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故障樹分析法范文第1篇

關鍵詞：故障樹 分析法 船舶動力

中圖分類號：TK43 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（a）-00-01

1 故障樹分析法簡介

從20世紀60年代以來，在一些復雜系統的故障分析中，形成和發展了一種新的故障樹分析法。這是一種從系統到部件再到零件的下降形式分析方法。它是從系統開始，通過邏輯符號與具體單元、零部件相聯系；與失效的的狀態事件相聯系；構成一幅樹狀分支圖，稱為故障樹。故障樹分析法首先將分析的系統故障事件作為第一階（即第一行―頂事件），再將導致該事件發生的直接原因（包括硬件故障、環境因素、人為差錯等）并列為第二階段。用適當的事件符號表示，用邏輯門把他們與系統故障事件聯結起來。其次將導致第二階段延長事件發生的原因列出為第三階段。兩階之間同樣用事件符號和邏輯門聯系。這樣逐段展開，直到把最基本的原因都分析出來為止，這樣的邏輯圖便是故障樹。利用故障樹去分析系統發生故障的各種途徑和可靠性特征量，這就是故障樹分析法。

2 故障樹分析法主要特點

（1）它是一種直觀的圖形演繹法。把系統的故障與引起故障的因素，用圖形比較形象的表現出來。用它來分析系統失效事件發生的概率，也可用來分析零、部件或子系統的失效事件對系統失效的影響。從故障樹圖由上往下看可知：系統的故障與那些單元有關系？有怎樣的關系？多大關系。從圖由下往上看：知道單元故障對系統故障的影響，什么影響？影響途徑怎樣？程度有多大？（2）故障樹分析可作定性分析還可作定量分析；不僅可分析單一機件引起系統失效的影響，而且可以分析多機件構成的子系統對系統影響；不僅可反映系統內部單元與系統故障的關系，也能反映系統外部因素（環境因素和人為因素）對系統的影響。（3）故障樹分析不僅可用于指導設計，也可用于指導正確的維修管理。（4）故障樹的建造工作量十分繁重和復雜，需要較高的技術。

3 故障樹的組成

（1）頂事件的選取。它是系統分析的目標和對象，要選擇一個具有明確意義，可用概率度量，能夠向下分解，最后找出失效原因的故障事件。（2）故障樹的建造。這是故障樹分析中的關鍵一步。要由多方技術人員通力合作，經過細致的綜合分析，找出系統失效事件的邏輯關系。首先分析事故鏈確定主流程，然后確定邊界條件，給出故障樹的范圍，最后利用事件符號和邏輯符號畫出故障樹。（3）故障樹的圖形符號。有兩種圖形符號，即：邏輯符號和事件符號。他們都有各自的具體圖形符號和意義。（4）故障樹的基本結構。

4 故障樹的建造

4.1 確定頂事件和邊界條件

頂事件是針對所研究對象的系統故障事件。是在各種可能的系統故障中篩選出來的最危險的事件，對于復雜的系統，頂事件不是唯一的，分析的目標、任務不同，應選擇不同的頂事件。在很多情況下，頂事件就選定故障模式和影響分析中識別出來的致命度高的事件。必要時還可把大型復雜系統分解為若干相關的子系統，以典型的中間事件當作若干子故障樹的頂事件進行建樹分析，最后再加以綜合。這樣可使任務簡單化，并可同時組織多人分工合作參與建樹工作。

根據選定的頂事件，合理地確定建樹的邊界條件，以確定故障樹的建樹范圍，故障樹的邊界條件包括：（1）初始狀態。當系統中的部件有數種工作狀態時，應指明與頂事件發生有關的部件的工作狀態。（2）不容許事件。指在建樹的過程中認為不容許發生的事件。（3）必然事件。指系統工作時在一定條件下必然發生在一定條件下必然發生的事件和必然不發生的事件。

4.2 逐層展開建樹

從頂事件開始，逐級向下演繹分解展開，一直追蹤至底事件，建立所研究的系統故障和導致該系統故障諸因素之間的邏輯關系，并將這種關系用故障樹的圖形符號表示，構成以頂事件為根，若干中間事件和底事件為干枝和分枝的倒樹圖形。要明確系統和部件的工作狀態，是正態和故障狀態；如果是故障狀態，就應弄清是什么故障狀態，發生某個特定故障事件的條件是什么。建樹時不允許門―門直接相連。門的輸出必須用一個結果事件清楚定義，不許門的輸出不經結果事件符號便直接和另一門連接。在確定邊界條件時，一般允許把小概率事件當作不容許事件，在建樹時可不考慮。但是，允許忽略小概率事件并不等于可以忽略小部件的故障或小部件事件，這是兩個不同的概念。有些小部件故障或多發性的小故障事件的出現，所造成的危害可能遠大于一些大部件或重要設備的故障后果，因此，這事件不能忽略。

故障樹分析法范文第2篇

一、關鍵詞： 故障樹、；數理邏輯、；變壓器故障、；貝爾實驗室、；建樹

中圖分類號：TM407 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 16-0000-01

二、一、故障樹分析法介紹

1.1（一）起源：

其實從起源來說故障樹分析技術已經有很長的歷史了，它最早是

由美國貝爾實驗室研發的。它是使用樹的模型對一些工程系統進行評估的分析方法。樹的模型是依據由頂端開始逐級向下的圖形類方法。在1974年，它首次應用于核電站的安全評估。從此開始故障樹分析法就不斷的得到優化，并且應用范圍也在不斷的拓寬。它的實現是在構造邏輯數圖形的時候，把不利于系統（會造成系統失效）的多種不定原因綜合分析。并且通過數學方法精確的計算這些原因綜合出現的概率，某幾種原因組合的可能與方式。從而預判系統非正常工作的可能性。進而采用可改善的措施，為實現系統安全而進行服務。今年來，故障樹分析技術主要應用在航天領域、化工領域、電力領域等方面，作為定性定量分析的工具。本文就是介紹故障樹分析方法在電力故障中的評測應用。

1.2（二）原理與應用：

在故障樹分析中，具體建樹的原理如下：首先把電力變壓器系統（本文針對電力變壓器故障）的安全有威脅的因素和狀態作為最終分析的目的。把造成故障狀態的因素全部挑出，再逐級尋找下級因素，直到所有的因素都被找出為止。

把不安全的狀態認為是事件，用邏輯符合替代每個事件，同時用門關系把各個事件進行聯系。最終成為樹狀的圖形，也就是建造好一棵樹。樹間的關系利用邏輯因果關系構成。

1.3（三）故障樹分析方法的優勢優劣

優勢：首先這種樹形描述關系清晰，能夠具備邏輯性的找出事故發生的原因。安全人員就可以從樹中得到結論，關注如何預防威脅原因組合成危險狀態。作出做出合理的防護。其次通過數學計算，得出故障狀態在多大的概率數據下可能發生，通過數據了解不同危害原因的影響程度。最后可以通過定量和定性的分析，分析措施的實施順序，合理進行量化工作。

2.（四）故障樹分析法的缺點

劣勢：對于造成事故的原因易于分析，但是由原因到如何處理事故卻是很難施行。其次針對性過強，分析時候是針對每個事故狀態，而不能系統綜合的分析。用簡易的說法就是，細節思考，定性定量能力很強，但是縱觀全局的能力較弱。再次使用故障樹分析法必須能準確的建樹，這對人員的分析能力，工作水平有較高的要求。最后，每個事件的概率采集需要預先做大量的采集工作。

三、二、電力變壓器故障簡介：

電力變壓器會發生的故障眾多，按照部分劃分主要氛圍鐵芯、開關、引線、繞組、絕緣、冷卻系統等多個故障。為了后面建造故障樹，優先考慮影響大，出現頻率較高的故障。這里鐵芯故障、絕緣故障和繞組三個故障應分析哪個最大。

首先繞組故障主要是在變壓器的線圈內部出現。長期使用會導致溫度過高，排熱不及時或者冷卻系統出現問題會導致繞線產生短路，甚至燒斷。當然燒斷的情況主要是短路形式的出現。

其次鐵芯故障：經常出現鐵芯故障的可能性很多，比如鐵芯多點接地，造成變壓器的過熱；接地點接觸不良或者接地金屬片斷開都會產生懸浮并且放電。

另一個重要的故障是絕緣系統故障：出現的方式是絕緣系統被整體擊穿。這在繞組物理形狀改變和電壓不穩定的情況下經常發生；圍屏異常放電，這在絕緣失效、電壓不穩定，油流通不通暢等原因下都會發生。

三、電力變壓器分析樹構造過程

首先要找出大型變壓器安全非正常工作的各種情況，這也是最需要注意維護檢修的情況事件，從而作為頂故障，導致頂故障發生的中間級故障是按變壓器主要組件故障劃分的，也就是構造變壓器分析樹的主樹過程。

第二步找出故障因果關系，各自尋找導致中間級故障的中間故障環節，構建分析樹的子樹。這里主要構造包括繞組故障子樹、鐵芯故障子樹、主絕緣故障子樹

第三步：通過計算，計算各種概率的關系，通過概率進行故障不同等級的劃分。進行故障等級度的劃分，訂制等級嚴重的具體保準。做出定性和定量的分析。

四、四、：

五、

首先要找出大型變壓器安全非正常工作的各種情況，這也是最需要注意維護

檢修的情況事件，從而作為頂故障，導致頂故障發生的中間級故障是按變壓器主要組件故障劃分的，也就是構造變壓器分析樹的主樹過程。

第二步找出故障因果關系，各自尋找導致中間級故障的中間故障環節，構建

分析樹的子樹。這里主要構造包括繞組故障子樹、鐵芯故障子樹、主絕緣故障子樹

第三步：通過計算，計算各種概率的關系，通過概率進行故障不同等級的劃分。進行故障等級度的劃分，訂制等級嚴重的具體保準。作出定性和定量的分析。

結束語：

本文主要介紹了故障樹分析法的起源、原理和構造過程，以及故障樹分析的應用領域。并且主要以大型電力系統故障為實例，利用故障樹進行故障分析，描述了故障樹分析的工作流程。從樹頂、子樹、概率計算、定性定量計算來幫助判斷哪些故障是威脅最大的。從而幫助工作人員及時預防，定期做好電力變壓器的日常維護保養工作。

參考文獻：

[1] 胡曉暉，，屈梁材，，蒲曉紅.. 基于模糊知識庫的電力變壓器故障樹分析[J]. 湖南大學學報（自然科學版）.）， 1998（S1） .

[2] 劉娜，，高文勝，，談克雄，王劉芳，李偉，梁國棟. 基于故障樹的電力變壓器維修周期的仿真分析[J]. 高電壓技術.， 2003（09） .

[3] 劉遠超. 淺談故障樹分析方法及其在熱電廠中的應用[J]. 東北電力技術.， 2004（07） .

[4] 江榮漢，，王聯群.. 大型電力變壓器故障機輔分析[J]. 中國電機工程學報.， 1992（06） .

[5] 王景芹，，唐義良，，王海濤，王心遠，趙文亞. 電站發電機勵磁調節裝置的可靠性分析[J]. 電站系統工程.， 1999（05） .

[6] 方逵，，譚元發. 電力變壓器絕緣系統可靠性分析[J]. 系統工程.， 2002（02）.

[7] 陳剛. 電力變壓器典型故障及其演變[J]. 東北電力技術.， 2002（04）.

[8] 鄒開鳳，，李育學. 故障樹在蓄電池容量非正常降低原因分析中的運用[J]. 內燃機車.， 2003（07）.

故障樹分析法范文第3篇

【關鍵詞】故障樹分析法，燃氣管道，安全評價，應用

中圖分類號：O434 文獻標識碼： A

一、前言

燃氣管道是現在城市中常見的管道，燃氣管道如果出現問題會發生令人不可估量的事故，因此對于燃氣管道的安全必須要嚴格要求。燃氣管道安全評價在判定管道安全性能方面有著重要的作用。

二、燃氣管道安全評價方法的分類

目前，城鎮燃氣管道安全評價方法分為定性安全評價和定量安全評價，近年來，有些學者贊同分3類，即定性分析、定量風險分析和半定量風險分析。

定性分析主要是將系統中所存在的危險因素以及誘導事故發生的因素都找出來，根據這些因素在何種程度導致管道失效的情況，制定出相應的預防措施。這種方法是利用科學的決策和統計理論，對于所存在的風險進行感性的分析評價，然后根據相關專家所提出的觀點將風險分為低、中、中高以及高風險四個評價等級。這種風險分析的方法簡單快速也比較直觀，可是卻不能夠量化事故的發生頻率和后果。常用的定性分析方法包括有故障樹分析法以及故障類型及影響分析法。

定量風險分析主要是利用隨機變量以及隨機過程對于引起管道事故發生的因素進行處理，先是約定一個具有明確物理意義的單位對于事故發生的概率以及損失的后果進行量化，計算出管道的風險值，然后才是對于結果進行分析，雖然這個過程比較復雜，可是得出的結果是比較嚴密的，準確度也高。進行定量風險分析，一定要先建立起完備的資料庫，要能夠掌握裂紋擴展以及管材腐蝕等方面的機理，建立起數據模型，計算出結果。整個風險評估結果的準確性將取決于原始數據的完整性、模型的精準性以及分析方法的合理性。得到的評價結果能夠用于安全成本以及效益方面的分析，這是定性風險分析以及半定量分析法所不能夠做到的，目前常用的定量風險分析方法主要是模擬仿真和概率法、結構可靠性評估等分析法。

半定量風險分析。管道風險半定量分析法主要是將風險的數量指標作為進行分析的基礎，對于管道事故發生的后果以及事故發生的概率都有一個指標，這是按照這些因素的權重值來分配的，然后運用算術法將事故的概率以及后果的嚴重程度指標兩者結合在一起，這樣就能夠計算出一個相對的風險值，對于定量評價法中缺少數據的問題是一個比較好的補充。常用的半定量風險分析法中有W?K?Muhlbauer 的專家評分指標法和現在引入模糊數學的綜合評價法。

三、故障樹分析法簡介

故障樹分析法（FaultTreeAnalysis，FTA）是對于一些不易形成邏輯圖的復雜系統進行風險識別和評價的一種有效的方法。它用事件符號、邏輯門符號和轉移符號來描述系統中各種事件之間的因果關系。

故障樹是一種邏輯樹，樹枝代表系統、子系統或元件的事故事件，而節點代表事故事件之間的邏輯關系。故障樹的形成是從頂事件的根出發逐級向下發展繪制，直到事件概率已知的基本事件為止，在故障樹中表示事件之間最常用的邏輯關系是“與”和“或”的關系。故障樹中所用的圖形符號有很多，表1列出幾種常用的符號。

故障樹分析在生產階段能幫助診斷事件是否失效，進而改進相關技術管理，產生更好的維修方案。故障樹分析法同時適用于定性評價和定量評價，使用過程簡潔明了，而且不失可靠性，充分體現了以系統工程方法為基礎來研究安全問題的系統性、準確性和預測性。

四、故障樹分析原則

故障樹分析是系統可靠性和安全性分析的工具之一[2]。采用故障樹分析法建立故障樹一般步驟如下：

（1）熟悉系統。盡可能詳細地收集系統相關資料，了解系統狀態及各種參數，熟悉研究對象的特征。

（2）確定頂事件。對所調查的事故進行全面分析，從中找出后果嚴重且較易發生的事故作為頂事件。

（3）建立故障樹。將引起頂事件發生的直接原因找出來，根據實際情況用適當的邏輯符號把頂事件和各直接原因事件（中間事件）相連接，然后找出中間事件的原因事件，并用適當的符號連接，直到不需要分解為止。

（4）故障樹的規范化和簡化。

（5）根據已經建立好的故障樹，進行定性分析和定量分析。

五、城市燃氣輸配管網故障樹的建立

引起城市燃氣管網發生事故的原因很多，發生事故的原因是多方面的，而且造成管道事故是多種原因的綜合結果。從大量事故分析報告的統計結果來看，導致城市燃氣管網事故的主要因素有：第三方損壞、管道腐蝕及設備老化、設計及誤操作、管道原始缺陷。管網泄漏事故原因主要包括管道腐蝕嚴重、第三方損害嚴重、誤操作、存在設計缺陷等；導致管道破裂事故的原因主要包括操作失誤、違章作業、維護不周、設計安裝不合理、材料缺陷等。根據選擇頂事件的原則，選取“燃氣輸配管網失效”作為頂事件，管道失效和附屬設備失效為二次事件，任何一個二次事件的失效，都會造成整個管線的失效。繼續深入分析，逐層列出中間時間和底事件，建立城市燃氣輸配管網故障樹，如圖1所示。

六、故障樹的分析

1、故障樹分析法基本概念

頂事件通常是由故障假設、危險與可操作性研究法等危險分析方法識別出來的。故障樹模型是原因事件（即故障）的組合（稱為故障模式或失效模式），這種組合導致頂事件。這些故障模式稱為割集，最小的割集是原因事件的最小組合。要使頂事件發生，最小割集中的所有事件必須全部發生。根據底事件的組合個數，最小割集分為一階最小割集、二階最小割集等。故障樹分析包括定性分析和定量分析。

故障樹的定性分析僅按照故障樹的結構和事故的因果關系進行，分析過程中不考慮各事件的發生概率，或認為各事件的發生概率相等。內容包括求底事件的最小割集、最小徑集及其結構重要度，求取方法有質數代入法、矩陣法、行列法、布爾代數法簡法等。定量分析是確定所有原因的發生概率，標在故障樹上，進而求出頂事件（事故）發生概率，一般包括對頂事件發生概率的計算及對底事件重要度分析。

故障樹分析的基本步驟：確定頂事件；確定底事件；調查事故原因；確定目標值；構造故障樹；定性評價；定量評價；制定預防事故（改進系統）的措施。故障樹分析流程。

故障樹分析法形象、清晰、邏輯性強，能對各種系統的危險性進行識別評價，體現了以系統工程方法研究安全問題的系統性、準確性和預測性。該法應用比較廣，非常適合于重復性大的系統。不僅能分析出事故的直接原因，而且能深入提示事故的潛在原因，因此在工程設計階段、事故查詢或編制新的操作方法時，都可以使用這個方法對它們的安全性做出評價。

2、故障樹底事件發生概率確定

常規基于布爾代數和概率論的系統故障樹分析的理論研究已取得了較大成功，工程應用也取得了一定成果。但是，現有的理論和方法需要將故障樹頂事件和底事件發生的概率視為精確值，在實際中由于頂事件和底事件發生概率存在隨機性和模糊性，因而針對這些不確定性問題，應該選擇更合適的高等數學分析理論和方法來解決。底事件重要度分析是故障樹定量分析中的重要部分，重要度表現為系統中某底事件發生時對頂事件發生概率的貢獻，概率重要度是頂事件發生概率對某底事件發生概率的偏導數。此外，模糊性是故障樹分析的客觀特性，采用數學模糊集理論結合專家調查方法來確定事件的發生概率，可以克服傳統故障樹分析中把底事件的發生概率當作精確值時帶來的誤差。為了保證確定的故障率和模糊故障率之間的一致性，需把模糊可能性值轉化為模糊故障率。

七、結束語

燃氣管道的安全也是城市安全中重要的一項安全內容，判定燃氣管道的安全性能的方法有很多，故障樹分析法能夠找出安全隱患的原因，從而提出更加完善的措施，保障燃氣管道的安全。

參考文獻

故障樹分析法范文第4篇

關鍵詞 安全性設計；故障樹分析；產品設計；方法介紹

1 故障樹分析方法概述

故障樹是一種邏輯因果關系圖，呈現出特殊的倒立樹狀。它通過使用各種邏輯門符號、事件符號和轉移符號來描述系統中各種事件和狀態之間的因果邏輯關系。通俗來說，故障樹中邏輯門的輸入事件是輸出事件的“因”，邏輯門的輸出事件是輸入事件的“果”。

故障樹分析自上而下，通過依次展開更為詳細（或者叫更低一級）的設計層次逐步向下進行。

2 故障樹方法前期準備工作

首先，設計人員應該熟悉設計說明書、原理圖（包括流程圖、結構圖）、運行規程、維修規程和有關數據庫以及其余相關資料。熟悉系統，設計人員可以從以下幾個方面入手：

1）設計人員應徹底掌握系統的設計意圖、結構、功能、邊界（包括人機接口）和環境情況；

2）設計人員應辨明人為因素以及軟件對系統的影響；

3）設計人員應辨識系統可能采取的各種狀態模式以及這些模式之間的相互轉換，必要時應繪制狀態模式以及轉畫圖以幫助弄清系統成功或故障與單位成功或故障之間的關系，有利于正確建樹；

4）根據系統復雜程度和要求，必要時進行系統故障模式及影響分析，以幫助辨識各種故障事件以及人為失誤和共因故障；

5）根據系統復雜程度，必要時應繪制系統可靠性框圖以幫助正確形成故障樹的頂部結構和實現故障樹的早期模塊化以縮小故障樹的規模；

6）為徹底地熟悉系統，設計人員除了完成上述工作外，還應該隨時征求有經驗的設計人員和運行維修人員意見，最好有上述人員參與建樹工作，方能保證故障樹分析工作順利開展，且建成的故障樹的正確性，并可以達到預期的分析目的。

在充分熟悉系統后，設計人員應根據系統的任務要求和對系統的了解確定本次故障樹分析的目的。在實際工業設計過程中，同一個系統或者設備，因為分析的目的不一樣，系統或者設備的模型化結果也會大不相同，反映在故障樹上也會不一樣。

3 故障樹分析方法步驟

故障樹分析根據分析對象、分析目的、精細程度等的不同而不同，但一般按如下步驟進行：

1）故障樹的建造；

2）故障樹規范化、簡化和模塊分解；

3）定性分析；

4）定量分析；

5）編寫故障樹分析報告。

故障樹的建造首先應選擇恰當的頂事件。在確定頂事件時，可以通過在初步故障分析基礎上，設計人員找出系統可能發生的所有故障狀態，這個過程可以結合故障模式及影響分析進行，也可借鑒其它類似系統使用過程中發生過的故障事件。然后，篩選出最不希望發生的故障狀態作為頂事件。

頂事件確定后，自上而下開始建樹，應逐級進行。

將確定的頂事件寫在頂部的框內，然后將引起頂事件的全部必要而又充分的直接原因事件寫在相應事件符號中畫出第二排，下一步根據實際設計中它們的邏輯關系用適當的邏輯門進行連結。遵循以上原則逐步建樹，直至所有最低一排事件都為底事件。

規范化故障樹是指僅含有基本事件、結果事件，以及“與”、“或”、“非”三種邏輯門的故障樹。要將建好的故障樹變成規范化的故障樹，必須確定對特殊事件的處理規則和對特殊邏輯門進行邏輯等效的變換規則。

故障樹的簡化，可根據布爾代數運算規則對故障樹進行簡化。

對于較大規模的已經規范化和簡化的故障樹需要進行模塊分解，這里的模塊是指至少有兩個底事件但同時又不是所有底事件的集合，在集合中這些底事件向上可匯集到同一個邏輯門，且又只能通過這個邏輯門才能到達頂事件。同時，故障樹中所有的其它底事件向上都不能到達該邏輯門。

對故障樹進行定性分析的目的在于尋找導致頂事件發生的原因及原因組合。通過識別引起頂事件發生的全部故障模式，它可以幫助判斷潛在故障，達到改進設計的目地；也可以用于進行指導故障診斷，從而改進維護和使用方案。

對于正在設計中的產品，由定性分析的結果可以尋找到產品設計上的薄弱環節、重點部位、重要底事件、試驗需求和改進設計應采取的方案等。對于最終設計成型的產品，通過定性分析結果可以確定產品已分析的頂事件的故障概率，檢測產品的最佳配置，指導故障定位和使用維護方案的制定；還為技術支持、管理維護提供指導。

故障樹定量分析是在已知底事件的發生概率的前提下得到頂事件的故障概率。這要求一開始必須擁有所有底事件的故障數據，從而才能求出故障樹最小割集。

在定量分析中，應假定各個底事件的故障是相互獨立的。若某些底事件互相不獨立，則按照統計獨立的假設進行計算時將出現工程上難以接受的誤差，此時應參考其它專門文獻進行不獨立所需的修正。

在故障樹分析結束時，應將分析結果寫成報告，故障樹分析報告應包括下列主要內容：分析任務；分析假設；分析方法；數據源說明；系統的可靠性框圖；不希望事件（頂事件）及其發生概率；最小割集及其發生概率和重要度；基本事件和條件事件的重要度；可靠性關鍵項目及其不能從設計中消除的原因。

4 結論

故障樹分析是一種對復雜系統常用的安全性、可靠性分析方法。它通過演繹的故障分析法研究系統特定的頂事件，自上向下嚴格按事件的層次進行邏輯分析和因果判斷，找出故障事件的必要而充分的各類原因，畫出邏輯關系圖（故障樹），最終找出導致頂事件發生的所有原因和原因組合。由分析結果可以確定被分析系統的薄弱環節、關鍵部位、應采取的措施、對可靠性試驗的要求等。這些都顯示出其在工業設計過程中的重要性和必要性。廣大設計人員只有不斷在其設計過程中深刻融合安全性設計理念，讓安全可靠成為產品一大亮點，設計出的產品才能真正被業界所肯定，被市場所接受。

參考文獻

[1]曹晉華，等.故障樹分析指南.國防科學技術工業委員會，1998-03-16.

故障樹分析法范文第5篇

關鍵詞：皮帶運輸機；故障分析；診斷設計

1 皮帶運輸機常見故障分析

1.1 皮帶縱向撕裂

當皮帶某一處受到的力非常不均勻時，就會使皮帶沿著運動方向被撕裂開來，這一現象稱為皮帶縱向撕裂?？v向撕裂的主要原因是皮帶由于過度磨損而受力不均所造成，或是物料中有尖銳雜質插入而使皮帶遭到嚴重破壞而發生縱向撕裂。這種故障一旦發生，會對皮帶造成破壞性的損害。檢測皮帶縱向撕裂的方法有很多，常見的方法有接觸式檢測方法，如在托輥上方安裝棒形檢測器、壓力檢測器；非接觸檢測方法，如超聲波檢測法、電磁檢測法。這些檢測方法在成本、檢測效果、實時性等方面存在一定的局限性。

1.2 皮帶斷帶

皮帶運輸機發展斷帶故障，一般是由于受到橫向力較大，致使皮帶受力失衡而形成的。通常來講，皮帶運輸機斷帶部分一般出現在滾筒部分或者是皮帶運輸機接頭部位，這表明在這兩個部位，容易出現受力不均衡或者荷載過大的現象。而皮帶斷帶故障也會造成一些影響，例如在一些繁忙的工作線上，一旦發生皮帶斷帶，就會出現運輸線堵塞或者機架部位受力過大而損壞的問題。甚至有的因為斷帶故障造成長時間停工，給企業帶來較大的經濟損失，后果比較嚴重。

1.3 皮帶打滑

與皮帶斷帶相反，皮帶打滑故障是滾筒與皮帶之間受力不足，沒有足夠摩擦力支撐的問題引起，這時候雖然滾筒依舊在轉動，但是無法推動皮帶繼續運轉，從而出現打滑現象。打滑故障雖然不及上述兩種故障給皮帶帶來的損害大，但是長時間的打滑容易使皮帶表面產生大量熱量，如果是在煤炭等企業中，有可能引起煤塵或者瓦斯爆炸，因此也需要相關人員加以重視。

1.4 皮帶跑偏

皮帶機工作時皮帶運轉位置偏離應有的理論位置的現象稱為皮帶跑偏，通常表現為皮帶邊緣與滾筒或托輥邊緣的值小于或大于應有的理論值。皮帶跑偏將會造成機架和皮帶間產生很大的摩擦力，使得皮帶嚴重磨損，進而軟化或撕裂，大大降低皮帶的工作壽命。對于皮帶跑偏故障的檢測，通常采用在皮帶兩側安裝跑偏開關的方法，一旦皮帶在運行中偏離了原有位置，便會觸動到兩側的跑偏開關，從而引發跑偏報警。

2 皮帶機故障診斷方法的研究設計

2.1 接觸式診斷檢測方法

2.1.1 棒形z測器。棒形檢測器是一根彎曲成托輥狀的槽形棒，安裝在皮帶與緩沖托輥之間的一種檢測裝置，其結構如圖1所示。當皮帶機物料當中混有雜物時，這些雜物很有可能將皮帶刺穿，這時槽形棒就會被觸動，從而使限位開關有所響應，進而發出報警并使皮帶急停。這種檢測器在使用時，可以將若干個槽形棒連接在一起，以增加檢測范圍和可靠性。該裝置結構簡單，易于安裝維護，但可靠性較差，且無法對皮帶機損壞程度進行檢測。

2.1.2 弦線式檢測器。弦線式檢測器與棒形檢測器的原理類似，不同之處是將金屬棒換成金屬絲或者尼龍線，其檢測靈敏度比棒形檢測器略高，但存在與棒形檢測器同樣的缺點。

2.1.3 壓力檢測器。壓力檢測器是采用測力托輥代替傳統托輥，將測力托輥安裝在輸送帶支架上，當輸送帶發生斷裂、撕裂或者跑偏故障時，托輥會受到一個額外的力，并且這個力會保持一段時間，通過監測托輥所受力的大小和變化情況來間接判斷輸送帶是否發生故障。這種方法原理簡單，安裝方便，但是可靠性較差，安裝在托輥上的傳感器長時間受力，極易產生磨損，使用壽命較短。

2.1.4 漏料檢測器。漏料檢測器是一種由托盤平衡錘和支點等組成的簡單檢測裝置。當皮帶發生撕裂時，皮帶上的物料就會透過裂縫泄漏到皮帶下方的托盤里，當托盤上裝載物料的質量大于平衡錘時，整個裝置就會以支點為中心轉動從而觸動限位開關，使得皮帶報警并停機。這種檢測器檢測原理和機械結構簡單，檢測方便，但是檢測器壽命較短，且檢測實時性較差，智能化程度較低。

2.2 非接觸式檢測方法

非接觸式檢測方法與接觸式檢測方法相比，具有無損檢測的優勢，檢測效果有所提升，非接觸式的檢測方法主要有以下幾種。

2.2.1 X光射線檢測法。德國科學家首先提出了X光射線檢測法，并將這種方法成功的運用在皮帶運輸機損傷類故障的檢測中，該方法可以檢測皮帶內的鋼絲繩變形、接頭斷裂，并可對缺陷定位。當皮帶運輸機以較低速運行時，其損傷的程度和損傷的位置均可以被自動記錄下來，但是皮帶運輸的速度會受到制約。具體原理圖可見下圖2：

2.2.2 超聲波檢測法。超聲波檢測法是在皮帶運輸機與托輥之間安裝波導管，波導管產生超聲波并能夠產生超聲波震蕩，通過超聲波檢測器接受產生的超聲波。當皮帶運輸機正常運轉時，產生波和接受波都為正常狀態，檢測器發出正常信號。當皮帶運輸機發生故障時，波導管就會收到損壞而彎曲，使得接受波和發送波都出現異常，超聲波檢測器可以檢測到異常信號，判斷皮帶發生故障。這種方法存在一定的破壞性，要使得波導管損壞才能夠判斷皮帶的撕裂，且需要破壞程度較大使得物料穿透皮帶，擠彎波導管后才能起作用。

3 結束語

綜上所述，皮帶運輸機在我國運用時間較長，并且由于皮帶運輸機一般情況下運輸距離較長，靠人工來完成巡檢存在效率低、勞動強度大、實時性差等問題。為此，分析皮帶運輸機故障特點，并且設計開發一套皮帶運輸機故障診斷檢測系統對于實現皮帶機的安全運行和企業效益的提高具有重要意義和實際應用價值。

參考文獻

[1]唐春降.煤礦皮帶運輸機故障研究[J].科技創業家，2013（02）.