故障樹診斷法在工程機械故障排查中的應用分析

摘要：以CPC30型柴油動力叉車為研究對象，基于故障樹診斷方法，對叉車最常見的3類故障，即底盤離合器故障、制動系統故障以及轉向故障建立了故障樹，結合工程實際案例分析，證明了該方法的可行性與合理性。

關鍵詞：CPC30型叉車;故障樹診斷法;工程機械故障

0 引言

叉車作為現代物流企業、制造生產企業等必備的轉運工具，發揮著不可替代的作用，具有適應能力強、機動靈活、操作簡單、運行平穩等諸多特點。一條生產線往往會配備幾十臺叉車作為轉運工具，其工作性能的好壞往往關系到整條生產線的生產效率，因此，必須保持叉車處于良好的工作狀態[1-3]。本文基于故障樹診斷方法，對最常見的3種叉車故障建立了故障樹，并進行了工程案例分析，相關研究成果可以為提高叉車故障診斷效率提供參考。

1 CPC30型叉車構造簡介

本文研究對象為CPC30型柴油動力叉車，其具體結構主要分為發動機、底盤、液壓系統等。其中，發動機型號為新柴490BPG，最大排量2.54 L，額定功率37 kW，轉速2 650 r/min;底盤包括離合器、變速器、制動系統和轉向系統等;液壓系統包括液壓升降和液壓轉向系統。

2 故障統計分析

對某軌枕生產廠2015—2019年960起叉車故障的數據進行了統計，并根據叉車構造，將叉車故障分為啟動困難、排放異常、發動機異響、發動機無力、離合器故障、變速箱掛不上擋、制動故障、轉向故障、起重無力、電路電器故障、液壓系統故障以及其他共計12類。在這12類叉車故障中，離合器故障占比最高，為25.3%，轉向故障其次，為20.1%，第三為制動系統故障，占比為19.5%，以上3種故障在近幾年分別發生了236次、188次和181次。

3 建立故障樹

3.1? ? 故障樹診斷方法

故障診斷數學方法可分為貝葉斯法、時間序列法、灰色系統法、模糊診斷法以及故障樹診斷分析法5種。其中，故障樹診斷法是將可能造成叉車某種故障的原因逐級分解，繪制成如樹枝形狀的圖進行表達，包含頂事件、中間事件以及底事件3種要素，具有邏輯性、通用性、廣泛性和直觀性特點，可用于工程技術可靠性、安全性、風險性等方面的分析和研究，對于沒有很好掌握設備構造或經過專業維修培訓的駕駛員和操作員來說，可以根據故障樹對叉車故障進行早期排查，及時跟專業維修人員溝通，避免故障擴大化。因此，本文選取故障樹診斷方法，對叉車最常出現的離合器故障、制動系統故障以及轉向故障進行了分析。

3.2? ? 離合器故障樹

離合器故障可劃分為異響、打滑和分離不徹底，而離合器異響主要由分離軸承與杠桿間歇小、摩擦片花鍵槽松曠以及分離軸承損壞3種因素引起，離合器打滑主要由分離杠桿過高、摩擦片磨損、壓盤彈簧失效以及自由行程小4種原因造成，離合器分離不徹底則可能是由自由行程過大、摩擦片磨損、分離杠桿低、壓盤彈簧彈力不均4種原因造成。根據上述分析，建立起叉車離合器故障樹，如圖1所示。

3.3? ? 制動系統故障樹

叉車制動系統故障主要有兩個特征：一是制動失靈或者疲軟，二是制動跑偏。制動疲軟主要由總泵漏油、剎車片打滑以及剎車片磨損造成，其中剎車片打滑可能是由半軸漏油或分泵漏油引起;制動失靈可能是由總泵損壞、缺剎車油以及剎車片磨損導致;制動跑偏可能是由兩側胎壓不同或者兩側制動力矩不同造成，制動力矩不同可能是由制動疲軟引起。根據上述分析，建立起叉車制動系統故障樹，如圖2所示。

3.4? ? 轉向系統故障樹

轉向系統故障主要分為轉向失靈、轉向沉重、轉向異響以及漏油4種。其中，轉向失靈可能是由轉向器故障、轉向油缸內泄以及分流閥故障引起;轉向沉重可能是由轉向器故障、油壓不足以及液壓油變質引起，其中油壓不足可能是由于缺液壓油、多路閥故障、液壓泵故障以及轉向油缸故障造成;轉向異響則可能是由轉向油缸和轉向橋故障造成，其中轉向橋故障可能是由壓力軸承損壞以及滾針軸承損壞造成。根據上述分析，建立起叉車制動系統故障樹，如圖3所示。

4 工程案例

一臺叉車在掛擋松抬離合器踏板后，發現起步比較困難，加大油門卻沒有提高車速，行駛乏力。駕駛員根據經驗先自行排查，檢查重點對象放在了發動機上，依次對空濾、低壓油路油管以及噴油嘴等進行了檢查，發現一切正常，同時高壓油路也正常，未排查出故障點。后經專業維修人員結合故障樹診斷法進行診斷，認為造成叉車行駛無力的原因不僅是發動機問題，還包括底盤故障，如離合器打滑、制動未解除等，因此重點對離合器進行了檢查，打開離合器后發現摩擦片磨損十分嚴重，已經存在燒片現象，故更換了離合器摩擦片。

由以上案例分析可知：故障樹對于專業維修人員而言具有直觀、易于掌握等優點，能幫助維修人員快速找到叉車故障點，同時也證明了故障樹診斷方法的可行性與合理性。

5 結語

據相關統計表明，離合器故障、轉向故障以及制動系統故障是叉車的主要故障類型，占比分別為25.3%、20.1%和19.5%。本文基于故障樹診斷方法，建立了以上3類叉車故障的故障樹，并結合工程案例分析，證明了該方法的合理性與可行性，為提高叉車故障診斷效率提供了參考。

[參考文獻]

[1] 陳寶強，蔣旭東，侯敬波.AGV叉車在倉儲行業的應用[J].中國儲運，2018（8）：118-124.

[2] 史曉勇，高永強.CPCD60型叉車制動系統工作原理及故障排查實例[J].工程機械與維修，2017（6）：76-77.

[3] 史曉勇.CPCD45型叉車掛擋后不能行駛故障排查兩例[J].工程機械與維修，2019（1）：114-116.

收稿日期：2020-03-26

作者簡介：金丹帥（1986—），男，浙江東陽人，工程師，從事機械結構設計、軟硬件開發等工作。