基于故障树的液压系统油液污染控制方案

1.油液污染故障树的建立

以“油液污染”作为顶事件建立故障树，边界条件为：①各底事件相互独立；②各事件都为二值性。导致顶事件的所有直接原因：①固体颗粒；②不相容液体；③化学物质；④微生物；⑤能量型物质。这些事件称为中间事件。绘制出油液污染的故障树如图4-8所示。

图4-8 油液污染的故障树

故障树中各代码的具体含义如下。顶事件T：油液污染；中间事件S：S1—固体颗粒，S2—不相容液体，S3—化学物质，S4—微生物，S5—能量型物质，S6—吸入污染物，S7—制造污染物，S8—生成污染物，S9—油液氧化分解物，S10—热能。X表示底事件，X1—油箱通气孔侵入，X2—系统活动密封处侵入，X3—维修过程中侵入，X4—污染的新油，X5—系统内部冲洗不干净，X6—元件磨损，X7—系统内部生锈，X8—残留的清洗油，X9—其他品牌油液，X10—油液含气，X11—油温过高，X12—溶剂，X13—表面活性物，X14—油液含水，X15—环境温度过高，X16—油箱容积过小，X17—系统溢流损失过大，X18—系统冷却效果不良，X19—液压泵内漏，X20—机械部件摩擦发热，X21—磁场，X22—静电，X23—放射线。

油液含气的故障树如图4-9所示。

图4-9中，顶事件T1：油液含气；中间事件S：S11—系统吸入空气，S12—油液低于分离压析出空气；底事件X：X24—吸油管路或泵壳内存有空气，X25—过滤器堵塞，X26—液压泵吸油侧密封不良，X27—吸油管口浸入箱液面过低，X28—吸油管路密封不良，X29—回油口未浸入液面下系统回油带入，X30—泵安装过高，X31—油箱通气孔堵塞，X32—吸油管路过长或内径过小，X33—吸油管弯折或堵塞，X34—液压阀截流造成局部压力过低，X35—电动机转速过高，X36—油液温度过低，X37—泵内吸入腔不畅。

图4-9 油液含气的故障树

2.油液污染故障树的分析

在故障树中，割集是能使顶事件发生的一些底事件的集合。最小割集是指属于它的底事件都发生，就能使顶事件发生的必要底事件集合。组成最小割集的底事件个数称为最小割集的阶。故障树分析的目的就是找出系统的全部最小割集。

用上行法求图4-8故障树的最小割集。

故障树的最后一阶是S6=X1∪X2∪X3∪X4

S7=X5

S8=X6∪X7

S9=X10X11

S10=X15∪X16∪X17∪X18∪X19∪X20∪X10

同样可写出上一阶及上一阶S1、S2、S3、S4、S5、T，并利用布尔代数简化得最小割集为：

同样地可以求出油液含气故障树的最小割集为：

3.油液污染控制策略

通过对两个故障树的分析可以得出造成油液污染的主要因素。(www.xing528.com)

（1）设计

1）设计中应注意在不同的管路中选用不同类型过滤器。

2）油箱设计合理。

3）合理设计液压回路，增大吸油管的直径，尽量减少吸油管的弯曲，吸油管和回油管管口高度应低于油箱的中部；优化元器件、辅件，采用节能技术和适宜的油液冷却系统。

4）采用可靠的密封处理。

5）合理安排油箱和泵的位置。

（2）制造

1）在液压元件的制造过程中，应仔细去除液压元件内孔的毛刺、铁屑等加工残留物。元件组装时，必须保持环境的清洁，所有元件装配时，需采取干装配方式。装配后，须选择与液压油液相容的冲洗介质清洗。

2）液压设备装配过程中应仔细清洗管路。

3）油箱在注油前要仔细清理焊渣、铁锈等一切杂物。

（3）使用

1）往油箱内注油时必须使用滤油精度高于系统清洁度等级的过滤设备。

2）使液压泵在稍高于负载及流量状态下工作。

3）在潮湿环境中，设置带有吸潮剂的空气过滤器。

4）在低温环境中运行时应进行空载低速运转，对系统进行预热，使系统温度适宜时再加载运转。

5）要对液压系统清洁度实行监测，定期对油液进行取样检测。

（4）维护

1）对液压设备的开口处应采取防护措施。

2）维修过的液压元件一定要经过严格的清洗。

3）更换油液时应防止油液混用。

4）液压设备应远离磁场、静电、辐射位置，或采取一定的防护措施。