PDF《摩擦焊机液压施力系统故障率分析》

第12 卷第11 期2012 年4月1671―1815( 2012) 11-2552-04 科学技术与工程Science Technology and Engineering Vol.

12 No.

11 Apr.

2012 A

2012 Sci. Tech. Engrg. 仪表技术 摩擦焊机液压施力系统故障率分析 王德海 杜随更 * 邵奇(西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室, 西安 710072) 摘要采用模糊故障树分析方法, 对C800 型连续驱动摩擦焊机液压施力系统故障机理进行定性分析.通过分析故障形 式, 建立了适合摩擦焊机液压施力系统故障诊断的模糊故障树结构, 并进行量化分析.推导出摩擦焊机液压施力系统故障顶 事件发生的模糊概率及其隶属函数分布, 为摩擦焊机液压系统设计、 维护和保养提供了理论依据. 关键词 摩擦焊机 液压施力系统 模糊故障树 故障诊断 中图法分类号 TH137. 9;

文献标志码 A

2012 年2月14 日收到 第一作者简介: 王德海( 1986―) , 男, 汉族, 山东菏泽人, 西北工业大 学硕士研究生, 研究方向: 机电控制与自动化, 故障诊断. * 通信作者简介: 杜随更( 1963―) , 男, 汉族, 山西省运城人, 博士, 西 北工业大学博士生导师, 教授, 研究方向: 摩擦焊接工艺与技术及机 电一体化. 摩擦焊接技术是一种优质、 高效、 低耗、 清洁的 先进制造技术, 近年来在国内汽车、 石油、 工具等行 业中得到了广泛的推广与应用, 摩擦焊机制造业也 得到了蓬勃发展 [1 ] .但是随着摩擦焊机的自动化 程度、 控制精度等要求越来越高, 故障率也随之增 高, 故障诊断越来越复杂. 国外先进摩擦焊机厂商如美国 MTI、 德国 KU- KA、 英国 THOMPSON、 加拿大 TECHNAR 等均已配 置故障智能诊断系统.如MTI 焊机, 其故障诊断系 统在焊机的运行过程中能实时判断电机、 泵是否过 载和阀、 传感器及过滤器等是否故障, 以及是严重 故障还是轻微故障.若严重过载或发生严重故障, 则焊接过程中即可终止焊接程序, 退出焊接循环, 显示故障信息并报警;

若是轻微故障, 则待本次焊接 循环结束后给出故障信息, 报警告知及时维修 [

2 ] .相 比之下, 国内摩擦焊机在故障诊断方面还有很大的差 距.国内摩擦焊机现在还不具备在焊接过程当中对 泵、 阀、 液压缸等故障的实时状态监测, 而仍然处于 坏了再修 的时代.为了缩小与国外的差距, 提高 国内摩擦焊机的竞争力水平, 摩擦焊机故障诊断系统 研究与应用是非常有必要而迫切的. 目前, 液压传动系统中的故障诊断主要有基于 传递函数的故障诊断方法、 基于人工智能( 包括专 家系统、 神经网络两个分支) 的故障诊断方法.前 者由于需要建立系统控制过程的数学模型而遇到 较大困难, 后者又由于专家系统知识难以获取而难 以推广应用 [3 ] .模糊数学的引入解决了这一难题, 它使液压设备故障诊断中的模糊现象的处理成为 可能, 为我们提供了一种新的故障诊断方法, 即模 糊故障树故障诊断方法 [4,

5 ] .

1 模糊故障诊断的数学基础 将液压系统中各元件发生故障的概率构成模 糊数集合 A.定义: 模糊数集合 A 为实数域 R 上的 正规凸模糊集, 若其隶属函数满足 μA( x) = L m - x ( ) α ;

x ≤ m, α >

0 R x - m ( ) β ;

x >

m, β >

{

0 ( 1) 则称模糊数集合 A 为L- R 型模糊数集, L( x) 、 R( x) 称为模糊数的左、 右参照函数 [6,