風(fēng)電高速軸制動(dòng)器BSAK3000-焦作制動(dòng)器主軸制動(dòng)器維修介紹

可維修覆蓋
主機(jī)廠：
GE、Gamesa、安訊能、金風(fēng)、國(guó)電聯(lián)合動(dòng)力、華銳風(fēng)電、東汽、明陽(yáng)、遠(yuǎn)景能源、運(yùn)達(dá)、蘇司蘭、銀星等

制動(dòng)器廠：
Svendborg、Antec、SIME、KTR、SIBRE 等

 風(fēng)電高速軸卡鉗BSFI3000-焦作制動(dòng)器由此可見，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)包括識(shí)別設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)本文通過(guò)總結(jié)茂明二期風(fēng)電項(xiàng)目風(fēng)機(jī)調(diào)試當(dāng)中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，介紹了明陽(yáng)MY.se型.MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主控系統(tǒng)，以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問題及故障處理過(guò)程，對(duì)一些常見主控系統(tǒng)故障進(jìn)行了介紹。華能茂明二期風(fēng)電項(xiàng)目風(fēng)機(jī)采用明陽(yáng)MY.se型.MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，該機(jī)組為雙饋線風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，控制系統(tǒng)采用德國(guó)Beckhoff的硬件和軟件系統(tǒng)實(shí)時(shí)軟PLC“TwinCAT”和嵌入式PCCX00。主要部件組成塔基控制柜位于風(fēng)機(jī)底層；機(jī)艙控制柜位于風(fēng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)。主控系統(tǒng)原理及調(diào)試常用代碼整個(gè)控制系統(tǒng)以總線方式連接，控制柜質(zhì)檢通過(guò)光纖現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通訊，通過(guò)CANbus接口實(shí)現(xiàn)振動(dòng)監(jiān)控和變頻器的連接，通過(guò)Profibus接口實(shí)現(xiàn)變槳系統(tǒng)的連接，通過(guò)EtherNET接口將風(fēng)機(jī)接入以太網(wǎng)組成集散控制系統(tǒng)，另有近00多個(gè)IO點(diǎn)直接接入控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)擁有兩個(gè)分離的EtherCAT開放的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議控制環(huán)，一個(gè)用于風(fēng)機(jī)內(nèi)部，一個(gè)用于高速風(fēng)場(chǎng)通信。通過(guò)EtherCAT總線冗余提高了安全性和可靠性。掃描時(shí)間為ms，TwinCATSAFE安全端子獨(dú)立于CPU運(yùn)行，當(dāng)CPU出現(xiàn)故障時(shí)，安全系統(tǒng)保證機(jī)組在極端情況下的順利停機(jī)。安全鏈的工作原理安全鏈?zhǔn)仟?dú)立于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一級(jí)保護(hù)措施。采用反邏輯設(shè)計(jì)，將導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于危險(xiǎn)狀態(tài)的故障接點(diǎn)串聯(lián)成一個(gè)回路，一旦其中任何一個(gè)接點(diǎn)動(dòng)作斷開，安全鏈將斷開，觸發(fā)緊急停機(jī)。緊急停機(jī)后，只能手動(dòng)復(fù)位后才能重新起動(dòng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全鏈中包含的接點(diǎn)有塔基急停按鈕信號(hào)；機(jī)艙急停按鈕信號(hào)；變槳急停信號(hào)；PCH振動(dòng)大急停信號(hào)；扭纜開關(guān)保護(hù)信號(hào)；超速監(jiān)視器超速信號(hào)；PLC系統(tǒng)故障。機(jī)組安全鏈中任意接點(diǎn)斷開都將引起機(jī)組急停，急停包括兩個(gè)狀態(tài)急停剎車模式00和急停剎車模式0狀態(tài)。急停狀態(tài)由除急停按鈕以外的安全鏈接點(diǎn)中的其他接點(diǎn)斷開引起，急停狀態(tài)由急停按鈕觸發(fā)引起。安全鏈斷開后，機(jī)組動(dòng)作描述PLC發(fā)出變槳緊急順槳EFC_signal信號(hào)K由吸合位置復(fù)位,0U的，端子之間電壓為0機(jī)組緊急快速停機(jī)，變槳由蓄電池供電轉(zhuǎn)到機(jī)艙DO輸出VDC電源斷開K由吸合位置復(fù)位，ST0的，端子之間電壓為0，輸出指令切斷當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速監(jiān)視器設(shè)定抱閘轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子制動(dòng)器抱閘。剎車模式00剎車模式0機(jī)組急停故障代碼，機(jī)組安全鏈中任意節(jié)點(diǎn)斷開都將引起機(jī)組急停，急停按鈕引起的急停及為剎車模式0，急停按鈕外的安全鏈接點(diǎn)引起的急停為剎車模式00。主控系統(tǒng)的調(diào)試本部分調(diào)試致是主控系統(tǒng)的調(diào)試檢查項(xiàng)目，以下過(guò)程認(rèn)為變頻變槳偏航等系統(tǒng)調(diào)試已調(diào)試完畢，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)試主要分為以下幾個(gè)步驟。通電前檢查主要檢查控制系統(tǒng)內(nèi)各部件固定，接地網(wǎng)連接可靠，內(nèi)部電源回路連接正確，各系統(tǒng)之間通訊線纜或光纖連接正確。檢查柜內(nèi)連接線絕緣良好。通電后檢查通電后，逐級(jí)逐個(gè)開關(guān)合閘，并測(cè)量檢查記錄開關(guān)出口端電壓。將做好的系統(tǒng)Ghost至主控PLC的CF卡中。為確保系統(tǒng)內(nèi)程序正常，可對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各程序進(jìn)行重新安裝確保程序的完整性。設(shè)定本機(jī)的IP地址。用筆記本連接PLC設(shè)定各項(xiàng)參數(shù)。檢查各系統(tǒng)與主控系統(tǒng)通訊正常。檢查接入主控系統(tǒng)各IO信號(hào)是否正確。復(fù)位安全鏈，檢查各安全接點(diǎn)斷開是否能夠引起機(jī)組急停即剎車00和剎車0模式，并檢查機(jī)組動(dòng)作邏輯是否正確。在安全鏈正常時(shí)，且各設(shè)備的相關(guān)保護(hù)條件不成立，通過(guò)控制面板的手動(dòng)控制界面可進(jìn)行手動(dòng)控制，檢查各部分能夠正常動(dòng)作。經(jīng)過(guò)以上調(diào)試，主控系統(tǒng)調(diào)試基本完成，可以進(jìn)行風(fēng)機(jī)的并網(wǎng)超速等試驗(yàn)。主控系統(tǒng)調(diào)試中的故障及處理方法無(wú)法搜到WinCE系統(tǒng)原因及解決方法。本機(jī)與WinCE不在同一個(gè)域中檢查本機(jī)的IP地址是否為...XXX。XXX為~任意數(shù)。系統(tǒng)GHOST不正常，或未進(jìn)行GHOST重新GHOST系統(tǒng)。PLC的IP地址與本機(jī)一致更換本機(jī)調(diào)試電腦的IP地址。在PLC處于運(yùn)行模式下搜索系統(tǒng)，確保本地連接正常。如果搜索一次兩次搜索不到，可以多搜索幾次。搜索系統(tǒng)模塊時(shí)，無(wú)法搜索到部分模塊原因及解決方法。模塊通訊故障，能搜索到塔基柜模塊，無(wú)法搜索到機(jī)艙柜模塊檢查光纖通訊，交換通訊端口，檢查光纖盒通訊端口，直到光電轉(zhuǎn)換器個(gè)指示燈全亮且呈閃爍通訊正常。模塊故障檢查所有模塊數(shù)量類型位置是否正確。更換終端模塊KL00；從能搜索到的模塊開始，按照模塊順序逐一增加下一個(gè)模塊和終端模塊KL00。重新搜索直到找到問題模塊。檢查問題模塊接線更換模塊。通常是光纖通訊不對(duì)引起?？山粨Q通訊端口。但有時(shí)是模塊接觸不良導(dǎo)致，建議在調(diào)試前先將所有模塊壓緊。無(wú)法下載安全鏈原因及解決方法。找不到安全鏈序列號(hào)檢查安全鏈模塊KL0序列號(hào)；重新運(yùn)行系統(tǒng)；更換KL0。KL0序列號(hào)錯(cuò)誤檢查搜索KL0序列號(hào)與模塊本身序列號(hào)是否一致。密碼錯(cuò)誤重新輸入密碼，重新下載。無(wú)TwinSAFEVerifier_0安裝軟件TcSAFEVerifier_0.exe即可。以上條件都正常，就是無(wú)法下載安全鏈。TwinCAT程序庫(kù)文件不全，補(bǔ)充庫(kù)文件。備注安全鏈的下載是在模塊搜索和運(yùn)行正常的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。一般是KL0序列號(hào)引起。安全鏈無(wú)法復(fù)位原因及解決方法剎車模式0由輪轂急停導(dǎo)致的，檢查機(jī)艙柜輪轂急停信號(hào)是否短接LUST系統(tǒng)短接，聯(lián)調(diào)SSB系統(tǒng)時(shí)不短接，單調(diào)主控時(shí)短接機(jī)艙急停觸發(fā)拔出機(jī)艙急停。如果拔出后仍然報(bào)機(jī)艙急停故障，檢查機(jī)艙急停信號(hào)輸入線路是否正確。塔基急停觸發(fā)拔出塔基急停。如果拔出后仍然報(bào)塔基急停故障，檢查塔基急停信號(hào)輸入線路是否正確。由PCH引起的剎車模式00檢查PCH是否安裝，并給PCH復(fù)位將針腳插頭的腳接0伏秒左右；檢查針腳插頭接線是否正確。其他問題導(dǎo)致的剎車模式00檢查安全模塊需要短接的通道是否短接廠內(nèi)調(diào)試。檢查所有的安全模塊KL0KL0KL0的序列號(hào)和模塊狀態(tài)是否正常。檢安全鏈模塊接線是否正確。接觸器或者繼電器輸入線圈電阻失效導(dǎo)致安全鏈輸出端口錯(cuò)誤以上都正常，對(duì)照原理圖將安全鏈該短接的輸入都短接，再?gòu)?fù)位安全鏈。復(fù)位成功，則逐一恢復(fù)接線，直到找出問題通道。然后檢查該通道的所有接線以及元器件。例如常開常閉點(diǎn)的檢查和繼電器電阻檢查如果復(fù)位不了，可更換安全鏈模塊。剎車模式,安全鏈復(fù)位不了對(duì)照原理圖檢查需要短接安全鏈模塊通道是否短接，例如順時(shí)針解纜和逆時(shí)針解纜。遠(yuǎn)程無(wú)法復(fù)位安全鏈本地可以復(fù)位安全鏈檢查塔基和機(jī)艙是否處于機(jī)組維護(hù)模式。取消機(jī)組維護(hù)模式。首先可通過(guò)狀態(tài)代碼界面確定是種急停中的哪種急停導(dǎo)致的故障。然后重點(diǎn)檢查其急停按鈕和回路。檢查時(shí)應(yīng)先按照解決方法由到逐一檢查。在前幾項(xiàng)正常的情況下采用檢查強(qiáng)制輸出，接觸器無(wú)動(dòng)作原因及解決方法。安全鏈沒有復(fù)位復(fù)位安全鏈接線檢查輸出通道信號(hào)是否正常。輸出通道到元器件的接線是否正常元器件通道信號(hào)輸出正常接線無(wú)誤更換元器件。動(dòng)作接觸器和空開，檢測(cè)不到輸入信號(hào)原因及解決方法檢查檢查元器件側(cè)的接線和元器件到輸入模塊通道的接線是否正常。例如元器件的信號(hào)輔助觸點(diǎn)常開常閉接線是否正常元器件元器件動(dòng)作后，輔助觸點(diǎn)無(wú)動(dòng)作。更換元器件。模塊以上兩點(diǎn)都正確，有信號(hào)輸入模塊?？上到y(tǒng)讀不到信號(hào)。檢查模塊是否鏈接到系統(tǒng)。刷新模塊更新模塊。PCH通訊不正常原因及解決方法。接線導(dǎo)致檢查EL模塊插頭接線是否正常。模塊端和PCH端通訊插頭的針腳接線是否一致。終端電阻檢查通訊頭兩端是否都焊接有0歐姆的終端電阻。屏蔽線檢查屏蔽線有沒有接到位。針插頭接線錯(cuò)誤檢查針腳插頭電源輸入是否正常。PCH參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤重新設(shè)置PCH參數(shù)。0PCH無(wú)法復(fù)位原因及解決方法。接線錯(cuò)誤對(duì)照原理圖檢查PCH的針腳接線。PCH內(nèi)部故障接線無(wú)誤時(shí)，更換PCH。通常用硬件線復(fù)位，即將針腳接0伏秒以上調(diào)試過(guò)程分析風(fēng)機(jī)控制調(diào)試過(guò)程，主要注意不要有漏項(xiàng)，尤其是安全鏈內(nèi)的各接點(diǎn)檢查。調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問題大部分是由于接線錯(cuò)誤或接線接觸不良引起的，很少是由于元件損壞引起的，因此出現(xiàn)問題，應(yīng)首先考慮接線檢查。控制通訊問題多是由于軟件設(shè)置引起，例如IP地址設(shè)定等，因此，出現(xiàn)問題應(yīng)首先檢查各參數(shù)設(shè)定是否正確，檢查程序是否完整。總之，風(fēng)機(jī)調(diào)試要做到細(xì)致入微。做到按部就班，不可操之過(guò)急，以免因?yàn)槭杪┰斐娠L(fēng)機(jī)故障。編自《電氣技術(shù)》，作者為劉英杰。舉報(bào)/反饋。

一、項(xiàng)目背景介紹

1、高速軸制動(dòng)器常見故障

---制動(dòng)器漏油

---摩擦片磨損不對(duì)稱

---剎車盤刮傷

---摩擦片不耐磨

 風(fēng)電高速軸制動(dòng)器

2、高速軸制動(dòng)器故障給業(yè)主帶來(lái)諸多風(fēng)險(xiǎn)

---漏油導(dǎo)致剎車力急劇下降，剎不住車，極端情況導(dǎo)致飛車

---滲漏的油液在高速剎車高溫下極易引發(fā)火災(zāi)，造成重大損失

---摩擦片磨損不對(duì)稱，導(dǎo)致磨損報(bào)警失效，出現(xiàn)鋼背與剎車盤直接磨損的情況，損壞剎車盤，甚至引起火災(zāi)

---高速下，性能不好摩擦片甩出的火星可能引發(fā)火災(zāi)

 風(fēng)電高速軸制動(dòng)器BSAK3000-焦作制動(dòng)器E.查驗(yàn)進(jìn)場(chǎng)原材料審核原材料出廠質(zhì)量證明；審核設(shè)備制造方按有關(guān)規(guī)定對(duì)主要原材料的復(fù)試結(jié)果及材料準(zhǔn)用證；審核鑒定新材料新產(chǎn)品的證明和確認(rèn)文件；對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料抽樣見證復(fù)測(cè)風(fēng)力發(fā)電的偏航系統(tǒng)，又稱對(duì)風(fēng)裝置，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙的一部分，其作用在于當(dāng)風(fēng)速矢量的方向變化時(shí)，能夠快速平穩(wěn)地對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向，以便風(fēng)輪獲得的風(fēng)能。偏航系統(tǒng)除了偏航部分還存在剎車部分，在偏航系統(tǒng)不工作時(shí)剎車系統(tǒng)需要保持足夠的摩擦力保證機(jī)艙的平穩(wěn)。目前的風(fēng)電偏航剎車主要有兩種主動(dòng)式和被動(dòng)式。被動(dòng)式的偏航剎車代表有華銳00GE00遠(yuǎn)景00，這一類的剎車裝置為被動(dòng)式阻尼片銅套和襯墊；而主動(dòng)式的剎車代表就是除這三種之外的諸多機(jī)型，比如金風(fēng)00聯(lián)合動(dòng)力00明陽(yáng)00東汽00等等，這一類的剎車裝置為液壓偏航卡鉗，內(nèi)部有剎車片；當(dāng)然還有一種主被混用的機(jī)型，Gamesa0，比較另類。當(dāng)然無(wú)論哪一種方式，歸根到底都是剎車片與偏航剎車片接觸產(chǎn)生摩擦力，是偏航系統(tǒng)保持穩(wěn)定。一般的，偏航剎車盤的硬度大于剎車片，剎車盤的材質(zhì)一般為球墨鑄鐵，而剎車片的材質(zhì)為復(fù)合材料，包括石墨尼龍金屬粉末等燒結(jié)而成。如果選用剎車片的硬度大于剎車盤或者剎車片使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，摩擦層磨損殆盡，剎車片基座或者保持架硬鋼直接剎車盤接觸，剎車盤將會(huì)被磨出深深的凹槽，偏航剎車盤的磨損若不及時(shí)修復(fù)，將直接影響偏航系統(tǒng)正常工作，并進(jìn)一步加劇偏航剎車片及制動(dòng)盤磨損加劇，最終導(dǎo)致機(jī)組偏航系統(tǒng)失效，影響機(jī)組安全運(yùn)行。磨損嚴(yán)重的盤面偏航剎車盤修復(fù)步奏首先對(duì)偏航制動(dòng)盤磨損表面進(jìn)行銑銷加工，去除表面粗糙部分，表面加工深度-.mm，保證加工后偏航制動(dòng)盤厚度為.-mm。為保證偏航制動(dòng)盤與偏航制動(dòng)器上下間隙在-mm范圍內(nèi)，將在偏航制動(dòng)盤上表面焊接厚度為mm的鑲塊，該鑲塊材質(zhì)為QT00，與偏航制動(dòng)盤為同一材質(zhì)，可保證鑲塊與偏航制動(dòng)盤焊接性能良好，偏航制動(dòng)盤焊接后基本無(wú)變形，通過(guò)焊接鑲塊，既可以彌補(bǔ)偏航制動(dòng)盤與剎車片之間的間隙，又可提高偏航制動(dòng)盤的抗扭強(qiáng)度，而耐磨性保持與原來(lái)一樣。鑲塊均勻分為十塊，每塊厚度mm，十塊合在一起，正好與偏航制動(dòng)盤上表面吻合，如圖，每塊鑲塊上有pcs焊接工藝孔先用pcsM高強(qiáng)度螺栓固定在制動(dòng)盤上，然后外部焊接，可保證鑲塊中間與偏航制動(dòng)盤緊密結(jié)合，如圖，鑲塊四周將通過(guò)焊接焊接方式與偏航制動(dòng)盤結(jié)合，焊條采用專用球墨鑄鐵焊條，焊接強(qiáng)度有保障。如圖。鑲塊焊接完后，為消除由于焊接引起的微量變形，需釋放個(gè)小時(shí)以上使其完全冷卻在進(jìn)行加工處理,采用一點(diǎn)定位雙面加工方式，對(duì)偏航制動(dòng)盤上下表面進(jìn)行統(tǒng)一加工，去除由焊接引起的焊渣或其他不平，保證上下表面的平行度，光滑度。在加工處理過(guò)程中用卡尺測(cè)量制動(dòng)盤保證厚度尺寸。其中為保證下表面與偏航制動(dòng)器的間隙，下表面加工0.mm左右，而此時(shí)上表面只需輕微加工0.mm左右。制動(dòng)盤外端一圈對(duì)焊渣有針對(duì)性的打磨，去除焊渣和毛刺，保證各焊接處光滑平整，進(jìn)行拋光處理；更換新偏航剎車夾，恢復(fù)風(fēng)機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。修復(fù)前后照片對(duì)比。對(duì)比附偏航剎車盤修復(fù)使用工具清單工具清單舉報(bào)/反饋。

3、高速軸制動(dòng)器故障原因分析（漏油）

---國(guó)外早期制動(dòng)器技術(shù)設(shè)計(jì)缺陷

---生產(chǎn)制造工藝控制不良（如鑄件砂孔）

---密封件使用超壽命，老化

---保養(yǎng)不到位，液壓油清潔度不達(dá)標(biāo)

---活塞工藝設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致活塞表面磨損嚴(yán)重，尺寸超差

高速軸制動(dòng)器故障原因分析（磨損不對(duì)稱）

---浮動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵復(fù)位及定位彈簧失效 

---更換摩擦片后，未按規(guī)程正確對(duì)中（單邊與剎車盤間隙約為1mm）

---制動(dòng)器液壓后，油缸內(nèi)部殘余有壓力，復(fù)位彈簧無(wú)法把摩擦片復(fù)位

---摩擦片材質(zhì)原因以對(duì)向六活塞卡鉗為例趙科淵徐格寧陸鳳儀戚其松太原科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院太原000摘要針對(duì)故障樹布爾邏輯難以描述事件之間的關(guān)系，在實(shí)際應(yīng)用中可靠性數(shù)據(jù)獲取不足的問題，提出一種新的基于多源信息融合方法和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的小子樣多態(tài)系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法。以貝葉斯網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，將ML-Ⅱ多源信息融合法應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)的可靠度確定中。同時(shí)，為避免不可用數(shù)據(jù)的影響，提出t檢測(cè)對(duì)驗(yàn)前數(shù)據(jù)和樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行相容性檢驗(yàn)，解決了小子樣系統(tǒng)中根節(jié)點(diǎn)可靠度難以確定的問題，提高了預(yù)測(cè)精度?；阼T造起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)可靠性評(píng)估對(duì)提出的方法進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明所提出的方法能夠很好地應(yīng)用于鑄造起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的可靠性評(píng)估，可為提高起升機(jī)構(gòu)可靠性提供支持和參考。關(guān)鍵詞貝葉斯網(wǎng)絡(luò)；起升機(jī)構(gòu)；t檢驗(yàn)；多源信息融合；可靠性評(píng)估中圖分類號(hào)TH文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)00-000-00-00引言在可靠性評(píng)估中，一些復(fù)雜系統(tǒng)往往非常缺少能夠直接使用的可靠性數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)出小子樣特性。但是，在其研發(fā)試驗(yàn)階段，不同環(huán)境或相似產(chǎn)品中卻存在很多有用的可靠性數(shù)據(jù)。因此，可靠性數(shù)據(jù)具有多源性，能否綜合合理地利用這些可靠性信息，就顯得尤為重要[]?；诓紶栠壿嫼透怕收摰膫鹘y(tǒng)故障樹分析方法要求清楚的事件關(guān)系和精確的部件可靠性信息，而目前國(guó)內(nèi)缺乏相關(guān)部件的失效數(shù)據(jù)庫(kù)，且在實(shí)際系統(tǒng)中故障機(jī)理常常不確定。所以，零部件正?；蚴У亩B(tài)假設(shè)與實(shí)際故障程度差距較大，傳統(tǒng)故障樹在實(shí)際應(yīng)用中有很大的局限性。本文引入t檢驗(yàn)對(duì)樣本數(shù)據(jù)和驗(yàn)前信息進(jìn)行相容性檢驗(yàn)，防止樣本數(shù)據(jù)和驗(yàn)前信息不相容。引入ML-Ⅱ多源信息融合法對(duì)不同來(lái)源的可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合，依據(jù)融后數(shù)據(jù)確定根節(jié)點(diǎn)可靠度。將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)引入小子樣系統(tǒng)可靠性評(píng)估中。該方法所使用的信息融合數(shù)據(jù)的精度要求低；多態(tài)根節(jié)點(diǎn)可較好地描述起升機(jī)構(gòu)零部件的故障程度。，以鑄造起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)可靠性評(píng)估為例驗(yàn)證這種方法的可行性。相容性檢驗(yàn)及多源信息融合在系統(tǒng)級(jí)可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)極少的情況下進(jìn)行可靠性評(píng)估，必須收集可靠性意見和分系統(tǒng)相似系統(tǒng)不同環(huán)境下系統(tǒng)的可靠性數(shù)據(jù)等信息，使用信息融合技術(shù)中提供的豐富的定性―定量融合方法來(lái)得出可信結(jié)論[]。信息融合技術(shù)能合理協(xié)調(diào)多源數(shù)據(jù)，充分利用有用信息，以獲得關(guān)于系統(tǒng)對(duì)可靠性的更完整和更準(zhǔn)確的判斷信息，提高在多變環(huán)境中正確決策能力，從而進(jìn)一步形成對(duì)系統(tǒng)可靠性的有效估計(jì)或預(yù)測(cè)[]。將不同來(lái)源的樣本數(shù)據(jù)和驗(yàn)前數(shù)據(jù)進(jìn)行的信息融合必須建立在樣本數(shù)據(jù)和驗(yàn)前信息相容的基礎(chǔ)上，可靠性信息是否相容的問題即為多源信息是否來(lái)自同一總體，亦即是否服從相同的分布的問題。因此，在進(jìn)行多源信息融合前需對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行相容性檢驗(yàn)。機(jī)械系統(tǒng)零部件可靠度總體服從正態(tài)分布，故本文采用單總體t檢驗(yàn)較為合理。.單總體t檢驗(yàn)方法單總體t檢驗(yàn)是檢驗(yàn)樣本與已知的總體分布的差異是否顯著。當(dāng)總體分布是正態(tài)分布時(shí)，若總體標(biāo)準(zhǔn)差σ未知，且樣本容量n＜0，則樣本與總體分布的離差統(tǒng)計(jì)量呈t分布。檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為式中t為樣本與總體分布的離差統(tǒng)計(jì)量，x為樣本平均數(shù)，μ為總體平均數(shù)，σX為樣本標(biāo)準(zhǔn)差，n為樣本容量。選取顯著性水平α值，一般以0.0為顯著性水平。查t值表，得到臨界值tn－α，比較樣本離差t與臨界值tn－α，若t＜tn－α，則差異不顯著，即接受原假設(shè)。若t＞tn－α，則差異顯著，即原假設(shè)不被接受。.基于ML-Ⅱ加權(quán)平均多源信息融合方法由于受到試驗(yàn)成本和條件的制約，小子樣問題普遍存在[]，選擇在某項(xiàng)試驗(yàn)進(jìn)行之前先通過(guò)經(jīng)驗(yàn)歷史信息等途徑得到不同的先驗(yàn)信息，可綜合運(yùn)用各種信息，減少現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)條件下的試驗(yàn)次數(shù)，從而有效解決小子樣的問題。設(shè)某產(chǎn)品的概率密度函數(shù)為ft|θ，設(shè)有m種先驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)有n個(gè)試驗(yàn)為獨(dú)立同分布的小子樣樣本，且各組試驗(yàn)數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的。令πiθ為試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得的先驗(yàn)分布，而融后分布記作πθ，則式中0≤εi≤εi為試驗(yàn)先驗(yàn)數(shù)據(jù)與后驗(yàn)分布的相關(guān)權(quán)重系數(shù)。對(duì)于這種融合方法的目的就是確定其合理的權(quán)重系數(shù)。這種方法的基本思想是根據(jù)Robbins的經(jīng)驗(yàn)Bayes理論，采用ML-Ⅱ方法，將現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)看作是由其邊緣分布產(chǎn)生的樣本，根據(jù)在不同的先驗(yàn)分布下，現(xiàn)場(chǎng)樣本出現(xiàn)的似然性的大小來(lái)確定不同的先驗(yàn)分布在融后分布中所起的作用的大小，依此來(lái)確定不同先驗(yàn)分布的權(quán)重系數(shù)，從而確定融后分布[]。假設(shè)而πθ為未知參數(shù)θ的先驗(yàn)分布，可由Bayes公式得出的后驗(yàn)分布將現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)x,x,…,xn都認(rèn)為是邊緣分布mx│π=∫Θfx|θπθdθ得到的，則其似然函數(shù)的表述為其中，k＝，，…，m。根據(jù)極大似然估計(jì)原理，可求出先驗(yàn)分布的權(quán)重系數(shù)εi[]為于是可得到其中，i=，，m。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)分析方法貝葉斯網(wǎng)絡(luò)又稱為信度網(wǎng)絡(luò)，是概率理論與圖論相結(jié)合的數(shù)學(xué)模型，由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)成的定性部分和條件概率表構(gòu)成的定量部分組成?；趫D形化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)直觀地描述了變量的聯(lián)合概率分布及其條件獨(dú)立性，可節(jié)約大量的概率推理計(jì)算。與規(guī)則表示決策樹人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等其他知識(shí)表示形式相比，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)具有圖形化的模型表示形式局部及分布式的學(xué)習(xí)機(jī)制直觀的推理使用與表達(dá)和分析不確定性和概率性的事物等優(yōu)點(diǎn)，是因果推理不確定性知識(shí)表達(dá)模式識(shí)別和分類聚類分析等人工智能領(lǐng)域應(yīng)用的有效工具。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)由代表變量的節(jié)點(diǎn)表示變量之間關(guān)系的有向邊及各節(jié)點(diǎn)的條件概率分布構(gòu)成一個(gè)有向非循環(huán)網(wǎng)絡(luò)BND，P，其中，D＝V，E表示一個(gè)具有N個(gè)節(jié)點(diǎn)的有向無(wú)環(huán)圖DirectedAcyclicGraph，DAG。V＝｛X，X，…，Xn｝是D的節(jié)點(diǎn)集，其中元素Xi代表隨機(jī)變量，有向邊E表示節(jié)點(diǎn)間的相關(guān)關(guān)系。節(jié)點(diǎn)間的有向邊反映了變量間的依賴關(guān)系。P表示各節(jié)點(diǎn)的條件概率分布。所有指向節(jié)點(diǎn)X的節(jié)點(diǎn)為X的父節(jié)點(diǎn)，所有由節(jié)點(diǎn)X指向的節(jié)點(diǎn)為X的子節(jié)點(diǎn)，沒有父節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)稱為根節(jié)點(diǎn)，沒有子節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)稱為葉節(jié)點(diǎn)[]。有向邊由父節(jié)點(diǎn)指向子節(jié)點(diǎn)，用單線箭頭“→”表示。有向圖蘊(yùn)含了條件獨(dú)立性假設(shè)，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)規(guī)定圖中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)Xi條件獨(dú)立于Xi的父節(jié)點(diǎn)給定的非Xi后代節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的任何節(jié)點(diǎn)子集[]。條件概率表可用p[Xi|ParentXi]來(lái)描述，它表達(dá)了節(jié)點(diǎn)與其父節(jié)點(diǎn)的相關(guān)關(guān)系[]，將先驗(yàn)概率作為根節(jié)點(diǎn)的概率。圖為一個(gè)簡(jiǎn)單貝葉斯網(wǎng)絡(luò)未包含條件概率表。變量集V上的聯(lián)合概率分布P可表示為圖中，XX為Y的父節(jié)點(diǎn)，Y為Y和X的子節(jié)點(diǎn)，且XXX為根節(jié)點(diǎn)，Y為葉節(jié)點(diǎn)。包含全部節(jié)點(diǎn)的聯(lián)合概率分布函數(shù)為圖簡(jiǎn)單的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)鑄造起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)可靠性評(píng)估以/0t跨度.m的鑄造起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)為評(píng)估對(duì)象，其主要技術(shù)參數(shù)為工作級(jí)別A，設(shè)計(jì)壽命0a，起升高度m，起升速度～m/min，小車速度0m/min，軌道型號(hào)UQ0，軌道接頭高低差滿足公差要求，環(huán)境為00℃，維護(hù)保養(yǎng)良好。主起升機(jī)構(gòu)采用圖圖所示的單減速器雙卷筒布置[0]。由臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)行星減速器，行星減速器可在一臺(tái)電機(jī)或一套電控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，機(jī)構(gòu)仍可以/的額定速度連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間正常運(yùn)行，故具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)[]。卷筒上裝有安全制動(dòng)器，以防止高速軸之后的傳動(dòng)鏈?zhǔn)r(shí)卷筒失控，從而保證主起升機(jī)構(gòu)安全工作[]。旋轉(zhuǎn)限位及編碼裝置裝于卷筒軸外端，可監(jiān)控所吊重物的上下限位置以及卷筒轉(zhuǎn)速，當(dāng)旋轉(zhuǎn)限位及編碼裝置監(jiān)測(cè)到重物超過(guò)極限位置或卷筒轉(zhuǎn)速異常時(shí)，制動(dòng)器抱閘[]。該機(jī)構(gòu)具有可靠性高制造難度小安裝維護(hù)檢修方便的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行可靠性分析。.旋轉(zhuǎn)限位及編碼裝置.卷筒.定滑輪組.行星減速器.安全制動(dòng)器.電機(jī)0.工作制動(dòng)器圖鑄造起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu).橫梁.吊鉤圖鑄造用起重橫梁吊具.建立起升機(jī)構(gòu)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，建立圖所示以主起升機(jī)構(gòu)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)。圖中x為電機(jī)，x為電機(jī)，x為減速器，x為工作制動(dòng)器，x為鋼絲繩，x為吊鉤，x為安全制動(dòng)器，y為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，y為傳動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，y為卷繞取物系統(tǒng)，y為工作系統(tǒng)，y為起升機(jī)構(gòu)。一些故障概率較小的部件不列入網(wǎng)絡(luò)中，如聯(lián)軸器卷筒滑輪組橫梁和限位及編碼裝置。圖主起升機(jī)構(gòu)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對(duì)于鑄造起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)中減速器可靠度進(jìn)行打分法得到的驗(yàn)前信息分別為πθ＝N0.，0.00和πθ＝N0.，0.00，且收集到歷史數(shù)據(jù)和相似產(chǎn)品的數(shù)據(jù)組成的樣本數(shù)據(jù)為X＝0.，0.，0.，0.，0.，設(shè)樣本試驗(yàn)數(shù)據(jù)x，x…，x服從正態(tài)分布Nθ，0.000。在樣本數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)ML-Ⅱ融合多源驗(yàn)前信息，得到參數(shù)θ即鑄造起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)可靠度的貝葉斯估計(jì)。.多源信息融合計(jì)算相容性檢驗(yàn)樣本平均數(shù)可表示為檢驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)X與驗(yàn)前信息πθ的相容性，計(jì)算t值為取正值即為.。以0.0為顯著水平，df＝n－＝，查t值表得到臨界值t0.0＝.，樣本離差的t=.小于臨界值.。所以，接受原假設(shè)，即樣本數(shù)據(jù)與驗(yàn)前信息相容。檢驗(yàn)樣本數(shù)據(jù)X與驗(yàn)前信息πθ的相容性，計(jì)算t值為以0.0為顯著水平，df＝n－＝，查t值表得到臨界值t0.0＝.，樣本離差的t=0.小于臨界值.。同上結(jié)論，接受原假設(shè)，即樣本數(shù)據(jù)與驗(yàn)前信息相容。信息融合θ的融后分布為式中εε為需要應(yīng)用ML-Ⅱ確定的融合權(quán)重系數(shù)。由融合先驗(yàn)分布得到的邊緣分布為將現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)x，…，x分別看作是由邊緣分布mxi|π產(chǎn)生的，可得到似然函數(shù)的表達(dá)式為根據(jù)極大似然估計(jì)原理，求LX│π的極大值就可獲得融合權(quán)重ε和ε。令，求得，ε＝0.，ε＝0.。由先驗(yàn)分布πθπθ融合后的分布πθ為圖先驗(yàn)信息曲線與融合后的曲線圖圖為融合前的先驗(yàn)分布πθπθ和融合后的分布πθ比較圖。從圖中可看出，在融后分布πθ中，對(duì)干擾數(shù)據(jù)形成的區(qū)間的信度分配較低，增加了評(píng)估結(jié)果的可靠性及準(zhǔn)確度。即經(jīng)多源信息融合得到的起重機(jī)減速器可靠度為0.。同理，失效概率電機(jī)１和電機(jī)２為0.00，減速器為0.0，工作制動(dòng)器為0.00，鋼絲繩為0.00，吊鉤為0.00，安全制動(dòng)器為0.00.此為各部件完全故障即故障程度為１時(shí)的根節(jié)點(diǎn)概率。假設(shè)各部件半故障即故障程度為0.的概率與完全故障的概率相同，則可根據(jù)表１表２得到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)y傳動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)y卷繞取物系統(tǒng)y工作系統(tǒng)與y及起升機(jī)構(gòu)y的可靠性。.系統(tǒng)可靠性評(píng)估計(jì)算由主起升機(jī)構(gòu)各部件可靠度及表中的數(shù)據(jù)可得到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)y的可靠性為計(jì)算結(jié)果表明，起升機(jī)構(gòu)在此狀態(tài)下的完好可靠度約為0.，半故障可靠度約為0.00，完全故障概率約為0.0。由此可知，當(dāng)多個(gè)部件同時(shí)出現(xiàn)輕微故障時(shí)，起升機(jī)構(gòu)發(fā)生故障的概率會(huì)增加。因此，多個(gè)部件出現(xiàn)復(fù)合故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)具有一定影響，應(yīng)引起重視。由結(jié)果可見，系統(tǒng)發(fā)生故障的概率大于根節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障的概率，這與實(shí)際情況相符，驗(yàn)證了ML-Ⅱ多源信息融合方法貝葉斯網(wǎng)絡(luò)在可靠性分析中的正確性與可行性。結(jié)論將t檢驗(yàn)引入機(jī)械系統(tǒng)可靠性數(shù)據(jù)相容性檢驗(yàn)。相比目前普遍采用的檢驗(yàn)方法，t檢驗(yàn)具有計(jì)算方便臨界值易于查詢的優(yōu)點(diǎn)。將ML-Ⅱ多源信息融合法引入可靠性數(shù)據(jù)融合的應(yīng)用中，解決了貝葉斯網(wǎng)絡(luò)需要大量可靠性數(shù)據(jù)相似系統(tǒng)數(shù)據(jù)使用困難的問題，信息更容易融入可靠性計(jì)算。將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)引入機(jī)械系統(tǒng)可靠性評(píng)估中，解決了傳統(tǒng)故障樹布爾邏輯門無(wú)法精確描述部件之間關(guān)系二態(tài)故障狀態(tài)無(wú)法描述部件多種故障程度的問題。建立了基于多源信息融合和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的可靠性評(píng)估方法，節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系結(jié)合了經(jīng)驗(yàn)與歷史數(shù)據(jù)，使分析更符合工程實(shí)際結(jié)論更準(zhǔn)確。以鑄造起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)為例進(jìn)行分析，結(jié)果說(shuō)明該方法簡(jiǎn)便易行，在可靠性評(píng)估等工程實(shí)踐領(lǐng)域，可操作性強(qiáng)，具有良好的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)[]何江.基于信息融合的民用飛機(jī)可靠性數(shù)據(jù)分析方法研究[D].南京南京航空大學(xué)，0.[]姜晨，徐廷學(xué)，劉勇，等.維修性小子樣驗(yàn)證中先驗(yàn)信息的融合方法[J].科學(xué)技術(shù)與工程，0-.[]陳浩，張洋，郭波，等.可靠性信息融合中繼承因子的確定方法[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，0-.[]趙彬，于雷，周中良，等.基于AHP—MLⅡ融合算法的先驗(yàn)分布研究[J].火力與指揮控制，0-.[]馮靜，潘正強(qiáng)，孫權(quán)，等.小子樣復(fù)雜系統(tǒng)可靠性信息融合方法及其應(yīng)用[M].北京科學(xué)出版社，0.[]孫錦，李國(guó)林，許誠(chéng)，等.基于ML-Ⅱ原理的多源驗(yàn)前信息融合方法研究[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，0-.[]陳東寧，姚成玉，黨振.基于T-S模糊故障樹和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的多態(tài)液壓系統(tǒng)可靠性分析[J].中國(guó)機(jī)械工程0-0[]姚成玉，陳東寧，王斌.基于T-S故障樹和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的模糊可靠性評(píng)估方法[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，0，0-0.[]戚珩，李光，姜晨，等.基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜系統(tǒng)多態(tài)可靠性分析[J].現(xiàn)代制造工程，0-.[0]文豪.起重機(jī)械[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社，0.[]趙燚，林振勝.應(yīng)用于冶金起重機(jī)中的行星減速器[J].重工與起重技術(shù)，0-.[]ZhaoJingyun，ChengXueli，LiQiang，etal.DesignandSimulationfortheBrakeofCraneLiftingDevice[J].HydromechatronicsEngineering，00-.[]李會(huì)勤.緊急制動(dòng)器在鑄造起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)上的應(yīng)用[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，00-.舉報(bào)/反饋。風(fēng)電高速軸制動(dòng)器

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