風電偏航制動片BCH85A-焦作制動器
一、項目背景介紹
1、偏航制動器常見故障
---制動器漏油
---摩擦片磨損嚴重
---剎車盤刮傷
---噪音，振動
2、偏航制動器故障給業(yè)主帶來諸多風險
--- 漏油導致塔筒內部環(huán)境惡劣，給現場維護人員維保過程帶來了極大的安全隱患
---滴落的油液容易引發(fā)火災，造成重大損失
---振動噪音嚴重情況下導致風機報警停機，影響發(fā)電
---漏油導致液壓站缺油，業(yè)主需要不斷加油，造成損失
---由于制動力矩急劇下降，增加了偏航減速機的損壞，帶來損失
---剎車盤的刮傷，嚴重情況不得不更換剎車盤，導致重大損失
偏航制動器ABT120-生產廠家
3、偏航制動器故障原因分析（漏油）
---國外早期制動器技術設計缺陷
---生產制造工藝控制不良（如鑄件砂孔）
---密封件使用超壽命，老化
---保養(yǎng)不到位， 液壓油清潔度不達標
---活塞工藝設計缺陷，導致活塞表面磨損嚴重， 尺寸超差
趙科淵徐格寧陸鳳儀戚其松太原科技大學機械工程學院太原000摘要針對故障樹布爾邏輯難以描述事件之間的關系，在實際應用中可靠性數據獲取不足的問題，提出一種新的基于多源信息融合方法和貝葉斯網絡的小子樣多態(tài)系統(tǒng)可靠性評估方法。以貝葉斯網絡為基礎，將ML-Ⅱ多源信息融合法應用于節(jié)點的可靠度確定中。同時，為避免不可用數據的影響，提出t檢測對驗前數據和樣本數據進行相容性檢驗，解決了小子樣系統(tǒng)中根節(jié)點可靠度難以確定的問題，提高了預測精度?；阼T造起重機主起升機構可靠性評估對提出的方法進行驗證，結果表明所提出的方法能夠很好地應用于鑄造起重機起升機構的可靠性評估，可為提高起升機構可靠性提供支持和參考。關鍵詞貝葉斯網絡；起升機構；t檢驗；多源信息融合；可靠性評估中圖分類號TH文獻標識碼A文章編號00-000-00-00引言在可靠性評估中，一些復雜系統(tǒng)往往非常缺少能夠直接使用的可靠性數據，呈現出小子樣特性。但是，在其研發(fā)試驗階段，不同環(huán)境或相似產品中卻存在很多有用的可靠性數據。因此，可靠性數據具有多源性，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系和精確的部件可靠性信息，而目前國內缺乏相關部件的失效數據庫，且在實際系統(tǒng)中故障機理常常不確定。所以，零部件正常或失效的二態(tài)假設與實際故障程度差距較大，傳統(tǒng)故障樹在實際應用中有很大的局限性。本文引入t檢驗對樣本數據和驗前信息進行相容性檢驗，防止樣本數據和驗前信息不相容。引入ML-Ⅱ多源信息融合法對不同來源的可靠性數據進行信息融合，依據融后數據確定根節(jié)點可靠度。將貝葉斯網絡引入小子樣系統(tǒng)可靠性評估中。該方法所使用的信息融合數據的精度要求低；多態(tài)根節(jié)點可較好地描述起升機構零部件的故障程度。，以鑄造起重機主起升機構可靠性評估為例驗證這種方法的可行性。相容性檢驗及多源信息融合在系統(tǒng)級可靠性試驗數據極少的情況下進行可靠性評估，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)的可靠性數據等信息，使用信息融合技術中提供的豐富的定性―定量融合方法來得出可信結論[]。信息融合技術能合理協(xié)調多源數據，充分利用有用信息，以獲得關于系統(tǒng)對可靠性的更完整和更準確的判斷信息，提高在多變環(huán)境中正確決策能力，從而進一步形成對系統(tǒng)可靠性的有效估計或預測[]。將不同來源的樣本數據和驗前數據進行的信息融合必須建立在樣本數據和驗前信息相容的基礎上，可靠性信息是否相容的問題即為多源信息是否來自同一總體，亦即是否服從相同的分布的問題。因此，在進行多源信息融合前需對多源數據進行相容性檢驗。機械系統(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檢驗較為合理。.單總體t檢驗方法單總體t檢驗是檢驗樣本與已知的總體分布的差異是否顯著。當總體分布是正態(tài)分布時，若總體標準差σ未知，且樣本容量n＜0，則樣本與總體分布的離差統(tǒng)計量呈t分布。檢驗統(tǒng)計量為式中t為樣本與總體分布的離差統(tǒng)計量，x為樣本平均數，μ為總體平均數，σX為樣本標準差，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。若t＞tn－α，則差異顯著，即原假設不被接受。.基于ML-Ⅱ加權平均多源信息融合方法由于受到試驗成本和條件的制約，小子樣問題普遍存在[]，選擇在某項試驗進行之前先通過經驗歷史信息等途徑得到不同的先驗信息，可綜合運用各種信息，減少現場標準條件下的試驗次數，從而有效解決小子樣的問題。設某產品的概率密度函數為ft|θ，設有m種先驗試驗數據有n個試驗為獨立同分布的小子樣樣本，且各組試驗數據是相互獨立的。令πiθ為試驗數據獲得的先驗分布，而融后分布記作πθ，則式中0≤εi≤εi為試驗先驗數據與后驗分布的相關權重系數。對于這種融合方法的目的就是確定其合理的權重系數。這種方法的基本思想是根據Robbins的經驗Bayes理論，采用ML-Ⅱ方法，將現場試驗樣本數據看作是由其邊緣分布產生的樣本，根據在不同的先驗分布下，現場樣本出現的似然性的大小來確定不同的先驗分布在融后分布中所起的作用的大小，依此來確定不同先驗分布的權重系數，從而確定融后分布[]。假設而πθ為未知參數θ的先驗分布，可由Bayes公式得出的后驗分布將現場試驗數據x,x,…,xn都認為是邊緣分布mx│π=∫Θfx|θπθdθ得到的，則其似然函數的表述為其中，k＝，，…，m。根據極大似然估計原理，可求出先驗分布的權重系數εi[]為于是可得到其中，i=，，m。貝葉斯網絡分析方法貝葉斯網絡又稱為信度網絡，是概率理論與圖論相結合的數學模型，由網絡拓撲結構構成的定性部分和條件概率表構成的定量部分組成?；趫D形化的網絡結構直觀地描述了變量的聯合概率分布及其條件獨立性，可節(jié)約大量的概率推理計算。與規(guī)則表示決策樹人工神經網絡等其他知識表示形式相比，貝葉斯網絡具有圖形化的模型表示形式局部及分布式的學習機制直觀的推理使用與表達和分析不確定性和概率性的事物等優(yōu)點，是因果推理不確定性知識表達模式識別和分類聚類分析等人工智能領域應用的有效工具。貝葉斯網絡由代表變量的節(jié)點表示變量之間關系的有向邊及各節(jié)點的條件概率分布構成一個有向非循環(huán)網絡BND，P，其中，D＝V，E表示一個具有N個節(jié)點的有向無環(huán)圖DirectedAcyclicGraph，DAG。V＝｛X，X，…，Xn｝是D的節(jié)點集，其中元素Xi代表隨機變量，有向邊E表示節(jié)點間的相關關系。節(jié)點間的有向邊反映了變量間的依賴關系。P表示各節(jié)點的條件概率分布。所有指向節(jié)點X的節(jié)點為X的父節(jié)點，所有由節(jié)點X指向的節(jié)點為X的子節(jié)點，沒有父節(jié)點的節(jié)點稱為根節(jié)點，沒有子節(jié)點的節(jié)點稱為葉節(jié)點[]。有向邊由父節(jié)點指向子節(jié)點，用單線箭頭“→”表示。有向圖蘊含了條件獨立性假設，貝葉斯網絡規(guī)定圖中的每個節(jié)點Xi條件獨立于Xi的父節(jié)點給定的非Xi后代節(jié)點構成的任何節(jié)點子集[]。條件概率表可用p[Xi|ParentXi]來描述，它表達了節(jié)點與其父節(jié)點的相關關系[]，將先驗概率作為根節(jié)點的概率。圖為一個簡單貝葉斯網絡未包含條件概率表。變量集V上的聯合概率分布P可表示為圖中，XX為Y的父節(jié)點，Y為Y和X的子節(jié)點，且XXX為根節(jié)點，Y為葉節(jié)點。包含全部節(jié)點的聯合概率分布函數為圖簡單的貝葉斯網絡鑄造起重機起升機構可靠性評估以/0t跨度.m的鑄造起重機起升機構為評估對象，其主要技術參數為工作級別A，設計壽命0a，起升高度m，起升速度～m/min，小車速度0m/min，軌道型號UQ0，軌道接頭高低差滿足公差要求，環(huán)境為00℃，維護保養(yǎng)良好。主起升機構采用圖圖所示的單減速器雙卷筒布置[0]。由臺電動機同時驅動一臺行星減速器，行星減速器可在一臺電機或一套電控系統(tǒng)發(fā)生故障時，機構仍可以/的額定速度連續(xù)長時間正常運行，故具有可靠性高的優(yōu)點[]。卷筒上裝有安全制動器，以防止高速軸之后的傳動鏈失效時卷筒失控，從而保證主起升機構安全工作[]。旋轉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速，當旋轉限位及編碼裝置監(jiān)測到重物超過極限位置或卷筒轉速異常時，制動器抱閘[]。該機構具有可靠性高制造難度小安裝維護檢修方便的優(yōu)點，現對其進行可靠性分析。.旋轉限位及編碼裝置.卷筒.定滑輪組.行星減速器.安全制動器.電機0.工作制動器圖鑄造起重機主起升機構.橫梁.吊鉤圖鑄造用起重橫梁吊具.建立起升機構貝葉斯網絡根據歷史數據，建立圖所示以主起升機構的貝葉斯網絡。圖中x為電機，x為電機，x為減速器，x為工作制動器，x為鋼絲繩，x為吊鉤，x為安全制動器，y為驅動系統(tǒng)，y為傳動制動系統(tǒng)，y為卷繞取物系統(tǒng)，y為工作系統(tǒng)，y為起升機構。一些故障概率較小的部件不列入網絡中，如聯軸器卷筒滑輪組橫梁和限位及編碼裝置。圖主起升機構貝葉斯網絡對于鑄造起重機起升機構中減速器可靠度進行打分法得到的驗前信息分別為πθ＝N0.，0.00和πθ＝N0.，0.00，且收集到歷史數據和相似產品的數據組成的樣本數據為X＝0.，0.，0.，0.，0.，設樣本試驗數據x，x…，x服從正態(tài)分布Nθ，0.000。在樣本數據的基礎上，通過ML-Ⅱ融合多源驗前信息，得到參數θ即鑄造起重機起升機構可靠度的貝葉斯估計。.多源信息融合計算相容性檢驗樣本平均數可表示為檢驗樣本數據X與驗前信息πθ的相容性，計算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，即樣本數據與驗前信息相容。檢驗樣本數據X與驗前信息πθ的相容性，計算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.。同上結論，接受原假設，即樣本數據與驗前信息相容。信息融合θ的融后分布為式中εε為需要應用ML-Ⅱ確定的融合權重系數。由融合先驗分布得到的邊緣分布為將現場試驗數據x，…，x分別看作是由邊緣分布mxi|π產生的，可得到似然函數的表達式為根據極大似然估計原理，求LX│π的極大值就可獲得融合權重ε和ε。令，求得，ε＝0.，ε＝0.。由先驗分布πθπθ融合后的分布πθ為圖先驗信息曲線與融合后的曲線圖圖為融合前的先驗分布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，對干擾數據形成的區(qū)間的信度分配較低，增加了評估結果的可靠性及準確度。即經多源信息融合得到的起重機減速器可靠度為0.。同理，失效概率電機１和電機２為0.00，減速器為0.0，工作制動器為0.00，鋼絲繩為0.00，吊鉤為0.00，安全制動器為0.00.此為各部件完全故障即故障程度為１時的根節(jié)點概率。假設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，則可根據表１表２得到驅動系統(tǒng)y傳動制動系統(tǒng)y卷繞取物系統(tǒng)y工作系統(tǒng)與y及起升機構y的可靠性。.系統(tǒng)可靠性評估計算由主起升機構各部件可靠度及表中的數據可得到驅動系統(tǒng)y的可靠性為計算結果表明，起升機構在此狀態(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，當多個部件同時出現輕微故障時，起升機構發(fā)生故障的概率會增加。因此，多個部件出現復合故障對整個系統(tǒng)具有一定影響，應引起重視。由結果可見，系統(tǒng)發(fā)生故障的概率大于根節(jié)點發(fā)生故障的概率，這與實際情況相符，驗證了ML-Ⅱ多源信息融合方法貝葉斯網絡在可靠性分析中的正確性與可行性。結論將t檢驗引入機械系統(tǒng)可靠性數據相容性檢驗。相比目前普遍采用的檢驗方法，t檢驗具有計算方便臨界值易于查詢的優(yōu)點。將ML-Ⅱ多源信息融合法引入可靠性數據融合的應用中，解決了貝葉斯網絡需要大量可靠性數據相似系統(tǒng)數據使用困難的問題，信息更容易融入可靠性計算。將貝葉斯網絡引入機械系統(tǒng)可靠性評估中，解決了傳統(tǒng)故障樹布爾邏輯門無法精確描述部件之間關系二態(tài)故障狀態(tài)無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絡的可靠性評估方法，節(jié)點間的關系結合了經驗與歷史數據，使分析更符合工程實際結論更準確。以鑄造起重機起升機構為例進行分析，結果說明該方法簡便易行，在可靠性評估等工程實踐領域，可操作性強，具有良好的應用前景。參考文獻[]何江.基于信息融合的民用飛機可靠性數據分析方法研究[D].南京南京航空航天大學，0.[]姜晨，徐廷學，劉勇，等.維修性小子樣驗證中先驗信息的融合方法[J].科學技術與工程，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].機械科學與技術，0-.[]趙彬，于雷，周中良，等.基于AHP—MLⅡ融合算法的先驗分布研究[J].火力與指揮控制，0-.[]馮靜，潘正強，孫權，等.小子樣復雜系統(tǒng)可靠性信息融合方法及其應用[M].北京科學出版社，0.[]孫錦，李國林，許誠，等.基于ML-Ⅱ原理的多源驗前信息融合方法研究[J].計算機與數字工程，0-.[]陳東寧，姚成玉，黨振.基于T-S模糊故障樹和貝葉斯網絡的多態(tài)液壓系統(tǒng)可靠性分析[J].中國機械工程0-0[]姚成玉，陳東寧，王斌.基于T-S故障樹和貝葉斯網絡的模糊可靠性評估方法[J].機械工程學報，0，0-0.[]戚珩，李光，姜晨，等.基于貝葉斯網絡的復雜系統(tǒng)多態(tài)可靠性分析[J].現代制造工程，0-.[0]文豪.起重機械[M].北京機械工業(yè)出版社，0.[]趙燚，林振勝.應用于冶金起重機中的行星減速器[J].重工與起重技術，0-.[]ZhaoJingyun，ChengXueli，LiQiang，etal.DesignandSimulationfortheBrakeofCraneLiftingDevice[J].HydromechatronicsEngineering，00-.[]李會勤.緊急制動器在鑄造起重機主起升機構上的應用[J].起重運輸機械，00-.舉報/反饋。.不允許解除控制系統(tǒng)的任何保護
偏航制動器故障原因分析（噪音振動）
---制動器漏油，導致摩擦片摩擦系數嚴重下降
---油液與摩擦材料粉末混合在一起，堆積于摩擦片于剎車 盤之間，無法排除，導致偏航過程中噪音振動
---摩擦材料動態(tài)摩擦系數于靜態(tài)摩擦系數相差大，導致偏航過程中振動，尤其在啟動和停止過程中
---摩擦材料于剎車盤的相對硬度不合理
---摩擦材料耐磨性差，導致粉末過多，容易引起噪音
.必須有兩套及以上的獨立超速保護控制系統(tǒng)另外電能不能大量存儲。
三、解決方案
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項目 |
方案一 (更換全新卡鉗) |
方案二(維修) |
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成本 |
基數1-1.5（僅物料） |
約1/2 基數(含安裝) |
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使用壽命 |
5-6年左右 |
5年左右 |
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工作量 |
需要拆卸舊卡鉗并安裝新卡鉗 |
業(yè)主只需要安排人監(jiān)控,無需提供人力操作 |
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更換速度 |
需要等待新產品, 周期長 |
1.5-2臺風機/天 |
綜上，維修成本較更換全新卡鉗，約在1/3-1/2的成本。
四、關于我們
公司主營范圍包括:
★ 風機制動器運維
★ 風機制動器
★ 風機制動器摩擦片
★ 風機液壓系統(tǒng)零部件
★ 風機主軸剎車盤
★ 風機其他備品備件
我們的優(yōu)勢
★ 歐美多年風機制動器運維經驗
★ 風機制動器運維覆蓋面廣(涵蓋SVENDBORG,KTR, ANTEC, SIME,等)
★ 風機制動器剎車片，活塞，剎車盤從英國ICP直接進口，保證品質
★ 風機液壓系統(tǒng)零部件國外性價比高的進貨渠道
★ 快速高效的交貨能力
★ 制動器，液壓系統(tǒng)專業(yè)團隊
偏航剎車片ST160-SG-焦作制動器：http://www.jdzj.com/jdzjnews/k4_5547289.html
