摘 要：介紹了拋丸除銹設(shè)備的工作原理和常見故障分析，并繪制了拋丸器無鋼丸噴出的故障樹，進(jìn)行了故障排查和診斷，此方法簡便、直觀、實(shí)用，取得了令人滿意的效果。

   拋丸除銹系統(tǒng)，是航標(biāo)單位進(jìn)行航標(biāo)養(yǎng)護(hù)工作的重要設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著浮標(biāo)外表面的除銹。作為航標(biāo)行業(yè)的專用設(shè)備，該設(shè)備具有除銹品質(zhì)高、環(huán)保水平高、自動(dòng)化程度高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，在航標(biāo)養(yǎng)護(hù)行業(yè)中的作用日顯重要，目前在各個(gè)海區(qū)都有使用。該設(shè)備若在出現(xiàn)故障后不及時(shí)修復(fù)，將直接影響到浮標(biāo)的供給，給航道安全帶來隱患，對航海者的生命財(cái)產(chǎn)造成較大的損失。如能對拋丸除銹設(shè)備所發(fā)生的故障及時(shí)做出準(zhǔn)確判斷，查明故障部位，找出故障原因和排除方法，可以大大減少維修的盲目性，提高經(jīng)濟(jì)性和安全性。較短的維修時(shí)間和較低的維修成本，是拋丸除銹系統(tǒng)管理者應(yīng)予以關(guān)注的。

1、拋丸除銹設(shè)備故障的特點(diǎn)：

拋丸除銹設(shè)備的故障有以下特點(diǎn)：

（1）故障的多樣性和復(fù)雜性；

（2）故障的隱蔽性；

（3）引起同一故障原因和同一原因引起故障的多樣性；

（4）故障產(chǎn)生的偶然性和必然性；

（5）故障的產(chǎn)生與使用管理情況密切相關(guān)；

（6）任一故障都會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的失效。

   所以，對于拋丸除銹系統(tǒng)的故障診斷來說，由于診斷對象的多重特點(diǎn)，使得故障診斷具有了一種探索性過程的特點(diǎn)，故障診斷不僅在于研究故障本身，而更在于對故障診斷有一個(gè)系統(tǒng)的方法。

2、故障樹分析技術(shù)簡介：

   故障樹分析技術(shù)（Fault Tree Analysis，FTA）是系統(tǒng)可靠性研究中常用的一種重要方法，其采用邏輯的方法，具有直觀和思路清晰的特點(diǎn)，可對設(shè)備故障進(jìn)行定性分析，也可進(jìn)行定量分析，體現(xiàn)了以設(shè)備故障研究的系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和預(yù)測性，是對復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)失效形式進(jìn)行可靠性分析的有效工具。

   故障樹分析技術(shù)，是把所研究系統(tǒng)的最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)，作為故障分析的目標(biāo), 然后找出直接導(dǎo)致這一故障發(fā)生的全部因素（包括硬件、軟件、環(huán)境、人為因素等）[1]，再找出造成下一級(jí)事件發(fā)生的全部直接因素, 一直追查到毋需再深究的因素為止。通常把最不希望發(fā)生的事件，稱為頂事件；不再深究的事件，稱為基本事件；而介于頂事件與基本事件之間的一切事件，稱為中間事件，并用相應(yīng)的符號(hào)代表這些事件，再用適當(dāng)?shù)倪壿嬮T把頂事件、中間事件和基本事件聯(lián)結(jié)成樹形圖，即得故障樹。其表示了系統(tǒng)設(shè)備的特定事件（不希望發(fā)生事件）與各子系統(tǒng)部件的故障事件之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系。

   故障樹分析技術(shù)就是以故障樹為工具，分析系統(tǒng)發(fā)生故障的各種原因、途徑，提出重點(diǎn)監(jiān)視、有效維修和改進(jìn)措施。在故障樹設(shè)計(jì)階段，該方法可用于預(yù)測引起設(shè)備失效可能的原因組合。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)用該方法可較快、較準(zhǔn)確地確定原因。

3、拋丸除銹系統(tǒng)工作原理：

   拋丸除銹系統(tǒng)主要由清理室、拋丸器、回轉(zhuǎn)臺(tái)車、螺旋輸送器、皮帶提升機(jī)、地坑基礎(chǔ)、控制系統(tǒng)等部分系統(tǒng)組成，利用高速拋出鋼丸的擊打，對燈浮標(biāo)的浮體和尾管的外表面進(jìn)行表面處理，除銹效果達(dá)到 Sa 2.5 級(jí)。該系統(tǒng)的鋼丸循環(huán)使用，是重要的環(huán)節(jié)，該部分利用分離裝置、螺旋裝置、皮帶提升機(jī)，把鋼丸不間斷地輸送給拋丸器，拋丸器將鋼丸高速拋出擊打工件，達(dá)到除銹效果。

4、拋丸除銹系統(tǒng)故障樹的建立：

   建立故障樹，是利用故障樹分析技術(shù)的關(guān)鍵。故障樹建立的完善程度和準(zhǔn)確程度，將直接影響到進(jìn)行定性分析和定量分析的準(zhǔn)確性。

   通常采用演繹法建樹，該法是選定系統(tǒng)中不希望發(fā)生的故障事件為頂端事件，找出直接導(dǎo)致頂端事件發(fā)生的各種可能因素或者因素組合，逐級(jí)向下演繹，一直追溯到引起設(shè)備發(fā)生故障的全部原因，即分析到不需要繼續(xù)分析原因的底事件為止。然后，把各級(jí)事件用相應(yīng)的符號(hào)和適合它們之間邏輯關(guān)系的邏輯門與頂端事件相連接，就建成一棵以頂事件為根、中間事件為節(jié)、底事件為葉的具有若干級(jí)的倒置故障樹。

圖 1 拋丸除銹系統(tǒng)拋丸器無鋼丸拋出故障樹

   現(xiàn)以拋丸除銹設(shè)備常見故障（噴丸器無鋼丸拋出）為例，根據(jù)系統(tǒng)的工作原理，通過邏輯分析，建立噴丸器無鋼丸拋出的故障樹模型（見圖 1）

其中：

T 為頂事件；

A、B、C、D、E、F 為中間事件；

B、X 為底事件。

   在該故障樹模型中，任一底事件的發(fā)生，都會(huì)導(dǎo)致所對應(yīng)中間事件的發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致頂事件的發(fā)生。

其中：

X1：電動(dòng)機(jī)故障；

X2：皮帶傳動(dòng)失效，如皮帶斷裂或打滑；

X3：拋頭卡死，當(dāng)有異物卡在拋頭葉片上時(shí)，會(huì)造成拋頭不能轉(zhuǎn)動(dòng)，拋丸器是電動(dòng)機(jī)通過皮帶傳動(dòng)的方式，帶動(dòng)拋頭旋轉(zhuǎn)而工作的系統(tǒng)；

X4：電動(dòng)機(jī)過載；

X5：電路短路，這是由于拋丸除銹系統(tǒng)中有數(shù)個(gè)電動(dòng)機(jī)工作，當(dāng)其中任何一個(gè)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過載或電路短路時(shí)，均會(huì)造成整個(gè)電路因跳閘而斷電；

X6：無鋼丸，當(dāng)系統(tǒng)中的鋼丸由于使用時(shí)間太長而造成鋼丸呈粉狀而分離出系統(tǒng)；

X7：電動(dòng)機(jī)故障；

X8：鏈條斷裂；

X9：皮帶打滑；

X10：皮帶輪抱死；

X11：皮帶斷裂；

X12：托輥托架故障；

X13：送料斗全部脫落；

X14：螺旋卡死；

X15：電動(dòng)機(jī)故障。

鋼丸不能輸送到拋丸器的原因的有兩個(gè)：

   其一，是提升機(jī)不能正常工作。由于提升機(jī)是電動(dòng)機(jī)通過鏈條傳動(dòng)帶動(dòng)皮帶輪工作，皮帶上固定若干個(gè)料斗，通過料斗把地坑基礎(chǔ)里的鋼丸提升到上面的鋼丸倉中，當(dāng)其中任何一個(gè)環(huán)境出現(xiàn)故障時(shí)，都會(huì)造成提升機(jī)不能正常工作；

   其二，是輸送螺旋（4 個(gè)）不工作。其原因有螺旋被卡死或者帶動(dòng)螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，其中一個(gè)螺旋與提升機(jī)共用一個(gè)電動(dòng)機(jī)。

5、故障排查及診斷：

   根據(jù)所建立的故障樹模型可知，導(dǎo)致拋丸器無鋼丸噴出的底事件共有 15 個(gè)，按照故障樹分析技術(shù)進(jìn)行故障排查及診斷如下：

   第一步：首先通過觀察和啟動(dòng)拋丸除銹系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)可正常啟動(dòng)，但在提升機(jī)部位發(fā)出異常聲響，稍后鏈條斷裂，如此可排除拋丸器停止工作和控制電路跳閘故障，即底事件 {X1，X2，X3，X4，X5，X6 }均可排除，故障原因縮小在 {X7，X8，X9，X10，X11，X12，X13，X14，X15 }。

   第二步：更換鏈條后，啟動(dòng)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)提升機(jī)的電動(dòng)機(jī)經(jīng)鏈條傳動(dòng)不能帶動(dòng)皮帶傳動(dòng)，在確定皮帶無斷裂打滑情況下，經(jīng)過觀察，進(jìn)一步排除底事件{ X7，X8，X9，X11，X12，X13，X15 }，故障原因得到縮小在底事件{X10，X14}，經(jīng)過拆去螺旋的外罩，排除了螺旋卡死，故障原因確定是底事件 X10，經(jīng)過拆去皮帶輪外罩，發(fā)現(xiàn)由于皮帶輪周圍鋼丸大量積壓，且當(dāng)時(shí)正值廣州回潮季節(jié)，空氣濕度較大，造成皮帶輪周圍的鋼丸結(jié)塊，將皮帶輪抱死，進(jìn)而導(dǎo)致一系列故障的產(chǎn)生。

6、結(jié)束語：

   故障樹分析法是一種邏輯性強(qiáng)、直觀形象的可靠性分析方法，是工程技術(shù)人員故障分析思維的圖解，其邏輯嚴(yán)密，表達(dá)清晰，可讀性強(qiáng)，易于掌握，是一種簡單而有效的分析方法。通過故障樹分析過程，可以透徹了解系統(tǒng)，找出系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，以便改進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維修，并用于培訓(xùn)和指導(dǎo)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員。拋丸除銹系統(tǒng)其他類型故障，可以采用同樣方法建立故障樹模型，然后將它們進(jìn)行組合建立整體故障樹，列出拋丸除銹系統(tǒng)全部故障原因，有助于掌握拋丸除銹系統(tǒng)故障規(guī)律和特征。故障樹分析理論，可以進(jìn)一步將常規(guī)的故障診斷方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，形成專家系統(tǒng)，為拋丸除銹系統(tǒng)進(jìn)行更有效的故障診斷。