉車構(gòu)造簡介

本文研究對象為CPC30型柴油動力叉車，其具體結(jié)構(gòu)主要分為發(fā)動機(jī)、底盤、液壓系統(tǒng)等。其中，發(fā)動機(jī)型號為新柴490BPG，最大排量2.54 L，額定功率37 kW，轉(zhuǎn)速2 650 r/min;底盤包括離合器、變速器、制動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等;液壓系統(tǒng)包括液壓升降和液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

2 故障統(tǒng)計分析

對某軌枕生產(chǎn)廠2015—2019年960起叉車故障的數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計，并根據(jù)叉車構(gòu)造，將叉車故障分為啟動困難、排放異常、發(fā)動機(jī)異響、發(fā)動機(jī)無力、離合器故障、變速箱掛不上擋、制動故障、轉(zhuǎn)向故障、起重?zé)o力、電路電器故障、液壓系統(tǒng)故障以及其他共計12類。在這12類叉車故障中，離合器故障占比最高，為25.3%，轉(zhuǎn)向故障其次，為20.1%，第三為制動系統(tǒng)故障，占比為19.5%，以上3種故障在近幾年分別發(fā)生了236次、188次和181次。

3 建立故障樹

3.1? ? 故障樹診斷方法

故障診斷數(shù)學(xué)方法可分為貝葉斯法、時間序列法、灰色系統(tǒng)法、模糊診斷法以及故障樹診斷分析法5種。其中，故障樹診斷法是將可能造成叉車某種故障的原因逐級分解，繪制成如樹枝形狀的圖進(jìn)行表達(dá)，包含頂事件、中間事件以及底事件3種要素，具有邏輯性、通用性、廣泛性和直觀性特點(diǎn)，可用于工程技術(shù)可靠性、安全性、風(fēng)險性等方面的分析和研究，對于沒有很好掌握設(shè)備構(gòu)造或經(jīng)過專業(yè)維修培訓(xùn)的駕駛員和操作員來說，可以根據(jù)故障樹對叉車故障進(jìn)行早期排查，及時跟專業(yè)維修人員溝通，避免故障擴(kuò)大化。因此，本文選取故障樹診斷方法，對叉車最常出現(xiàn)的離合器故障、制動系統(tǒng)故障以及轉(zhuǎn)向故障進(jìn)行了分析。

3.2? ? 離合器故障樹

離合器故障可劃分為異響、打滑和分離不徹底，而離合器異響主要由分離軸承與杠桿間歇小、摩擦片花鍵槽松曠以及分離軸承損壞3種因素引起，離合器打滑主要由分離杠桿過高、摩擦片磨損、壓盤彈簧失效以及自由行程小4種原因造成，離合器分離不徹底則可能是由自由行程過大、摩擦片磨損、分離杠桿低、壓盤彈簧彈力不均4種原因造成。根據(jù)上述分析，建立起叉車離合器故障樹，如圖1所示。

3.3? ? 制動系統(tǒng)故障樹

叉車制動系統(tǒng)故障主要有兩個特征：一是制動失靈或者疲軟，二是制動跑偏。制動疲軟主要由總泵漏油、剎車片打滑以及剎車片磨損造成，其中剎車片打滑可能是由半軸漏油或分泵漏油引起;制動失靈可能是由總泵損壞、缺剎車油以及剎車片磨損導(dǎo)致;制動跑偏可能是由兩側(cè)胎壓不同或者兩側(cè)制動力矩不同造成，制動力矩不同可能是由制動疲軟引起。根據(jù)上述分析，建立起叉車制動系統(tǒng)故障樹，如圖2所示。

3.4? ? 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障樹

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障主要分為轉(zhuǎn)向失靈、轉(zhuǎn)向沉重、轉(zhuǎn)向異響以及漏油4種。其中，轉(zhuǎn)向失靈可能是由轉(zhuǎn)向器故障、轉(zhuǎn)向油缸內(nèi)泄以及分流閥故障引起;轉(zhuǎn)向沉重可能是由轉(zhuǎn)向器故障、油壓不足以及液壓油變質(zhì)引起，其中油壓不足可能是由于缺液壓油、多路閥故障、液壓泵故障以及轉(zhuǎn)向油缸故障造成;轉(zhuǎn)向異響則可能是由轉(zhuǎn)向油缸和轉(zhuǎn)向橋故障造成，其中轉(zhuǎn)向橋故障可能是由壓力軸承損壞以及滾針軸承損壞造成。根據(jù)上述分析，建立起叉車制動系統(tǒng)故障樹，如圖3所示。

4 工程案例

一臺叉車在掛擋松抬離合器踏板后，發(fā)現(xiàn)起步比較困難，加大油門卻沒有提高車速，行駛乏力。駕駛員根據(jù)經(jīng)驗先自行排查，檢查重點(diǎn)對象放在了發(fā)動機(jī)上，依次對空濾、低壓油路油管以及噴油嘴等進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)一切正常，同時高壓油路也正常，未排查出故障點(diǎn)。后經(jīng)專業(yè)維修人員結(jié)合故障樹診斷法進(jìn)行診斷，認(rèn)為造成叉車行駛無力的原因不僅是發(fā)動機(jī)問題，還包括底盤故障，如離合器打滑、制動未解除等，因此重點(diǎn)對離合器進(jìn)行了檢查，打開離合器后發(fā)現(xiàn)摩擦片磨損十分嚴(yán)重，已經(jīng)存在燒片現(xiàn)象，故更換了離合器摩擦片。

由以上案例分析可知：故障樹對于專業(yè)維修人員而言具有直觀、易于掌握等優(yōu)點(diǎn)，能幫助維修人員快速找到叉車故障點(diǎn)，同時也證明了故障樹診斷方法的可行性與合理性。

5 結(jié)語

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計表明，離合器故障、轉(zhuǎn)向故障以及制動系統(tǒng)故障是叉車的主要故障類型，占比分別為25.3%、20.1%和19.5%。本文基于故障樹診斷方法，建立了以上3類叉車故障的故障樹，并結(jié)合工程案例分析，證明了該方法的合理性與可行性，為提高叉車故障診斷效率提供了參考。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 陳寶強(qiáng)，蔣旭東，侯敬波.AGV叉車在倉儲行業(yè)的應(yīng)用[J].中國儲運(yùn)，2018（8）：118-124.

[2] 史曉勇，高永強(qiáng).CPCD60型叉車制動系統(tǒng)工作原理及故障排查實例[J].工程機(jī)械與維修，2017（6）：76-77.

[3] 史曉勇.CPCD45型叉車掛擋后不能行駛故障排查兩例[J].工程機(jī)械與維修，2019（1）：114-116.

收稿日期：2020-03-26

作者簡介：金丹帥（1986—），男，浙江東陽人，工程師，從事機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計、軟硬件開發(fā)等工作。