影響工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片摩擦性能檢驗結(jié)果準確度的因素分析

宇文巍

摘 要：本文結(jié)合檢驗工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片摩擦性能的工作實踐，采用魚刺圖分析方法，系統(tǒng)地分析出影響摩擦性能檢驗結(jié)果準確度的基本因素，并采用事故樹分析的方法，全面地分析其基本的影響因素，得出3個最小割集和3個最小徑集，最終提出了有針對性的措施。

關(guān)鍵詞：摩擦片;摩擦性能;檢驗結(jié)果;魚刺圖;事故樹

中圖分類號：U463.5文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）19-0032-04

Abstract： In this paper， based on the practice of inspecting the friction performance of friction plates for industrial and agricultural machinery， the fishbone diagram analysis method was used to systematically analyze the basic factors that affected the accuracy of the friction performance inspection results， and the method of accident tree analysis was adopted to comprehensively analyze its basic influencing factors， and obtained 3 minimum cut sets and 3 minimum diameter sets， and finally put forward targeted measures.

Keywords： friction plate;friction performance;test results;fishbone diagram;accident tree

工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片是工農(nóng)業(yè)機械制動系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其質(zhì)量安全關(guān)系到工農(nóng)業(yè)的安全生產(chǎn)，更關(guān)系到人的生命安全，甚至會對社會穩(wěn)定產(chǎn)生一定的影響，所以對工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片質(zhì)量的控制就顯得尤為重要[1]。評價某一產(chǎn)品的質(zhì)量好壞時，通常根據(jù)相關(guān)標準對產(chǎn)品進行檢驗。工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片根據(jù)《工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片》（GB/T 11834—2011）來進行檢驗，其所檢項目如圖1所示，其中，摩擦性能是評價工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片最重要的指標之一。

1 摩擦性能檢驗方法

1.1 摩擦性能介紹

工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片的摩擦性能是指摩擦片同與之相互接觸的物體間產(chǎn)生相對運動或者有相對運動的趨勢時在相互接觸處產(chǎn)生阻礙運動的現(xiàn)象[2-4]。由圖1可以看出，工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片的摩擦性能又包括摩擦系數(shù)、指定摩擦系數(shù)允許偏差和磨損要求率。

1.2 工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片的摩擦系數(shù)

摩擦系數(shù)過高，極易導致制動器抱死現(xiàn)象，致使制動的方向失去控制甚至燒片。摩擦系數(shù)過低，容易造成制動距離（制動時間）過長，引發(fā)制動失靈現(xiàn)象，不利于安全生產(chǎn)[2]?！豆まr(nóng)業(yè)機械用摩擦片》（GB/T 11834—2011）對不同類型的工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片在不同溫度值時的摩擦系數(shù)做出了詳細的規(guī)定。不同溫度值時的摩擦系數(shù)按式（1）計算：

[μ=fF] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

式中，[μ]為摩擦系數(shù);[f]為摩擦力，N;[F]為加在試片上的法向力。

1.3 工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片的指定摩擦系數(shù)允許偏差

指定摩擦系數(shù)允許偏差反映了工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片的摩擦系數(shù)在不同溫度值時的穩(wěn)定性。指定摩擦系數(shù)允許偏差在某一溫度的絕對值越小，說明摩擦系數(shù)在該溫度時的穩(wěn)定性越好。如果指定摩擦系數(shù)允許偏差在某一溫度的絕對值過大，那么在該溫度值時會產(chǎn)生制動失衡的現(xiàn)象，極易發(fā)生安全生產(chǎn)事故[2-6]?！豆まr(nóng)業(yè)機械用摩擦片》（GB/T 11834—2011）對不同類型工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片在不同溫度值時的指定摩擦系數(shù)的允許偏差都做出了詳細的規(guī)定。

1.4 工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片的磨損率

磨損率反映出工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片使用壽命的長短，磨損率高，同等條件下使用的摩擦片使用時間相對較短[2-6]?！豆まr(nóng)業(yè)機械用摩擦片》（GB/T 11834—2011）對不同類型工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片在不同溫度值時的磨損率值范圍都做出了詳細的規(guī)定。不同溫度值時的磨損率按式（2）計算：

[V=12πR×An×d1-d2fm=1.06×An×d1-d2fm] ? ? ? ? ? （2）

式中，[V]為磨損率，cm3/（N·m）;[R]為試片中心與圓盤旋轉(zhuǎn)軸中心的距離（0.15 m）;[n]為試驗時試驗機圓盤轉(zhuǎn)動的總轉(zhuǎn)數(shù);[A]為試驗時試片摩擦面的總面積，cm2;[d1]為試驗前所用試片的平均厚度值，cm;[d2]為試驗后所用試片的平均厚度值，cm;[fm]為試驗時的總摩擦力平均值，N。

2 摩擦性能的檢驗方法

2.1 檢驗流程

根據(jù)《工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片》（GB/T 11834—2011）、《汽車用制動器襯片》（GB 5763—2018）、《汽車用離合器面片》（GB/T 5764—2011）等相關(guān)標準的要求，工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片的摩擦性能檢驗流程[3-5]如圖2所示。

2.2 檢驗注意事項

該檢驗過程所用的儀器設(shè)備為定速摩擦試驗機和千分尺，其中，定速摩擦試驗機要符合《定速式摩擦試驗機》（JC/T 1065—2007）的規(guī)定，千分尺的分度值應(yīng)不大于0.01 mm。試片制備時，必須從同一面片制取兩個，尺寸為25 mm×25 mm，允許的偏差范圍為-0.2～0.0 mm，兩個試片的厚度差應(yīng)控制在0.2 mm以內(nèi)。每次試驗時的摩擦方向應(yīng)同試片的摩擦方向為同一個方向。

3 影響摩擦性能檢驗結(jié)果準確度的因素

3.1 影響摩擦性能檢驗結(jié)果準確度的魚刺圖分析

魚刺圖分析法是1953年由日本的石川馨提出的，主要強調(diào)有效數(shù)據(jù)的收集和演示，通過質(zhì)量工具進行質(zhì)量提升，是一種重要的分析方法。基于“頭腦風暴法”，它可以找出各特性的相關(guān)因素，根據(jù)各自的相互關(guān)系，表達得條理清晰、層次分明，把重要的因素通過簡單明了的圖形表示出來，這有利于發(fā)現(xiàn)問題的根源，是一種由現(xiàn)象來分析問題本質(zhì)的方法[7-8]。

下面從人、機、料、法、環(huán)五個方面分析影響摩擦性能檢驗結(jié)果準確度的因素，然后繪制出影響摩擦性能檢驗結(jié)果準確度的魚刺圖，如圖3所示。

由圖3可知，影響工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片摩擦性能檢驗結(jié)果準確度的因素大致分為人的因素、機器的因素、材料因素、檢驗方法和環(huán)境的影響。每個主要因素下面又分出一些具體的基本因素。下面將具體對影響檢驗結(jié)果準確度的主要因素和基本因素進行分析。

3.2 影響摩擦性能檢驗結(jié)果準確度的事故樹分析

事故樹分析方法又稱為故障樹分析方法，是一種演繹的分析方法。事故樹分析是從一個事故或者故障（頂上事件事）開始，逐層分析事故發(fā)生的原因（中間事件），直到找出事故發(fā)生的基本原因（基本事件）[7-8]。

本文將工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片摩擦性能的檢驗結(jié)果偏差大作為該事故樹的頂上事件，按照魚刺圖分析的因素來表示事件及編號，如表1所示。

根據(jù)上述的分析結(jié)果和安全系統(tǒng)工程原理，將人的因素、機器的因素、環(huán)境的因素和管理的因素作為中間事件。事件A1、事件A3和事件A4都是和人的原因有關(guān)，歸結(jié)為人的因素，事件A2為機器的因素，事件A5是環(huán)境因素，事件X11、事件X12、事件X14、事件A3、事件A4和事件A5和管理有關(guān)，歸結(jié)為管理因素?，F(xiàn)將人的因素編號為M1，機器的因素編號為M2，環(huán)境的因素編號為M3，管理的因素編號為M4，根據(jù)以上分析結(jié)果，編制出工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片摩擦性能檢驗結(jié)果偏差過大的事故樹，如圖4所示。

事故樹的最小割集是導致檢驗結(jié)果偏差大（頂上事件）發(fā)生的最小基本事件的集合，即是構(gòu)成了造成頂上事件發(fā)生的各種誘因的組合，通過計算得到導致檢驗結(jié)果偏差大發(fā)生的最小割集。

導致檢驗結(jié)果偏差大的最小割集的計算公式為：

通過計算，得到3個最小割集，分析出引發(fā)檢驗結(jié)果偏差大的最小基本事件的集合。為了避免發(fā)生檢驗結(jié)果偏差過大的情況，通過計算頂上事件的最小徑集來得出避免頂上事件發(fā)生的最小基本事件的集合。

計算最小徑集時，首先要畫出頂上事件事故樹對應(yīng)的成功樹，如圖5所示。

通過上述計算所得的3個最小徑集，人們可以分析出避免檢驗結(jié)果偏差過大的相關(guān)措施。

4 提高摩擦性能檢驗結(jié)果準確度的措施

通過事故樹最小割集的計算分析，得出導致工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片摩擦性能檢驗結(jié)果偏差的可能性原因有3種;通過最小割集的計算分析，得到避免工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片摩擦性能檢驗結(jié)果偏差的措施有3種。從導致檢驗結(jié)果偏差大的因素（最小割集）中可以看出，環(huán)境溫度和濕度的結(jié)構(gòu)重要度最大。

通過事故樹分析，結(jié)合檢驗檢測的實際，本文提出了提高工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片的摩擦性能檢驗結(jié)果準確度的措施：加強對相關(guān)技術(shù)人員的培訓，提升相關(guān)人員的知識水平和業(yè)務(wù)能力，提高相關(guān)人員的綜合素質(zhì);注重對機器的維護保養(yǎng)，尤其是保證摩擦盤的平面不被磨損，保證表面的光滑程度滿足標準要求;加強制度建設(shè)和規(guī)范化管理。抽樣、檢驗、檢測方案的制定等關(guān)鍵環(huán)節(jié)有規(guī)范的依據(jù)可尋;注重檢驗環(huán)境的監(jiān)測。結(jié)合檢驗實際情況，溫度是影響工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片摩擦性能的重要因素，所以尤其要注重溫度控制，保證檢驗結(jié)果的準確性。

5 結(jié)語

本文結(jié)合檢驗工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片的檢驗實際，采用魚刺圖分析和事故樹分析的方法，對影響工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片摩擦性能檢驗結(jié)果準確度的因素進行分析，得出以下結(jié)論。

通過魚刺圖從人、機、料、法、環(huán)五個方面分析得出，影響工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片摩擦性能檢驗結(jié)果準確度的基本因素有18項。通過事故樹分析方法，將工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片摩擦性能的檢驗結(jié)果偏差大作為事故樹的頂上事件，計算得到3個最小割集和3個最小徑集，結(jié)合檢驗實際，提出了加強人員訓、注重對機器的維護保養(yǎng)、加強制度建設(shè)和注重環(huán)境監(jiān)測的措施建議，避免摩擦性能檢驗結(jié)果偏差過大。通過最小割集的結(jié)構(gòu)重要度分析得出，檢驗環(huán)境的溫度和濕度是影響檢驗結(jié)果偏差過大的重要因素，結(jié)合影響摩擦性能的關(guān)鍵因素得出，在檢驗過程中，要加強對檢驗溫度的控制。

本文對影響工農(nóng)業(yè)機械用摩擦片摩擦性能檢驗結(jié)果準確度的因素分析僅是通過定性理論分析得出的，未來筆者會通過具體的數(shù)據(jù)分析得出更加準確的結(jié)果，指導檢驗實踐。

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