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故障樹分析法范文1
【關鍵詞】飛機氧氣系統 故障樹分析法 可靠性
對民用飛機而言，氧氣系統一旦發生故障就有可能導致航班延誤影響正點率，更嚴重的可能會危及飛行安全以及機組人員與乘客生命安全。因此，對飛機氧氣系統的常見故障進行分析，提高飛機氧氣系統的可靠性、安全性和有效性就具有非常重要的現實意義。
一、A320氧氣系統
飛機的氧氣系統作為飛機主要系統之一，它的任務就是在飛機座艙增壓失效時為機組，乘務員和乘客提供生命活動所必需的氧氣，保障生命安全。飛機氧氣系統可分為機組氧氣系統，旅客氧氣系統和便攜式氧氣系統。如果駕駛艙壓力突然減少或者有煙霧以及危險氣體時，機長，副駕駛和觀察員可以在任意時刻根據自身的需要選擇是否使用氧氣面罩；而只有在座艙失壓時，乘務人員和旅客才能允許使用氧氣面罩。便攜是氧氣系統主要用于急救和一些特殊需求的人員。下圖為A320機組氧氣系統原理圖。
二、故障樹分析法
故障樹分析法（Fault Tree Analysis）簡稱FTA，是目前我們在研究系統可靠性中一種比較常用的方法。1961年由美國貝爾電話研究室的華特先生提出，其后在航空領域，原子反應堆等復雜動態系統中得到了充分利用。FTA是一種從系統到部件，再到零件的分析方法。它將系統失效和各種硬件軟件因素用恰當的邏輯符號連接起來，構成一幅倒立樹狀圖形，來分析系統失效發生的概率。FTA不僅可以對系統失效做出定性分析同時也可以做定量的分析，定性分析即找出各種底事件對系統失效的傳播途徑，而定量分析則是根據底事件對整個系統影響的輕重程度來計算系統失效的概率。
首先要確定頂事件，即導致系統失效的故障狀態。確立好頂事件后，對其進行分析從而找出引起它發生的直接原因，并將所有找出的直接原因與頂事件用恰當的邏輯符號聯系起來。然后分析每一個造成系統失效的直接原因，若還能進行進一步分解，則將其作為下一級的輸入事件，如果對頂事件那樣進行分析處理尋找其間接原因。循環往復逐級向下分解直到所有輸入事件不能再分解為止，就構成了一幅完整的故障樹圖。
三、A320飛機氧氣系統典型故障的分析
本文以A320的氧氣系統為例，來進一步說明故障樹分析法在飛機氧氣系統失效時排除故障的具體方法。通過對A320氧氣系統的工作原理和故障原因進行綜合分析后，總結出氧氣系統故障可以分為下列幾種情況：首先，故障可分為機組氧氣系統故障和旅客氧氣系統故障；其次，機組氧氣系統故障又可分為機組氧氣系統喪失供氧能力和氧氣管道壓力低且警告系統失效兩種情況：而旅客氧氣系統故障可分為座艙失壓氧氣系統無法供氧和單個旅客服務組件（PSU）故障。機組氧氣系統喪失供氧能力故障樹見圖1。
如圖1所示，該故障樹清晰明了的表達在機組氧氣系統喪失供氧能力和兩個中部時間以及四個底事件之間的邏輯關系。此時，對飛機而言，會導致其失去控制而損毀；對于機組而言，飛行員可能由于高空缺氧造成暈厥，甚至窒息死亡；而對于乘客來說，絕大多數無法幸免。從上圖可以看出，造成該故障的主要原因為氧氣滲漏及氧氣瓶組件故障，對于駕駛艙氧氣面罩無法使用的問題，其發生的概率是比較小的，所以應根據AMM35-12-41PB401中的規定排除故障。
圖2顯示為飛機氧氣管道壓力低且警告功能失效，這種情況與機務在航前檢查時沒有仔細檢查氧氣管路是否滲漏有關，會降低緊急情況下機組的工作能力，直接影響了安全飛行裕度。對于滲漏和氧氣瓶組件故障，可以按照圖1方法進行排故；對于低壓開關故障，應按IPC35-32-09-10檢查開關，重新安裝后，測試是否正常。
故障樹圖3顯示，單個PSU故障是由氧氣面罩不能收放，氧氣化學發生器故障和輸送電纜及連接器故障造成的。氧氣化學發生器故障通常是旅客在使用完氧氣面罩后，機務人員應及時參考IPC35-32-09-33更換新氧氣瓶及面罩，依據AMM35-32-42-210-001/002對氧氣瓶以及壓力檢查，對其充氧使其壓力達到規定水平；對于面罩不能收放，應依據AMM35-21-00重新整理和收納氧氣面罩，并檢查其容器。對于A320來說，全機共有54套PSU，其中26套有3個氧氣面罩，28套有4個氧氣面罩，總共有190個氧氣面罩可供使用，而A320客艙座位數為150個，根據CCAR25（運輸類飛機適航標準）規定的客艙氧氣面罩的總數必須比座位數多10%以上。也就是說在A320客艙中，比規定值10%還要富裕17%，即不會造成災難性或危險事件的發生。
四、結束語
通過對飛機氧氣的典型失效形式用故障樹的方法進行分析，顯而易見，故障樹分析法與傳統的排故方法相比，具有其獨特的優勢。傳統的維修方法是在其發生故障后，一一檢查所有可能失效的部件，而故障樹分析法則是根據故障形式及故障原因直接找出最根本的失效事件，節約了維修的時間和成本，提高了排除故障的速度和精度。綜合故障樹分析在飛機氧氣系統中實踐的成功性，建議可以將這種分析方法用在更多的復雜動態系統中。
參考文獻：
[1] AMM操作手冊[M]. ATA-35.2004.
[2] 陳，王曉春. A320 飛機機組氧氣系統[J].科技資訊，2012（27）：44-45.
[3] 李洪寧.基于CBR與FTA的飛機故障診斷專家系統的研究與設計[D].山東：青島科技大學，2012.
[4] 湯旭. 民用飛機氧氣系統故障樹分析[J]. 民用飛機設計與研究，2012（S1）：174-177.
故障樹分析法范文2
關鍵詞：故障樹 故障樹分析 故障診斷
中圖分類號：U292 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（b）-0078-02
1 故障樹分析方法概述
1.1 故障樹分析法簡介
故障樹定性分析就是將致命性故障或災難性危險等產生的原因由樹干到樹枝逐級細化，進而分析致命性故障或災難性危險與其產生原因之間的因果關系，進而找出所有可能的風險因素。故障樹定量分析是由下至上依據底層事件發生的概率以及邏輯門關系，算出系統總事故的概率，并且還能將底層事件風險依據概率大小排序，并針對性確定風險控制措施和方案。其一般流程為：選擇頂事件+構造故障樹+定性識別出導致頂事件發生的所有底層事件+定量分析計算頂事件發生概率及底事件的重要度+提出各種風險控制措施和方案。
在軌道車輛工程中，可運用故障樹分析車輛已暴露的故障，進而獲得影響車輛正常工作的關鍵要素，并進行針對性質量控制，也可以在車輛研制的初始階段對其進行建樹分析，進而確定設計中的薄弱環節，提出改進措施。
1.2 故障樹的建立
在故障樹分析中，位于故障樹頂端的是故障樹分析的目標和關心的結果事件，定義為“頂事件”，將所分析系統的各種故障和失效、不正常情況等定義為“故障事件”，用“成功事件”定義所分析系統各種正常狀態和完好情況。將位于頂事件與底事件之間的中問結果事件定義為中間事件。常用的符號包括事件符號、邏輯門符號和轉移符號等。
在建立故障樹前，首先要對系統進行全面深入的了解。系統的設計、制造、安裝調整、使用運行、維修保養等方面的技術文件和數據資料等都要被分析和研究。除了要考慮系統本身的因素外，還要考慮人為因素及環境因素的影響。對系統及單元的功能和失效以及人為因素及環境因素，應給予明確的定義。在故障樹分析中，將由單元本身引起的事件稱為“一次事件”，將由人的因素或環境條件引起的事件稱為“二次事件”。建立故障樹的具體步驟如下。
1.2.1 確定頂事件
通常將所分析系統最不希望發生的致命性故障或災難性危險作為該系統故障樹分析的頂事件。因此，對一個系統而言，頂事件并不唯一，可以有多個。任何需要分析的系統故障或災難性危險，只要是可以分解且有明確定義，則都可以作為該系統故障樹的頂事件。
1.2.2 確定其他層級事件
確定了系統的頂事件之后，把頂事件作為起始端向下建立故障樹。先是找出導致頂事件發生的所有可能直接原因，將其作為第一級中間事件。用相應的事件符號表示第一級中間事件，再選取恰當的能表達中間事件與上一級事件邏輯關系的邏輯門符號連接中間事件與上一級事件。依此逐級向下建立故障樹，直到找出所有能夠引起系統故障的無法再向下追究的原因為止，將最末層事件作為底事件，至此，建樹完成。
1.2.3 需注意的問題
建立故障樹的過程中需要注意以下幾個方面的問題。
一是通常采用以系統的功能為主線來確立故障樹各層級事件進而建立完整故障樹，建樹過程始終按照演繹的邏輯進行。同時要注意到復雜系統通常有多個流程分支，主流程不唯一，因此在建樹時要依據具體系統情況而定。
二是在建立故障樹前要合理地選取和設定所分析系統及單元（部件）的邊界條件。所謂邊界條件是指系統和單元（部件）的若干變動參數，參數設定合理，將有助于在建故障樹過程中抓住主線和明確范圍。
三是故障樹各層級事件的定義要精確唯一，不易造成歧義。
四是故障樹各層級事件間有清楚、嚴謹的邏輯關系。
五是應注意邏輯多余事件的刪減，盡量簡化故障樹，且故障樹應便于定性和定量分析。
2 故障樹定性分析實例
故障樹定性分析某型軌道客車系統的目的是要找出該型軌道客車故障的全部可能原因，并定性地識別該型軌道客車系統設計、制造、安裝調整、使用運行、維修保養等方面的薄弱環節。
在用故障樹定性分析某型軌道客車系統時，最為關心的是最小割集，即導致頂事件發生的必要而充分的底事件的集合。僅當最小割集包含的底事件都同時存在時則頂事件發生，或者是只要最下割集中有任何一個事件不發生，則頂事件不發生――最小割集的性質。如果系統出現了故障事件，則必然至少有一個最小割集發生。系統的一種故障模式可以用一個最小割集表示，系統的故障譜即可以表示為全體最小割集。因此，防止所有最小割集發生是保證頂事件不發生的可靠措施。在軌道客車的設計中要采取必要的措施降低最小割集發生的概率，在軌道客車的運轉中要努力確保不使最小割集發生。
3 故障樹定量分析實例
故障樹定量分析某型軌道客車系統的任務是，在已知底事件發生概率的條件下，利用故障樹作為計算模型，求解出頂事件即某型軌道客車系統故障或失效發生的概率，從而可以評估出該軌道客車系統的可靠性、安全性及風險性。
假定故障樹的頂事件及相互獨立的全部底事件均只有“不發生”和“發生”，亦即“正?！焙汀肮收稀眱煞N狀態，則根據底事件發生的概率，由下往上按故障樹的邏輯結構逐級運算即可求得頂事件發生的概率。
其中底事件發生概率的定量分析來源于單元或部件失效數據的收集和統計分析。失效數據是故障樹定量分析的基礎，直接影響系統可靠性、安全性及風險性分析的精確性和適用性。由于來源于壽命試驗產生的失效數據受到財力、物力和人力等方面因素的限制，數據來源很少。而來源于生產現場的壽命試驗，雖然條件現成、真實，失效數據來源多，但受限于不夠重視現場失效數據的搜集，或者失效數據丟失，或者失效數據記錄不完整或不正確。目前，失效數據不足已經成為影響可靠性定量分析和風險評估的一個難點問題，因此要建立失效數據庫是一個長期且重要的任務，要十分重視對軌道客車系統單元或部件失效數據的收集和統計。
4 故障樹分析法的注意事項
故障樹分析是由一個或多個不希望發生的頂事件開始，向下逐級分析導致頂事件發生的直接原因和潛在原因的方法。在運用故障樹分析軌道客車系統時，需要根據故障樹分析的特點，注意以下幾個方面的問題：一是無論是進行定性還是定量故障樹分析，在建立故障樹時，都應盡量確保故障樹完整、準確，以使故障樹不會影響分析結果的準確性。因此在該型軌道客車事故樹分析的過程中，采用了由熟悉該型軌道車輛系統的多個工程師共同參與建樹的方法，實踐證明這種由多個工程師共同參與建樹的方法相比于由一個人建立起來的故障樹更為有效、完整和準確。二是常用故障樹的定性分析法進行系統故障診斷，因此在故障樹分析過程中可先求出最小割集，并按照從小到大的順序將割集排序，進而依據最小割集的階數進行故障診斷。三是故障樹的定量分析法常用于對系統進行安全性分析。通過自上而下的指標分配，可確定對于各底事件的安全性要求指標。通過自下而上的計算，可用于對頂事件的安全性要求進行驗證。因此各底事件概率的準確性將影響故障樹定量分析的準確性。
參考文獻
[1] 俞秀蓮，程曉卿，秦勇，等.基于可靠性的城軌車輛預防性維修優化模型[J].計算機仿真，2014（2）：225-229.
故障樹分析法范文3
關鍵詞：故障樹分析法；FTA；無人機；定性；定量；應用
中圖分類號：TN83 中圖分類號：A
1 概述
故障樹分析法（FTA——Fault Tree Analysis）是目前國內外進行系統安全性分析和風險評價所普遍采用的方法之一，它用邏輯推理的方法，形象地進行危險的分析工作，直觀、明了、思路清晰、邏輯性強，可以做定性分析，也可以做定量分析，目前已在多個領域得到了廣泛應用。
2 創新點
（1）首次定量分析了飛機的安全風險，將FTA技術運用機飛行全階段的事故分析，填補了安全性量化分析的空白。
（2）首次從可靠性、安全性的角度系統地分析了飛機余度設計的合理性，找出薄弱環節與重點產品，為確定生產與維護中的重點控制范圍提供了更為科學的依據。
3 相關概念
FTA技術是通過對可能造成系統故障的各種因素（包括硬件、軟件、環境、人為因素等）進行分析，畫出邏輯框圖（即故障樹），從而確定系統故障原因的各種可能組合方式及其發生概率，以便采取相應的糾正措施提高系統可靠性的一種設計方法。它不僅能反映單元故障對系統的影響，還能反映幾個單元故障組合對系統的影響，并把這種影響的中間過程用故障樹清楚地表示出來。這些優點使FTA更適合于對復雜系統故障的全面綜合分析。它的指導標準：GJB/Z 768A-98《故障樹分析指南》。
故障樹分析（FTA）的目的是：通過建造故障樹透徹了解系統的故障邏輯關系，找出導致頂事件的所有基本故障原因事件或基本故障原因事件組合，并量化其故障概率，從而辨識出系統在安全性或可靠性設計上的薄弱環節，以便改善設計或完善維修方案，有效降低風險。
4 無人機的FTA工作
為了對無人機首飛的損失概率進行預計評估，將采用FTA技術進行分析。結合工程實際，把這項工作分解成了幾個階段。
（1）系統級FTA
結合工程經驗，對飛機在整個典型任務剖面內，從滑跑起飛、爬升、巡航、下滑、著陸等每個階段可能發生的致命故障作了詳細全面的分析，共找出5個頂事件。
（2）設備級FTA
正確建立故障樹是FTA工作的基礎及關鍵，它直接影響到最終的分析結論。保證故障樹的正確性，要求對各系統對本系統的工作原理、設計意圖、工作方式進行清理。在此基礎之上，各專業依據FTA工作指南和我們分析得出的各專業的頂事件進行了詳細的FTA，并建立設備/組件級故障樹分析如圖1，通過分析找出4個最小割集如表1。
a.定性分析：按照上行法或下行法分析發現系統最小割集均為2階割集，無單點故障，但從發生的故障率可以判斷系統主要薄弱環節是1#繼電器故障斷開、2#繼電器故障斷開，均屬于外協成品燃油測量控制盒EUC-15，在產品研制中，應將特別注意保證1#繼電器與2#繼電器的設計與生產質量；在使用中，應著重注意該薄弱環節的維護檢查。
b.定量分析：先根據成品技術協議或統計數據等確定底事件的故障率λ，通過仔細認真的分析，合理確定故障模式頻數比，后根據邏輯門的計算公式計算出上一級的事件的故障率λ或故障概率P，這樣一級一級從下而上可以推算出頂事件的故障率或故障概率。邏輯門計算公式如下：
根據上述方法最后得出燃油系統不能按要求供油的故障概率。
（3）結論
根據各系統分析出的分系統的頂事件（即飛機頂層原因分析的底事件）的發生概率和故障樹，再進行整機的致命故障概率計算，找出頂事件發生的各種原因和原因組合。各設備級的FTA工作結果是系統級FTA的輸入，依據邏輯門的計算公式就能計算出各事故的發生概率，從而算出飛機首飛成功的概率為0.99。
5 難點和解決措施
本次工作的難點是準確合理的建樹和找出各底事件的發生概率。為了解決這兩個難點，采取了以下措施：
（1）熟悉各系統方案，工作原理和工作方式，及各系統之間的交聯關系，清理各系統的余度配置情況以及單點故障環節。并與相關設計人員進行了多輪協調討論，確定了系統級和設備級的故障樹。
（2）充分挖掘數據資源，根據產品的協議指標或預計值并結合工程經驗進行的初步估算，或根據相似產品的數據進行適當修正而得出的，或查找相關的手冊數據。
6 總結
（1）飛機涉及的系統設備很多，工作原理、工作方式等都必須透徹了解，并要理清各系統的復雜交聯關系，需要很全面很豐富的專業知識才能正確建立故障樹。
（2）在技術審查各專業的FTA報告中要深入、準確，并盡量將資源共享，互相多溝通，盡量多了解一些，以便更快的把握產品的可靠性水平，提升飛機的競爭力。
（3）設計人員應該對可靠性的基礎知識有較好的了解，各級審核人員應該認真把關，可靠性人員應該多學習了解各專業知識，以便更好的指導校正各專業開展可靠性工作。
（4）數據缺乏是整個行業普遍的現象，應盡快建立完善的數據信息系統，廣泛收集飛機從試飛試驗開始到使用報廢發生的所有問題和故障，充分利用這些寶貴的資源。
參考文獻
故障樹分析法范文4
[關鍵詞]故障樹起重作業 事故預防
Fault tree analysis of lifting injury accident prevention approach
Luo Xin
（China Railway 11 Bureau Group CorporationWuhan, Huei Post code: 430061 ）
[Abstract] Fault Tree Analysis method is used to analyze the basic cause of the accident and successful way to prevent accidents and provide a theoretical basis for the lifting operation safety management.
[Key words] FTA; Lifting operation; Accident prevention
中圖分類號：TH21文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
1 引言
故障樹是一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關系圖，它用事件符號、邏輯門符號和轉移符號描述系統中各種事件之間的因果關系。邏輯門的輸入事件是輸出事件的"因"，邏輯門的輸出事件是輸入事件的"果"。它采用邏輯的方法和因果關系圖來形象地進行危險分析，以圖形化"模型"路徑的方式從上到下逐級建樹并且根據事件而聯系，直觀地顯示一個系統能導致一個可預知的或不可預知的故障事件（失效），路徑的交叉處的事件和狀態。并在此基礎上開展定性、定量分析。體現了以系統工程方法研究安全問題的系統性、準確性和預測性。
起重作業是利用起重機械或起重工具移動重物的操作活動，廣泛應用于建筑施工、物流組織、工農業生產、航天等多個領域。起重傷害事故是指在進行起重作業（包括吊運、安裝、檢修、試驗）中發生的重物（包括吊具、吊重或吊臂）墜落、夾擠、物體打擊、起重機傾翻等事故。起重傷害事故可造成重大的人員傷亡或財產損失。根據不完全統計，在冶金、機電、鐵路、港口、建筑等生產部門，起重機械所發生的事故高達25％左右，其中死亡事故占15％左右，已引起生產經營企業、政府監管部門、科研及檢測、咨詢中介機構等有關方面的高度重視，國家有關部門已經明確下文將起重機定為特種(危險)設備、起重作業人員定為特殊工種。因此研究事故的致因理論和預防理論,進而預防起重機傷害事故的發生是很有必要的。
2 起重傷害事故的特點
從安全角度看，與一般純手工作業、使用簡單或小型機具作業、一人一機在較小范圍內的固定作業方式不同，起重機的功能是將重物提升到空間進行裝卸吊運，它的作業運動軌跡是立體的。為滿足作業需要，起重機械需要有特殊的結構形式，使起重機和起重作業方式本身就存在著諸多危險因素。概括起來起重作業有如下特點：
2.1吊物具有很大的重量和可變的勢能
被搬運的物料個大體重（一般物料均上噸重、目前世界起重量最大的移動式門式起重機“宏海號”桁架式拱形起重機的設計起重量達22000噸）、種類繁多、形態各異（包括成件、散料、液體、固液混合等物料），起重搬運過程是重物在高空中的懸吊運動。
2.2 起重作業是多種運動的組合
起重機的起升機構、運行機構、旋轉機構和變幅機構四大機構組成多維運動，體形高大金屬結構的整體移動，大量結構復雜、形狀不一、運動各異。速度多變的可動零部件，形成起重機械的危險點多且分散的特點，給安全防護增加難度。
2.3作業范圍大
金屬結構橫跨車間或作業場地，高居其他設備、設施和施工人群之上，起重機帶載可以部分或整體在較大范圍內移動運行，使危險的影響范圍加大。
2.4 多人配合的群體作業
起重作業的程序是地面司索工捆綁吊物、掛鉤；起重司機操縱起重機將物料吊起，按地面指揮，通過空間運行，將吊物放到指定位置摘鉤、卸料。每一次吊運循環，都必須是多人合作完成，無論哪個環節出問題，都可能發生意外。
2.5作業條件復雜多變
在車間內，地面設備多，人員集中；在室外，受氣候、氣象條件和場地限制的影響，特別是流動式起重機還涉及水文、地質、地形地貌和周圍環境等多因素的影響。
總之，重物在空間的吊運、起重機的多機構組合運動、龐大金屬結構整機移動性，以及大范圍、多環節的群體運作，使起重作業的安全問題尤其突出。
3起重傷害進行故障樹分析
3.1以吊物擠、撞打擊傷害為例繪制起重傷害故障樹。用矩形符號表示頂上事件或中間事件，用圓形符號 它表示基本(原因)事件，表示人的差錯或設備、機械故障、環境因素等。用屋形符號 表示正常事件，是系統在正常狀態下發生的正常事件，用菱形符號表示省略事件，即表示事前不能分析，或者沒有再分析下去的必要的事件。用與門符號 表示輸入事件同時發生的情況下，輸出事件A才會發生的連接關系。用或門符號 表示輸入事件中任何一個事件發生都可以使輸出事件發生。用條件與門符號 表示只有當輸入事件同時發生，且滿足給定的條件時輸出事件才會發生。本故障樹如圖1所示：
圖1起重傷害故障樹圖
3.2 故障樹定性分析。根據故障樹最小割（徑）集最多個數的判別方法判定發生事故的可能性。最小割集計算如下：
T=A1×A2×X15 =（B1+B2+B3+B4）×（X12+X13+X14）×X15
=（ X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8+X9+X10+X11）×（X12+X13+X14）× X15
=X1X12X15+X2X12X15+X3X12X15+X4X12X15+X5X12X15+X6X12X15
+X7X12X15+X8X12X15+X9X12X15+X10X12X15+X11X12X15+X1X13X15
+X2X13X15+X3X13X15+X4X13X15+X5X13X15+X6X13X15+X7X13X15
+X8X13X15+X9X13X15+X10X13X15+X11X13X15+X1X14X15+X2X14X15
+X3X14X15+X4X14X15+X5X14X15+X6X14X15+X7X14X15+ X8X14X15
+X9X14X15+X10X14X15+X11X14X15
圖1所示故障樹最小割集最多有33個。說明導致事故的因素多、發生事故的可能性特別大。我們反過來從對立事件考慮預防事故成功來分析其邏輯結構圖，如圖2所示
圖2預防起重傷害成功樹圖
最小徑集計算如下：
故障樹分析法范文5
關鍵詞：皮帶運輸機；故障分析；診斷設計
1 皮帶運輸機常見故障分析
1.1 皮帶縱向撕裂
當皮帶某一處受到的力非常不均勻時，就會使皮帶沿著運動方向被撕裂開來，這一現象稱為皮帶縱向撕裂?？v向撕裂的主要原因是皮帶由于過度磨損而受力不均所造成，或是物料中有尖銳雜質插入而使皮帶遭到嚴重破壞而發生縱向撕裂。這種故障一旦發生，會對皮帶造成破壞性的損害。檢測皮帶縱向撕裂的方法有很多，常見的方法有接觸式檢測方法，如在托輥上方安裝棒形檢測器、壓力檢測器；非接觸檢測方法，如超聲波檢測法、電磁檢測法。這些檢測方法在成本、檢測效果、實時性等方面存在一定的局限性。
1.2 皮帶斷帶
皮帶運輸機發展斷帶故障，一般是由于受到橫向力較大，致使皮帶受力失衡而形成的。通常來講，皮帶運輸機斷帶部分一般出現在滾筒部分或者是皮帶運輸機接頭部位，這表明在這兩個部位，容易出現受力不均衡或者荷載過大的現象。而皮帶斷帶故障也會造成一些影響，例如在一些繁忙的工作線上，一旦發生皮帶斷帶，就會出現運輸線堵塞或者機架部位受力過大而損壞的問題。甚至有的因為斷帶故障造成長時間停工，給企業帶來較大的經濟損失，后果比較嚴重。
1.3 皮帶打滑
與皮帶斷帶相反，皮帶打滑故障是滾筒與皮帶之間受力不足，沒有足夠摩擦力支撐的問題引起，這時候雖然滾筒依舊在轉動，但是無法推動皮帶繼續運轉，從而出現打滑現象。打滑故障雖然不及上述兩種故障給皮帶帶來的損害大，但是長時間的打滑容易使皮帶表面產生大量熱量，如果是在煤炭等企業中，有可能引起煤塵或者瓦斯爆炸，因此也需要相關人員加以重視。
1.4 皮帶跑偏
皮帶機工作時皮帶運轉位置偏離應有的理論位置的現象稱為皮帶跑偏，通常表現為皮帶邊緣與滾筒或托輥邊緣的值小于或大于應有的理論值。皮帶跑偏將會造成機架和皮帶間產生很大的摩擦力，使得皮帶嚴重磨損，進而軟化或撕裂，大大降低皮帶的工作壽命。對于皮帶跑偏故障的檢測，通常采用在皮帶兩側安裝跑偏開關的方法，一旦皮帶在運行中偏離了原有位置，便會觸動到兩側的跑偏開關，從而引發跑偏報警。
2 皮帶機故障診斷方法的研究設計
2.1 接觸式診斷檢測方法
2.1.1 棒形z測器。棒形檢測器是一根彎曲成托輥狀的槽形棒，安裝在皮帶與緩沖托輥之間的一種檢測裝置，其結構如圖1所示。當皮帶機物料當中混有雜物時，這些雜物很有可能將皮帶刺穿，這時槽形棒就會被觸動，從而使限位開關有所響應，進而發出報警并使皮帶急停。這種檢測器在使用時，可以將若干個槽形棒連接在一起，以增加檢測范圍和可靠性。該裝置結構簡單，易于安裝維護，但可靠性較差，且無法對皮帶機損壞程度進行檢測。
2.1.2 弦線式檢測器。弦線式檢測器與棒形檢測器的原理類似，不同之處是將金屬棒換成金屬絲或者尼龍線，其檢測靈敏度比棒形檢測器略高，但存在與棒形檢測器同樣的缺點。
2.1.3 壓力檢測器。壓力檢測器是采用測力托輥代替傳統托輥，將測力托輥安裝在輸送帶支架上，當輸送帶發生斷裂、撕裂或者跑偏故障時，托輥會受到一個額外的力，并且這個力會保持一段時間，通過監測托輥所受力的大小和變化情況來間接判斷輸送帶是否發生故障。這種方法原理簡單，安裝方便，但是可靠性較差，安裝在托輥上的傳感器長時間受力，極易產生磨損，使用壽命較短。
2.1.4 漏料檢測器。漏料檢測器是一種由托盤平衡錘和支點等組成的簡單檢測裝置。當皮帶發生撕裂時，皮帶上的物料就會透過裂縫泄漏到皮帶下方的托盤里，當托盤上裝載物料的質量大于平衡錘時，整個裝置就會以支點為中心轉動從而觸動限位開關，使得皮帶報警并停機。這種檢測器檢測原理和機械結構簡單，檢測方便，但是檢測器壽命較短，且檢測實時性較差，智能化程度較低。
2.2 非接觸式檢測方法
非接觸式檢測方法與接觸式檢測方法相比，具有無損檢測的優勢，檢測效果有所提升，非接觸式的檢測方法主要有以下幾種。
2.2.1 X光射線檢測法。德國科學家首先提出了X光射線檢測法，并將這種方法成功的運用在皮帶運輸機損傷類故障的檢測中，該方法可以檢測皮帶內的鋼絲繩變形、接頭斷裂，并可對缺陷定位。當皮帶運輸機以較低速運行時，其損傷的程度和損傷的位置均可以被自動記錄下來，但是皮帶運輸的速度會受到制約。具體原理圖可見下圖2：
2.2.2 超聲波檢測法。超聲波檢測法是在皮帶運輸機與托輥之間安裝波導管，波導管產生超聲波并能夠產生超聲波震蕩，通過超聲波檢測器接受產生的超聲波。當皮帶運輸機正常運轉時，產生波和接受波都為正常狀態，檢測器發出正常信號。當皮帶運輸機發生故障時，波導管就會收到損壞而彎曲，使得接受波和發送波都出現異常，超聲波檢測器可以檢測到異常信號，判斷皮帶發生故障。這種方法存在一定的破壞性，要使得波導管損壞才能夠判斷皮帶的撕裂，且需要破壞程度較大使得物料穿透皮帶，擠彎波導管后才能起作用。
3 結束語
綜上所述，皮帶運輸機在我國運用時間較長，并且由于皮帶運輸機一般情況下運輸距離較長，靠人工來完成巡檢存在效率低、勞動強度大、實時性差等問題。為此，分析皮帶運輸機故障特點，并且設計開發一套皮帶運輸機故障診斷檢測系統對于實現皮帶機的安全運行和企業效益的提高具有重要意義和實際應用價值。
參考文獻
[1]唐春降.煤礦皮帶運輸機故障研究[J].科技創業家，2013（02）.
故障樹分析法范文6
關鍵詞數控機床;機械故障;診斷
我國工業化水平的提升，工業機械設備也逐漸形成大型化、精密化和自動化的發展趨勢。高科技機械的數控機床更是常用于機械制造的工廠，發生故障后要經過仔細的設備檢查和一些專業的處理方法。機械故障可以通過系統的異?；蛘邔υO備零件的逐一排查來找到故障點。對于機電一體化的數控機床來說，大部分是由機電內部的問題引起設備故障。所以掌握自動化機械內部診斷方法，關于對數控機床設備的故障排查有很大作用。
1對診斷機床設備故障的研究情況
機械化生產設備的發展對精度要求更高、設備也變得大型化,傳統的維修方法已經難以適應機械發展。人們更關注的是設備使用中應該如何監測以及怎樣進行故障診斷?？梢栽谶\行中的由系統顯示數據信息來辨別機床運行狀態是否正常，根據這些獲取的信息來判斷故障的性質,排查故障部位，分析故障原因，還可以根據系統發出的報警提示來制定相應操作。自上世紀以來，故障診斷技術都在不斷更新，更專業的檢測技術和新方法被提出，如今形成了學科體系。這是以故障機理以及技術檢測為基礎，系統發出報警信號怎樣辨別，實踐性非常強，依托高新技術發展的工程技術學科。
2分析設備結構和研究故障的原因
數控機床是高精密設備結構非常復雜，由機床基礎零件、傳送零件、定位結構和具有輔助功能的系統、機構，以及一些具有特殊功能的機構配置組成。數控機床是自動化程度極高的大型機械設備，一般只需要在開始設定是需要人為操控。而在運行過程中是基本不用人員操作的。數控機床應滿足以下要求——具備一定程度的剛度，在運行過程中應有良好的抗震功性；有一定的熱穩定性，因為在運行過程中機械運動會產生一定的熱量。數控機床是一種對精密度要求很高的設備，在操作方面有安全防護機制。由于數控機床是涉及到機械和電氣結構的大型設備，在出現故障時可以對機械部分和電氣部分逐一排查。根據以往經驗表明，大部分數控機床出現故障關鍵在于零件磨損，這也可能是由于設備精度下降造成的。所以，在故障原因排查過程中可以先有機械方面開始檢查，再檢查電氣方面的故障。
3機床設備故障排查的依據
3.1仔細調查故障現象
故障診斷可以從兩個方面入手：首先是檢查對操作者操作，仔細詢問發生故障的整個過程，有何現象，期間采取了什么措施。這需要操作者如實回答。還有一點，根據現場情況的觀察，包括設備外觀，CRT顯示的內容\各個印刷線路板上報警信息提示、有沒有損傷的痕跡，任何一點小小的瑕疵都不能放過。在安全確認的情況下通電源，并按復位鍵，看看此時系統是否正常，看報警是否可以消失；可以就證明故障多為隨機發生。也不排除是操作失誤引起的。
3.2仔細分析發生故障的具體原因
CNC系統發生故障，經常是同一現象、發生同一報警信號但是有很多因素引起的，可能是在機床上的零件磨損，但現象是反映在系統上。所以在排查故障的具體原因時，思路不可局限，不管是CNC系統、或是集成電器，還是機械零件，把所有可能造成設備故障的因素統統列舉下來。然后根據綜合分析判斷和最終可以明確最有可能造成故障的因素，要通過嚴格的檢測才能直接找到故障點并修復。數控機床設備在電氣方面故障可根據性質、現象、因素或結果等進行劃分。（1）故障發生的具置，分為硬件方面故障和軟件故障。硬件就是指電子元器件、電路板、電線電纜、連接插件出現損壞，經過維修或者重新替換后才可正常運行。對于軟件故障是說PLC的控制程序中出現錯誤，需要人工新輸入或修改某些程序才能恢復設備正常狀態。軟件故障比較棘手，有的甚至會造成數據丟失這解決辦法只能與生產廠商或其服務機構聯系才能排除故障。（2）以故障出現時是否有提示，劃分為有診斷指示故障和無診斷指示故障。系統本身是有自診斷功能的，可以監控整個系統的軟、硬件功能，發生故障會有報警和一些簡要的提示，可以根據提示信息解讀到故障發生的間接原因，甚至還可以直接找到故障發生部位。
4數控機床傳統故障檢測方式
關于數控機床的機械部分的故障可分三過程診斷：（1）辨別數控機床的是否正常工作，有無存在異常現象。（2）對運行過程中顯示的數據進行動態觀察看有報警情況。（3）根據機床的數據顯示大概可以知道未來一段期間內數控機床是怎樣的運行情況。熟練的工作人員可根據機床機械部分的一些參數顯示就能判斷是否故障，以及查出故障點在哪?；旧鲜前C床的振動、運行溫度是否在合理范圍內。如果特征值是在規定范圍內，就證明數控機床是沒有什么大問題；一旦數據或者特征出現異常情況，就說明設備是存在一些故障。還可以通過以下幾個方面進行診斷。
4.1詢問
當接到機床故障的消息時，應立即趕到到機床使用地點，首要是找到操作者詢問故障期間的真實情況，這很關鍵，要了解這次故障是偶然突發的還是歷史遺留問題。操作者在現場提供的消息對進行下一步的調查故障原因是很重要的。一般會從幾個方面進行詢問：（1）數控機床之前是否經常出現的故障是哪些；（2）機床設備在啟動時有什么不正常的情況；（3）發生故障后加工的工件的精度是否與原來相比有很大差別；（4）詢問機床的保養情況；（5）機床的傳動系統是否正常運行。有沒有出現速度不均勻的現象。
4.2細看
大概了解日常情況后，維修人員在到設備使用地還需要進行勘察，仔細觀察機床以下方面情況：（1）機床零部件是否有磨損的情況。這很容易就可以發現，按理說每周定期檢查的話可以在記錄表中就可以找到，因為磨損是經過一段時間才會引起故障。要做好記錄，可能看似不起眼的零件就能導致整個機器的故障；（2）看工件。機床的精度是非常高的，可以加工出來的產品質量來識別機床故障程度。甚至可以縮小排查范圍，尺寸問題就有可能與傳動系統有關。對于表明有波紋的產品要看波紋數與機床主軸傳動齒輪是否一致；（3）看變形。通電運行的機床滾珠絲杠、傳動軸有沒有發生變形；帶輪和齒輪的端面有沒有跳動的現象；（4）看轉速。傳送帶的速度是否均勻，要是速度異?？梢钥纯待X輪有沒有什么缺失；（5）看顏色。機床的主軸和軸承轉動異常時，會出現發燙的現象，長期如此機床顏色變泛黃。此外還要注意油箱以及冷卻液有沒有雜質的介入或者高溫使顏色變得奇怪。
4.3傾聽
正常運行的機床在工作狀態下發出的聲響是有規律的，并且是持續穩定的。而不正常的機器在運行是可能會出現雜音?；蛘呤窃O備斷斷續續的聲音。比如可以從以下方面聽這些異聲：（1）一些零件的損壞是在內部，很難發現。這是可以使用小手錘擊打零件聽是否破損，有裂紋的零部件發出的聲音是沉悶的；（2）撞擊聲。在不敞亮的環境下有間斷沖擊聲，可能是由于螺絲松動或有物體撞擊導致的；（3）摩擦聲。機器在運行過程中要是由于零件松動，與另一部件發生接觸可能會有尖銳的摩擦聲。（4）泄漏聲。對于漏氣孔較小，會聽到嘶的一聲。持續時間長，常見的是漏氣、漏液。
4.4觸摸
用手觸碰也能判斷機床故障點：（1）繼續在運行時如果長時間摩擦會感覺發燙；（2）用手觸摸，有震感，這可以排查機械部分的故障問題；（3）如果感覺到有爬行，可能是油不夠，或者是液壓系統有空氣進入；（4）檢查手輪或轉動主軸，觀察它們的松緊程度是否合適，可以初步判斷這些部件是否有問題。
4.5嗅覺
這個基本用不到但還是簡單介紹一下，如果聞到濃烈的油煙氣、或者焦糊味，先找出產生的部位，可能是電氣原因造成線路短路。以上是常用的診斷方法，成本少、操作簡單，在日常維修中也是經常使用。也可以根據自己的實際情況不斷積累經驗完善檢驗流程。
5全新的診斷方式
5.1油樣分析法
在數控機床在工作中會用到油和液壓油。大量的數控機床信息可以直接通過油樣分析結果就可以得到。設備使用過程中會出現摩擦的現象，油可以減小摩擦。油是用在機床內部的，使用過程會產生一些的碎屑，一些機械零件的磨損程度可以通過對油的檢驗分析就可以識別，也能分析找出零件磨損位置。
5.2無損探傷法
無損探傷法完全是高科技術的故障排查方法，保障機械完好的情況下，對機械內部和外部進行“體檢”，可以快速找到傷痕部位，這對于數控機床的傳統排查方式有突破性的發展。但要確保機械內部是沒有危險源的情況下才可使用。
5.3其它現代診斷法
主要借用現代科技對設備進行非破壞性監測包括溫升監測、噪聲譜分析、振動監測、油液光譜分析等，根據定量和定性的分析判斷，逐一找出故障原因?？梢杂扇缦路矫嬲页龉收宵c：（1）關于溫度監測方面。利用溫度探頭，在指定位置固定好分別測量運行軸承，電機和齒輪箱等表面溫度變化；（2）非破壞性監測。探傷儀可以監測到體內部的缺陷，找到裂紋或損傷零件等；（3）噪聲譜分析。通過精密儀器聲波儀對齒輪發出的噪聲信號進行頻譜變化分析，從而判斷齒輪磨損情況。
6結論
查找故障產生的原因是靈活多樣的，不是生搬硬套，這也是數控機床發生故障維修棘手的地方。而要查明原因，首先要具備豐富的基本知識和豐富的實踐經驗。一定要有正確的指導方法，不能隨心所欲，不然可能會做出錯誤的判斷和進行錯誤的操作。
參考文獻
[1]薛光輝,吳淼.機電設備故障診斷方法研究現狀與發展趨勢[J].煤炭工程,2010(5).
[2]王侃夫.數控機床故障診斷及維護[M].北京:機械工業出版社,2007.
