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  • 新型提梁设施液压体系的确定性测定
  • 本站编辑:施密特液压扳手发布日期:2018-03-22 08:01 浏览量:


   可靠性是产品设计赋予产品的固有特性,要提高产品的可靠性就必须将可靠性设计到产品中去。
  液压卷扬控制系统是900t提梁机整个液压系统(Hydraulic systems)中最为关键的部分,因此无论是在设计阶段还是后期维护阶段都要保证其具有高的可靠性,其中设计阶段尤为重要。这样能够防止非常多故障的发生,从而减少不必要的人员伤亡和财产损失。
  1提梁机液压卷扬系统的可靠性建模
  提梁机液压卷扬控制(control)系统的原理图所示。
  为了使分析问题过程清晰、简便,整个系统可以分为动力模块、卷扬马达模块、减速机(Retarder)制动模块、补油模块和回油模块五个子系统。在此基础上,建立了系统对于这五个模块的逻辑关系,做出了整个系统的可靠性框图以及各个子系统的可靠性框图。为了简化起见,分析中作以下四条假设:(1)系统和单元只有正常和故障两种状态,不存在中间状态;(2)各单元是相互独立的;(3)所连接的线没有可靠性值;(4)仅分析系统的硬件可靠性,认为软件和人的可靠性为1;(5)部件状态转移率(故障率)为常数,即部件的故障分布服从指数分布。
  1.1整个系统的可靠性框图
  从系统(system)各部分的功能可以看出,五个子系统中的任何一个子系统发生故障都会导致整个系统的故障,因而根据系统可靠性模型串联模型的定义,对于整个液压(hydraulic)系统(Hydraulic systems)来说,可靠性模型为串联模型,其可靠性框图所示。液压扳手液压力矩扳手(hydraulic torque wrench)简称。是以液压为动力,提供大扭矩输出,用于螺栓的安装及拆卸的专业螺栓上紧工具,经常用来上紧和拆松大于一英寸的螺栓。液压扳手是由工作头、液压泵以及高压油管组成。
  1.2各个子系统的可靠性框图
  在对各个子系统内部各个单元之间的逻辑关系进行分析之后,可以得出这五个子系统内部各个单元之间也是串联关系,因此这五个子系统的可靠性模型也是串联模型,其可靠性框图分别所示,从中可以看出,无论是整个系统,还是子系统都是串联的关系,因而整个系统总体上是串联模型的可靠性结构。
  2提梁机液压卷扬的可靠性预测
  在新产品(Product)制造出来或投入市场之前,对其可靠性进行准确预计,就可以对其保障(起保障作用的事物)费用(expense)、备件需求、保修成本和适销性等做出准确预计。在进行比较选择和突出设计的关键可靠性特征时,可靠性预计作为研究和设计的一部分还是有价值的。
  2.1各分系统的可靠度及可靠度曲线(Curve)根据1.2节分析得出了系统的可靠性框图,采取失效率综合的方法,对系统的可靠度进行预测(predict),假设各元件均服从指数分布,系统的可靠性也服从指数分布。此假设基于以下考虑:根据试验数据(data)及现场运行情况,各元件的下方标出的是基本失效率λ0(×10-6/h)。
  根据液压系统失效统计资料知道,元件合理设计、材料选择和制造技术是可靠性的决定因素(factor),一般占80,而元件使用及环境因素一般占整个因素的20.在使用中故障率75是由油液感染引起元件或系统工作失效,采用精过滤器后,一般可保证滤油后油液清洁度提高一个等级。因此可以认为,采用精过滤器后,系统的失效率为未采用精滤油器的93.5,即(0.75×0.5+3)×0.2+0.8=0.935,因此该值可作为系统失效率计算时的修正系数C。
  另外,元件的基本失效率(efficiency),是在标准的试验条件下得出的,在不同的工作环境下,需要对其作相应的修正,即实际失效率λ=KFλ0,式中,KF是失效率修正系数,液压元件失效率的修正系数(环境因子)由使用的环境条件决定,对于活动地面设备(shèbèi),一般取KF=10-30,鉴于提梁机的使用环境,取KF=10.
  因此可以写出该卷扬系统的五个独立的子系统的可靠度函数表达式。借鉴文献所描述(description)的方法,根据系统的可靠性模型与数学模型,利用国际流行的科技应用软件MATLAB5.3对提梁机液压(hydraulic)卷扬系统进行可靠性仿真(simulation),绘出各个子系统及整个系统的可靠度曲线。
  2.2整个系统的可靠度
  由实际的工作情况可知,每提升一片梁大约需要1h,其中动力子系统、回油子系统各工作1h,系统每提升一片梁需要1h,因此系统平均无故障工作循环(continue)次数为:N=721(次)这样当系统工作50次收回成本时,提梁机液压卷扬系统工作时间为50h,则其动力子系统和回油子系统的工作时间为50h,其余3个子系统的工作时间为25h.这样由式(1)至式(6)可以求出此时的子系统和整个系统的可靠度为:从上面的分析可知,系统的平均寿命(平均无故障时间)为721.7h,其收回成本的时间为50h,也就是说,系统可以在系统完全失效之前收回成本,其经济效益(Economic performance)(benefit)可观,且设计出的系统可靠性高。
  在实际工程中,由于大多数元件的工作区间都低于设计工况,因而系统的实际可靠性要高于预计值。
  从上面的分析可知,系统(system)的卷扬电动机、发动机部分可靠度值偏低,是影响系统可靠度的主要因素,这是由于这一部分含有失效率较高的比例多路阀和液压(hydraulic)马达元件。通过现场调试我们也发现,系统的这一部分也是最容易出现故障的地方。
  3结语
  本文在分析(Analyse)提梁机液压卷扬系统(system)的基础上,将系统分为五个子系统,并分别建立了系统和各个子系统的可靠性框图,然后对系统进行了可靠性预测(predict),得出了系统的可靠度数学表达式和可靠度曲线(Curve)并进行了分析,找出了系统的薄弱环节卷扬马达系统。


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