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威格士船閘液壓啟閉系統(tǒng)故障分析
點擊次數(shù)：2079 發(fā)布時間：2013-7-12
某船閘是重要航道樞紐，安裝有4扇人字形鋼閘門， 4扇平面鋼閥門，采用液壓啟閉機操縱，共設(shè)4套液壓站，每套液壓站驅(qū)動QPPYI-200-5型液壓直推式啟閉機和QPPYI-200-5型液壓直升式啟閉機各1臺，采用PLC可編程控制器 控制系統(tǒng)，液壓站、液壓啟閉機、液壓管路及相應(yīng)的電控系統(tǒng)構(gòu)成一個機電液一體化系統(tǒng)。該系統(tǒng)自動化程度高，元器件復(fù)雜繁多，一個元件的損壞失效就會造成整個系統(tǒng)故障停機，甚至造成設(shè)備損壞，設(shè)備維護(hù)和故障診斷的難度較大。為了加快故障診斷速度，分析系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，指導(dǎo)設(shè)備管理，.提高系統(tǒng)的工 作可靠性，減少船閘故障斷航的頻率和斷航時間，在設(shè)備管理中引入了"故障樹 分析法"。
（1）船閑液壓啟閉系統(tǒng)故障樹的建立
船閘液壓啟閉系統(tǒng)是由液壓泵組、液壓管道、截止閥、電磁（液）換向閱、溢流閩、電磁溢流閥、節(jié)流閥、單向閥、壓力表和壓力繼電器、啟閉機油缸、啟 閉機活塞桿以及電控裝置等多種部件組成的一個復(fù)雜的機、電、液一體化系統(tǒng) （液壓系統(tǒng)原理見圖8-9） ，故障現(xiàn)象多種多樣，如泵組噪聲大、管道振動、油液泄漏、活塞桿爬行、活塞桿動作無力、活塞桿不動作等。
圖8-10以閥門開啟時洶缸活塞桿不動作為頂事件的故障樹 圖8-10為以閱門開啟時油缸活塞桿不動作故障作為頂事件的故障樹。在選擇故障樹頂事件時主要考慮以下原則:
①引起事件的原因較多且不易 于分析判斷;
②事件形態(tài)顯示zui直觀:③事件一旦發(fā)生引起的后果zui嚴(yán)重。因 而，在充分分析相關(guān)技術(shù)資料，充分征求設(shè)計、運行、維護(hù)人員意見的基礎(chǔ) 上，分別確定:
①人字門開啟時活塞桿不動作;
②人字門關(guān)閉時活塞桿不動作;
③閥門開啟時活塞桿不動作;
④閱門關(guān)閉時活塞桿不動作等頂事件分別建 立故障樹。
船閘啟閉系統(tǒng)是由閘闊門及其運轉(zhuǎn)件、液壓啟閉系統(tǒng)、電控系統(tǒng)三個子系統(tǒng) 構(gòu)成的一體化系統(tǒng)，三個子系統(tǒng)既相互關(guān)聯(lián)又自成系統(tǒng)，其中液壓系統(tǒng)作為動作 的執(zhí)行機構(gòu)zui為復(fù)雜也zui為關(guān)鍵。為了突出重點，使故障樹簡潔明了、結(jié)構(gòu)清晰，以液壓系統(tǒng)故障為主進(jìn)行分析展開，可能引起液壓系統(tǒng)不正常工作的機、電 系統(tǒng)故障在必要時單獨繪制故障樹分別分析。
（2）船閉液壓啟閉系統(tǒng)故障樹分析
在圖8-10所示的故障樹中，只有單一的邏輯"或"門，它表示當(dāng)一個或多個輸入事件發(fā)生時輸出事件必發(fā)生。由此可知，在輸入邏輯"或"門的幾個中間 事件中，只要有一個事件發(fā)生就能導(dǎo)致其上一級失效事件的發(fā)生。因此，在圖 8-10列出的基本事件（圓形框圖）或未展開事件（菱形框圖）中，只要其中一 個發(fā)生，則"活塞桿不動作"事件就會發(fā)生。
各種基本事件和未展開事件的發(fā)生模率是不一樣的，為了使頂事件發(fā)生的概 率減少，就要分析各基本事件和未展開事件的發(fā)生概率，找出高概率事件，分析 高概率事件的產(chǎn)生原因，制定減少高概率事件發(fā)生的措施。在本故障樹中，未展開事件為闊門和電控系統(tǒng)故障，根據(jù)經(jīng)驗，閥門故障發(fā)生的概率極小，分析時一般 不予考慮，電控系統(tǒng)故障原因較為復(fù)雜，應(yīng)單獨進(jìn)行故障樹分析。根據(jù)相關(guān)產(chǎn)品說 明和多年運行經(jīng)驗，對基本事件的發(fā)生概率進(jìn)行了定性分析，結(jié)果見表8-20 表8-2基本事件的發(fā)生概率統(tǒng)計
從表8-2可以看出，閥芯卡阻故障頻率高且占所有基本事件的50%。根據(jù)相關(guān)液壓知識和經(jīng)驗，發(fā)生闊芯卡阻故障的主要原因是液壓油雜質(zhì)較多或液壓油變 性失去潤滑效果。經(jīng)過故障樹分析，很容易得出"在液壓設(shè)備管理和主動維護(hù)過程中，應(yīng)重點監(jiān)測液壓油的品質(zhì)，保證液壓油的潔凈度和潤滑性能，從而提高系 統(tǒng)的整體可靠度"的結(jié)論。根據(jù)這一結(jié)論，在設(shè)備管理工作中重點加強液壓油的品質(zhì)管理，改善液壓油的防塵防水效果，增加濾油次數(shù)，定期檢測液壓油的潔凈 度和品質(zhì)，定期更換液壓油。設(shè)備故障因此大幅減少。 建成的故障樹相當(dāng)于一個形象的管理維修指南，在故障樹建立以后，利用故障樹邏輯性強、簡潔明了的特點，再標(biāo)以各基本事件的發(fā)生概率，用于培訓(xùn)指導(dǎo) 運行和維修人員，有效提高了職工素質(zhì)。 在實際工作中，維修人員利用故障樹按圖索驥、順藤摸瓜查找設(shè)備故障，提高了故障診斷的速度和準(zhǔn)確性。如某次運行時發(fā)生下右閱門不能提升故障，故障發(fā)生時，人字門啟閉正常，表明電動機油泵運轉(zhuǎn)正常，維修人員根據(jù)相應(yīng)的故障 樹迅速查找出高發(fā)故障點為溢流閥13、換向閥11經(jīng)檢查，是溢流閱13閥芯在 開位卡阻，液壓油由溢流閥13直接回油箱，造成活塞桿不動作，經(jīng)搶修，設(shè)備 恢復(fù)正常，前后僅用時30min。