工程机械液压系统可靠性分析

中图分类号:TH6文献标识码:A文章编号:1672-3791(2015)08(c)-0000-00

液压技术在工程机械中已经得到广泛的应用,但是在应用中除了会有更高的效率外,还会存在一些问题。最主要的就是故障诊断难度大,降低系统运行可靠性,进论文网而会对工程机械运行效果产生不良影响。想要确保工程机械可以在特定条件下长期有效运行,减少故障出现的概率,就必须要做好对系统可靠性的研究,采取措施来提高系统运行综合效果。

1工程机械液压系统故障分析

工程机械液压系统在应用过程中,一旦出现故障在诊断方面会存在较大难度,这样以提高系统运行效果为目的,就需要从设计。生产。调试以及运行等环节进行研究,提高系统运行的可靠性,降低故障发生概率。通过提高液压系统可靠性,便可以避免后期故障发生后的诊断与处理,减少工作量与管理难度。工程机械液压系统常见故障按照发生方式不同主要可以分为四类,即先天性故障。后天性故障。突发故障以及渐发故障。其中先天性故障即因为液压系统存在设计缺陷与结构缺陷;后天性故障即系统使用方式不对,或者实际不满足运行条件;突发故障则大多是因为元件损坏造成;渐发故障是因为构件服务寿命到期,而渐渐出现故障[1]。从系统可靠性角度分析,对系统进行优化,来克服系统设计阶段存在的问题,然后通过规范操作,便可以确保工程机械液压系统的正常运行。

2工程机械液压系统可靠性分析

对于大多数工程机械液压系统来说,其均为可维修系统,因此在对其进行可靠性设计时,用从广义可靠性角度分析,即设计内容包括机械系统整个寿命期,包括可靠性与维修性。有效度为衡量广义可靠性的尺度,即在规定条件内使用时,某时刻t具有或维持其功能的概率,记为A(t)或者A,为时间函数。其中,又可以分为瞬时有效度。稳态有效度与平均有效度,一般提高液压系统可靠性,主要目的就是产品长时间使用有效度,则可用公式表达:A=tb/tb+tt,其中tb表示平均无故障工作时间,tt表示平均修理时间[2]。

对于工程机械液压系统运行状态来看,产品可靠度R(t)与维修度M(t)满足指数分布要求,可以用公式表示:tb=1/λ,tt=1/μ,其中λ表示故障率,μ表示修复率。因此,可以确定有效度表达公式为:A=μ/μ+λ。想要提高产品有效度,必须要降低其故障率,并提高维修率,即需要对工程机械液压系统可靠性与维修度进行研究分析。

3工程机械液压系统可靠性设计分析

3。1方案设计

主要以系统功能作为研究基础,在方案拟定阶段来充分发挥主观能动作用,对各项因素进行综合分析,降低系统设计的难度。即减少系统设计所用元件数量,降低系统设计难度,并满足基础功能设计需求。第一,保证设计理论的先进性。应选择比较先进的设计理念,如应用应力-强度分布干涉理论,来确定零件相关参数,达到延缓疲劳失效的目的。第二,提高零件设计合理性。确保系统所用零件的合理性,包括材质选择的准确性,如摩擦副选择用高强韧耐磨材料,或者是过滤器选择用过滤性能良好的材料,均可以提高系统设计可靠性。同时也需要确保液压元件性能的标准性,确保其具有较高的可靠性。第三,提高系统密封与自动净化能力。液压系统运行故障大多是由于介质污染,因此在设计时需要提高其抗污染性能,选择用密封性能良好的元件,配置先进的介质过滤技术,并安装油水分离装置等[3]。

3。2参数设计

第一,容差设计。利用合理选择工作点方法,将元器件输出性能波动控制在允许范围内,通过对常见误差因素自身波动的控制,来提高系统运行可靠性。第二,降额设计。即有目的的来降低部分元器件的使用规范,将其调整到额定工况以下条件状态下运行,达到降低失效概率的目的,来提高系统运行可靠性。第三,热设计。在系统运行过程中温升也是导致液压系统失效的主要原因,因此需要做好温度参数的设计,避免出现异常温升的情况。

3。3结构设计

3。3。1简易化

为降低系统结构的复杂程度,在设计前可以确定一个机械液压系统可靠性框图,其为n个子系统与部件组成的串联结构,第i个子系统与部件可靠性记为Cei,系统可靠性则可以表示为:

串联系统可靠性为各个子系统可靠性的乘积,则系统结构复杂程度越低,其包含的串联环节越少,系统也就具有更高的可靠性。假设一个机械液压系统可靠性框图为n个子系统与部件组成的并联结构,则第i个子系统与部件可靠性可以记为Cei,系统可靠性则可以表示为:

并联子系统不断增加,必定会降低各子系统对系统可靠性的贡献程度,因此在设计时可以选择用2～3个并联来提高系统可靠性。

3。3。2抗干扰设计

将系统工作状态与环境干扰作为研究对象,总结以上经验,来采取有效的防备措施设计,设计方向为负载效应。环境防护等,并考虑关联效应与耦合效应影响内干扰等因素[4]。通过设计来尽量避免各类干扰因素的出现,并将其控制在允许范围内。

3。3。3人机工程设计

液压系统故障很大一部分原因是因为操作失误,而人为差错出现的原因之一就是设计不合理,因此设计时需要提高人机工程的合理性。即对人生理与心理特点进行分析,对液压系统人机界面设计进行优化,包括信息显示器。作业空间。控制器等,来提高系统操作的便利性与有效性,尽量避免因为人为误差而出现系统故障的问题。

4工程机械液压系统使用与维修可靠性分析

4。1系统污染控制

液压油污染对系统可靠性具有很大影响,大部分系统故障是由液压油污染诱发,因此在使用与维修阶段,需要重点做好对液压系统清洁度的控制,将管理措施落实到生产。配置。适用与维修等不同阶段。系统装配前需要对管路。邮箱。接头以及液压元件等进行全面清洁,尤其是液压集成阀块,需要彻底清除掉其内部油道表面存有的尖角与毛刺。装配完成后则应对整个系统进行冲洗,对系统内残留的污染物进行全面清除。另外,还应安装过滤装置,在对系统加油时,需要进行过滤处理。

4。2维修阶段控制

工程机械液压系统维修阶段的优化,主要目的就是降低系统故障后,诊断与处理难度。因此应尽量选择用互换性好的标准化零部件,提高系统拆装的便利性,降低各部件拆装的难度,并且装配配对要易于识别。同时,对于易出现故障的部位,周围应预留出足够的检测空间与维修空间,在维修某零部件时,尽量不要对周围部件造成影响。另外,提高系统故障可检测性,在设计阶段根据故障模式与影响分析,确定故障树图,便于后期故障的查找与诊断,提高故障处理的效率,降低故障影响范围。

5结语

工程机械液压系统一旦发生故障,诊断与处理会存在较大的难度,进而会对系统运行综合效率产生影响。因此为提高系统可靠性,需要结合液压系统特点,确定设计优化要点,从不同环节出发,采取合理的措施进行优化,减少系统故障的发生。

工程机械液压系统可靠性分析