故障树分析技术在液压舵机系统故障检测中的应用

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1、故障树分析技术在液压舵机系统故障检测中的应用摘要：故障树分析技术在船舶机械设备维修中的应用越来越广泛；通过建立某液压舵机系统故障树，讨论了应用故障树查找故障的方法，并应用于系统“转舵太慢”故障检测中，直观、高效地解决了问题。关键词：故障树分析；液压舵机；操舵；液压系统；故障诊断Abstract:Inthispaper,thefaulttreeofahydraulicsteeringgearsystemwasbuilt,methodsoffault-shootingwithFTAwereanalyzed.Suchtroubleassteeringg

2、earmovingtooslowlyofthesystemcouldbesolvedaudio-visuallyandefficientlywithmentionedmethods.Keywords：Faulttreeanalysis(FTA);Hydraulicsteeringgear;Steeringgearoperation引言故障树分析法(简称FTA)是把所研究系统的最不希望发生的故障状态作为故障分析的目标，即顶事件，并用规定的逻辑符号表示，找出所有可能导致这一不希望事件发生的直接因素和原因，并将它们作为过渡状态的中间事件。再由此逐步深入

3、分析，直到找出事故的基本原因，即故障树的底事件为止，这些底事件又称为基本事件。故障树分析法是系统可靠性分析的常用方法，较为适合于复杂系统的故障分析。它以图形的方式表明“系统是怎样失效的”，所以便于设计人员、运行人员和管理人员有效地进行系统故障分析。本文介绍了利用故障树分析法诊断液压舵机系统故障检测中所存在的故障，以该液压系统“转舵太慢”这一典型故障为例，对其进行了定性分析，并且介绍了应用故障树查找故障的方法。通过故障树理论对液压舵机系统故障进行分析研究，绘出故障树图，弄清各种潜在因素对故障发生影响的途径和程度，因而许多问题在分析的过程中被发现和解

4、决了，从而提高了液压系统的可靠性和稳定性。实践证明，此方法简便可靠和实用，取得了较好的效果，节省了诊断时间，减少了不必要的拆卸。总之，故障树分析法具有良好的经济价值和应用价值。1液压舵机系统介绍液压舵机是自动驾驶仪操纵航海航空器舵面的液压执行机构。液压舵机是一种重要的船舶辅助机械，系统组成复杂，工况多变，其工作的好坏，直接影响到船舶的航期和航行的安全。舵机是船舶操作系统控制的核心系统。液压舵机控制系统主要采用两种基本控制方式，即泵控型和阀控型，以及由此派生的液压复合控制，即阀泵串联控制、阀泵并联控制、电液复合控制等。这几种系统固有的静、动态特性，

5、在系统精度、响应速度、动态指标系统效率、总体布置、系统复杂程度等方面，有着较大的局限性和差异性。某轮使用的是PEL-TON型液压舵机，系统组成示意图如下图1所示。它由以主路由、远操机构、自动操舵控制系统等部分组成，详见如下：1.1主由路四缸单作用柱塞式油缸带动拨叉式舵柄转舵机构，正常航行时2套主油泵机组中一套工作，一套备用，必要时也可并联工作。主电动机可带动辅泵运转，以驱动主泵伺服变量机构并向主油路低压侧补油。1.2远操机构由驾驶台的舵轮泵25、舵机房的执行油缸29构成液压远操系统；由伺服泵、换向阀27和油缸29构成电液远操系统。两个远操系统所传

6、递的信号都汇集到拉杆32上，变成其位移信号。1.3自动操舵（罗经导航）控制系统由陀螺罗经及其信号马达、执行马达、油泵变量执行马达、电反馈发信马达和接收马达，以及一套传动齿轮等组成。自动舵航行时，由此机构控制舵机转动，在复杂航道航行时，可扳动转换手柄，自动控制就切换到手动控制了。2故障树的建立一次航行中，使用自动舵，发现舵机系统转舵很慢，向系统补油、放气之后，故障现象未见减轻，在后来的使用中越来越慢了；切换成手动方式，也没有好转。后来用两台主油泵机组并联运行，转舵速度有所提高，但仍低于正常运行时单机组的速度。再后来，转舵速度慢得难以接受，只得改成应

7、急操舵方式。起初以为可能是某一阀件旁通或泄漏了，但检查中一直没有找到症结所在，于是就求助于故障树分析技术。根据故障现象，确定“转舵太慢”为顶事件。边界条件为：液压系统管路安全可靠，应急操舵部分管路、阀件工作正常。为简化建树工作，“线路故障”、“电机激励电流不足”等可以再分解的事件当作基本底事件；两台油泵机组工作油路一部分相同，另一部分对称，建立其故障树时只需将主油泵5-6、主泵变量机构23-24、阀V17-V18、阀V9-V10、辅油泵7-8、阀V11-V12、阀V13-V14、阀V15-V16、阀V19-V20调换即可。故障树符号意义如下：与门

8、全部输入发生，则输出发生；或门任意输入发生，则输出发生；圆形有足够数据的基本事件；矩形用门表示的中间事件；菱形不发展事件或没探明事件；三