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顶事件发生率决定于故障树的结构和各基本事件的不可靠度.由图1定量分析结果得知,若各基本事件的不可靠度均为Q—0.O1,则铸件错型缺陷的废品率为6.8%,若将各基本事件的不可靠度降为Q=0.0Ol,则其废品率降为0.7%,即可消除错型缺陷.
表2是图1故障树各基本事件概率重要度和关键重要度的计算结果.
图1 亨特机上出现的铸件错型失效树
按概率重要度的大小顺序,各基本事件对铸件错型缺陷的影响大小为: (3,4,5,6,7,14,15)>(8)>(12,13)>(1,2)>(11)>(10,9),(同括号中其重要度相同).概率重要度值越大,说明它对顶事件的影响也越大.因此,要减少铸件错型缺陷,应从提高具有较大概率重要度的基本事件可靠度人手.同时,当系统故障出现时,也应按其大小顺序寻找并排除故障原因.
三、球铁皮下气孔故障树分析球铁皮下气孔是球铁生产中最常见的铸造缺陷,目前,国内外对皮下气孔形成机理的认识尚不统一,各种皮下气孔形成理论还不能准确有效地指导生产实践.本文在皮下气孔形成机理的基础上,从系统分析的角度出发,将导致皮下气孔的各种因素作为基本事件,根据彼此问的逻辑关系,建立以皮下气孔为顶事件的皮下气孔故障树.
3.1皮下气孔形成机理及其故障树
目前对球铁皮下气孔的形成大致可归纳为反应析出机理、渣气孔机理、微观侵入机理等3种.本文结合现场经验,建造了球铁皮下气孔故障树,其过程大致如图2所示。
第一步以球铁皮下气孔缺陷为顶事件,由于皮下气孔是以“气桉形成”且“长大”并“上浮至表皮下不能逸出”为直接原因,故由顶事件通过与门引出3个中间事件.如图2a所示.
第二步以其中“形核”为例,气泡形核以异质形核为主,即借助气泡形核或借助微粒形核,故用或门相连.如图2b所示.
第三步借助固体微粒形核”可分成反应析出型”,渣气孔型”和微观侵入型”3种,故用或门引出,如图2c.
第四步对于渣气孔型,是在“铁水中存在难熔质点”和“产物气体cO过饱和”的二者共同作用下形成,故用与门引出,如图2d.
第五步“铁水中存在难熔质点”可能由“铁水CE值偏高”(存在大量石墨),“球化荆加入量过大”,“孕育剂加入量大”,“冒口不能有效集渣排气”等原因造成的,故用或门连接,如图2e.
图中这4个事件已是生产中可独立控制的单元,无需再查找其产生原因,所以它们可以是故障树的基本事件.
依此类推就可以建成较完整的球铁皮下气孔缺陷故障树.
3.2球铁皮下气孔缺陷故障树分析结果讨论
由于故障树是在3种典型机理基础上建立的,同时考虑铁水浇注温度是皮下气孔形成的一个重要因紊,为了便于处理,本研究对原故障树按分解定理和逻辑简化,建立了较高温度下的皮下气孔故障树D。和较低温度下的故障树D20。并将D10树按3种典型机理分割为较高温度下的反应析出气孔故障树D11,渣气孔故障树D12,微观侵入气孔故障树D13,将D20树分割为较低温度下的反应析出气孔故障树D21,渣气孔故障树D22,微观侵入气孔故障树 D23-5,在这里称原故障树为总树;D10,D20为为分割总树,表3是以上各故障树定性分析的统计结果.
为了便于分析不同温度条件下各种皮下气孔形成机理间的主次关系和表现形式,本研究定义了割集置信度K1,割集有效度Kz和模式可靠度K3,用以衡量3种典型皮下气孔在不同温度下出现的可能性.
设分割总树的最小割集数为N,分树最小割集为Ni,分树最小害j集中与总树相同者为Nn,GQ为分割总树的顶事件概率,GQ为分树顶事件概率,则定义:
分树i的割集置信度表示分树本身的置信程度,即k1=Nn/Ni;
分树i的割集有效度描述分树在总树中的有效程度,即K2i=Nn/N,
分树i的模式可靠度反映分树模式相对于总树的可靠程度,即K3i=GQt/GQ.
由表3的置信度可知,在铁水温度较高的条件下(表中D10~D13),其置信度和有效度的大小顺序为:反应析出型>渣气孔型>微观侵人型.说明铁水温度较高时,球铁皮下气孔的主要表现形式是反应析出型气孔,其次是渣气孔,微观侵入型气孔几乎不会出现.这是因为铁水温度较高时,侵人的气体由于铁水温度高而有较充分的逸出机会.
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