煤矿坑道钻机液压系统可靠性设计分析

收稿日期:

2010-08-08

作者简介:李 栋(1980-),男,陕西延安人,工程师,国家注册安全工程师,硕士,现在中国煤炭科工集团西安研

究院钻探技术与装备研发中心从事钻探技术研发工作。

煤矿坑道钻机液压系统可靠性设计分析

李 栋,王贺剑,王敬国

(中国煤炭科工集团西安研究院,陕西西安 710077)

摘 要:现代煤矿坑道钻机的工作装置大多采用液压控制技术来实现,因此液压系统的可靠性直接影响整机的可靠性。应用系统工程理论,论述了对液压系统进行广义可靠性设计的重要性,分析了可靠性及其特征值,并从可靠性设计、维修性设计以及可靠性管理三方面考虑,提出了提高液压系统可靠性的有效措施。

关键词:坑道钻机;液压系统;可靠性;设计分析

中图分类号:TD421 文献标识码:B 文章编号:1671-0959(2011)03 0023 03

煤矿用全液压坑道钻机液压系统的可靠性往往对整机的可靠性有很大的影响,煤矿用坑道钻机液压系统主要是用于主机(回转器、卡盘、夹持器、给进装置)、操作台、泵站、行走履带和稳固装置等,因其使用环境的特殊性,要求在特殊的条件下长期反复使用过程中,不出故障或少出故障,处于正常的工作状态,并能达到预期的作业效果。据统计,煤炭科学研究总院西安研究院所研制的煤矿用全液压坑道钻机常见故障超过70%的是由于液压系统直接或间接造成的[1],如何提高钻机液压系统的可靠性,进一步提高坑道钻机整体性能的可靠性水平是一个极具现实意义的课题。

1 可靠性及其特征值1 1 广义可靠性

机器、零部件等一般是随着使用时间的增长会产生损坏或是故障,对于发生故障一般有两种处置方式,即废弃或是修复故障。针对废弃的不可修复零部件而言,其可靠性称为狭义可靠性,而可修复系统、机器的可靠性称为广义可靠性[2,3]。绝大多数坑道钻机液压系统属可维修系统。

广义可靠性是指产品在这个寿命期内完成特定功能的能力,它将可靠性和维修性均包括在内,三者关系为:

广义可靠性=狭义可靠性+维修性

1 2 有效度

系统在正常规定的条件下使用,t 时刻正常工作的概率

为系统的有效度,常记做A (t),即:

A (t)=P {S (t)=1}

有效度描述设备在时刻t 是否正常工作的概率,是广义可靠性的衡量尺度[4]。又有瞬时有效度、平均有效度和稳态有效度之分,对于煤矿坑道钻机来说,最关心的是钻机长时间使用的有效度,故最常用的是稳态有效度,其表达式为:

A (t)=

M TBF

M TBF +M TT R

(1)

式中 M T BF 平均无故障时间;

M TTR 平均维修时间。

煤矿坑道钻机液压系统故障维修时间由三部分组成:检查故障时间、排除故障时间、试机验证时间。有不少是完全由于偶然的原因而发生的故障,其故障发生的件数与尚未发生故障的件数是成正比的,因此他的寿命和维修时间都服从指数分布,即:

M T BF =

1 ;M TTR =1

(2)

式中 故障率;

修复率。因此有效度也可以表示为:

A (t)=

+

由此可以看出,提高液压系统有效度的途径有二:一是提高无故障时间,降低故障率;二是降低维修时间,提高维修率。

2 提高液压系统可靠性设计方法

探讨液压系统可靠性设计的内涵是开展有目的、有计

划研究的前提,它包含的内容非常丰富,方案设计、参数设计、结构设计三个阶段都要进行以提高可靠性为目的的实质性内容的设计。

2 1 方案设计

方案设计是提高系统固有可靠性的关键阶段,因为系统在满足功能要求的前提下,方案拟定阶段最便于设计者充分发挥主观能动作用,使系统组成最简单,其冗余、安

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全、抗干扰设计措施最完善,这些都是保证系统可靠运行最敏感的决定性因素,可从以下方面着手:

1)尽可能简化系统结构,设法用最少元器件、最简单的方法来实现系统全部功能要求。

2)应用先进设计理论。如应用应力 强度分布干涉理论来设计一些零件的相关参数,可有效地延缓疲劳失效的出现。

3)零件设计合理选材。如经常夹持、摩擦部位采用高强韧的耐磨材料,油箱过滤器采用过滤性能好的材料,冷却器散热好的材料等,均有利于相关元件可靠性的改善。

4)多采用可靠性好的标准化液压元件。只有高可靠度的元件,才能组成高可靠度的系统,还有利于维修。

5)设法提高系统密封性能和自动净化介质的能力。经研究发现,液压系统70%左右的故障是由于介质污染而引起的,因此高可靠度的系统必有较高的抗污染能力。

6)进行必要的冗余设计是为应付突发故障,以延长系统工作寿命为目的的设计内容,对于系统中薄弱环节和可靠度要求很高的环节,除考虑增设冗余元器件或子系统的常规方法外,还可充分发挥元件或回路本身的潜在功能,利用元件附属功能储备或派生回路冗余储备的方法。

2 2 参数设计

参数设计阶段的可靠性设计内容,主要包括热设计、降额设计和容差设计等。

2 2 1 热设计

温升是液压系统常见的一种失效模式。热设计就是总体方案设计完成后,针对液压设备热产生机理与传播方式,对液压设备的热场分布进行分析研究,采用合理的热设计方法保证液压设备在允许的温度范围内工作,从而提高整个系统的可靠性。

2 2 2 降额设计

降额设计就是有意识地降低液压元件的使用规范,使其使用时的工作压力比其额定压力低,可有效地降低液压元件的失效概率,提高可靠度,延长使用寿命。若超过额定压力,其失效率急剧上升。

2 2

3 容差设计

容差是从经济角度考虑,合理选择工作点,使元器件输出性能允许波动的范围。容差设计通过研究容差范围与质量成本之间的关系,对质量和成本进行综合平衡。容差设计在完成系统设计和由参数设计确定了可控因素的最佳水平组合后进行,此时各元件(参数)的质量等级较低,参数波动范围较宽。容差设计的目的是在参数设计阶段确定的最佳条件的基础上,确定各个参数合适的容差。

容差设计的基本思想如下:根据各参数的波动对产品可靠性(质量特性)贡献(影响)的大小,从经济性角度考虑有无必要对影响大的参数给予较小的容差。这样做,一方面可以进一步减少质量特性的波动,提高产品的可靠性,减少质量损失;另一方面,由于提高了元件的质量等级,使产品的成本有所提高。因此,容差设计阶段既要考虑进一步减少在参数设计后产品仍存在的质量损失,又要考虑缩小一些元件的容差将会增加成本,要权衡两者的利弊得

失,采取最佳决策。

总之,通过容差设计来确定各参数的最合理的容差,使总损失(质量与成本之和)达到最佳(最小)。使若干参数的容差减少需要增加成本,但由此会提高质量,减少功能波动的损失。因此,要寻找使总损失最小的容差设计方案。

2 3 结构设计

2 3 1 简化结构

设一个机械液压系统是由单元组成的串联结构,当每个单元都正常工作时系统才能正常工作,其中任一单元失效,则系统功能失效,第i个单元的可靠性记为R

i

(t),则系统的可靠性为:

R

s

(t)= n i=1R i(t)

可见,串联系统中,单元数越多,系统可靠性越差,且串联系统的可靠性总是低于系统可靠性最差的单元的可靠性。因此,应该主要注意提高串联系统中可靠性最低单元的可靠性,即注意提高系统中最薄弱单元的可靠性。

设一个机械液压系统是由单元组成的并联结构,其中任一单元正常工作系统就能正常工作,只有当这个单元都

失效时系统才失效,第i个单元的可靠性记为R

i

(t),则系统的可靠性为:

R

s

(t)=1- n i=1[1-R i(t)]

可见,并联系统中随着单元的增多,系统的可靠度增大。可靠性大于单元中可靠性最大的值,但是并联系统单元数多,各单元对提高系统可靠的贡献程度下降,且系统的机构尺寸大,重量及造价都高。在煤矿坑道钻机液压系统中并联单元数并不多,例如在动力装置、安全装置、制动装置、夹持装置采用并联时,常取n值为2或3。目前,大部分煤矿坑道钻机采用串并联设计方式,如图1,在重要的子系统采用具有相同功能的几个单位,避免一个单元失

效而使整个系统失效。

图1 系统逻辑框图

2 3 2 集成化设计

目前液压技术中较多的采用无管连接。一种是板式连接,另一种是集成回路。集成回路中元件安装方式又有集成块式、叠加式、复合式等多种,它们的通路均不用管道连接,而且已走向标准化。这样使液压系统的可靠性有较

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大的提高。

2 3 3 人机工程设计

钻机液压系统的失效有很大一部分是是人为造成的,而出现人为差错的主要原因是液压系统设计不合理,这就要求将人的特性放在与设备完全相同的地位上来考虑,也就是要进行人机工程设计。具体的说,就是要根据人的生理、心理等特点,设计人操作最省力、不容易发生差错的液压系统,同时系统的显示装置和作业空间的布置应符合人们的要求。

2 3 4 抗干扰设计

抗干扰设计是针对系统复杂的工作状态和环境干扰而采取的防备措施设计。包括考虑负载效应、环境防护等方面的外干扰,和考虑关联效应、藕合效应影响的内干扰两个方面。负载效应是指使设备使用工况和负载变化对系统的直接干扰;环境防护是使电源、磁场、温度、湿度、粉尘、冲击、振动等等影响降到系统能够承受水平的防护技术。关联效应是由元器件动作和性能之间的相关牵连影响,造成额外能量或信息流动所导致的附加物理效果。当若干个动作在时间上错开或改进回路连接方式时,这种效果就可以消除或变得无关紧要。如多缸系统的防扰、潜回路分析等都属关联设计内容。藕合效应是一种动态效应,主要指控制信号若与某些干扰因素重合,形成能量交换闭合回路,就会造成反常的不利后果。如管系的谐振、液动力的内反馈作用等均属常见的藕合效应现象。尽量事先防止它们的出现或影响,亦是抗扰设计应包含的内容。

结构设计阶段还包括外购配套件的验收和筛选、制造可靠性的保证等。系统的可靠性依赖于各子系统和构成部分的可靠性,因此要根据煤矿坑道钻机系统的结构,基于每个系统和部件的可靠性,求出系统的可靠性系数,液压系统是总系统可靠性关键系数。

3 提高液压系统维修性设计方法

对于可维修设备和系统,如果不考虑其维修性设计就无法谈论其可靠性问题。由于受技术水平和成本等因素限制,任何产品的可靠度都不可能无止境地提高,液压系统自不例外。要提高系统的有效度,切不可忽视维修性设计。有时,因维修性问题考虑不周,一年间所需要的维修费用可达设备费用的十倍以上。因此,对维修性的设计是一个非常重要的问题。坑道钻机液压系统维修性设计的目的是在系统设计过程中充分考虑维修的难易问题,设法使系统发生故障后,便于查找、易于修复。具体说来,液压系统维修性设计应涵盖以下几方面: 多选用互换性好的标准化零部件; 各部件均应易于拆装,装配配对处应易于识别。 易于出故障的部位附近,应有足够的检测空间和维修空间,维修某一部件时,最好能不拆或少拆其他零部件; 提高系统故障的可检测性; 设计或选用智能化故障检测报警装置,可靠的智能装置可大大提高系统故障检测、维修效率,大幅缩短维修时间; 进行防错设计; 在系统中存在危险因素的部位均应有安全保护装置和措施,并在相应位置设明显的警告标; 维修工具标准化、通用化。

4 提高液压系统可靠性管理

对于煤矿坑道钻机使用的特殊性,除了进行质量管理外,还必须进行可靠性管理。在某些工程液压设备中,过去对可靠性的重要性认识不足,只抓产品的技术性能指标,疏忽了可靠性管理,结果花了很长时间质量仍达不到预期效果。因此,加强管理,应用专人、专机、专检、专料的方法。提高液压系统的可靠性需要投入很大的人力、物力,但是如果能认真加强可靠性管理,总的成本反而降低。一般来说,产品可靠性要求高,投资费用就会高,而维修费用便降低。产品可靠性与成本的关系如图2

所示。

图2 可靠性与成本的关系

5 结 语

影响煤矿坑道钻机液压系统的有效度的关键环节是广义可靠度的设计,要使系统具有高有效度,可靠性设计、维修性设计和必要的可靠性管理都应该得到充分的重视。盲目追求系统的高可靠度是不经济、不科学的,甚至是不可行的。应在研发和生产中对煤矿坑道钻机系统各子系统和零部件的结构进行优化调整,具体分析各系统的重要性、性能的要求和费用指标等,以确定合理的可靠性设计,然后通过维修性设计提高维修度,加以科学的可靠性管理这一途径来使系统达到预期的有效度。

参考文献:

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浅析[J].煤炭工程,2009,(4):97~99.

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液压,2002,(4):143~144.

[6] 邓兴贵,肖志信.现代机械系统可靠性设计探讨[J].机械

研究与应用,2002,(3):10~12.(责任编辑 赵巧芝)

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KP3500型全液压转盘式钻机是我国第一代全液压特大口径工程钻机

KP3500型全液压转盘式钻机是我国第一代全液压特大口径工程钻机，钻孔直径可达3.5m，深度120m。该机在国内首先采用四泵双马达组成恒功率回路驱动转盘，并采用液压缸代替卷扬机，起重量大(可达1.2 MN)，速度快，升降平稳，还可以在必要时进行加压钻进。该钻机1991年年底投入铜陵长江大桥使用，1992年通过建设部鉴定，此后又在广东虎门大桥、福建厦门海沧大桥、南京长江二桥、湖北荆沙长江大桥、浙江钱塘江三桥等国家重大工程中使用，因其效率高、工作平稳而受到施工单位一致好评，并荣获建设部科技进步二等奖和国家级新产品奖。因此，设计适用可靠的液压系统，对保证钻机的使用性能至关重要。 1液压系统设计的基本原则 利用国内外先进技术和成功经验，结合我国国情和钻机的具体使用要求。力求简单和适用，尽可能地利用最少的液压元件来实现钻机所具备的各种动作。这样，能够降低故障发生概率，提高能量利用率和钻机的可靠性，降低工人劳动强度。 2主油路系统 2.1调速方式和液压泵的选择 液压系统的调速方式有无级调速和有级调速两大类。无级调速具有调速范围大，能适应不同钻进工艺的要求，但是，变量控制回路和液压泵驱动机构较复杂。KP3500型全液压钻机采用4台A7V160LV1R恒功率变量泵和2台2QJM62-6.3B低速大扭矩液压马达组成恒功率调速系统，把有级变速和无级变速结合起来，拓宽了调速范围，而且在调速时不需要节流和溢流，能量利用比较合理，效率高而发热少。 由于钻机施工地层情况复杂，负载多变，要求钻机能随负载的变化自动调节转速和转矩，而恒功率变量系统能适应负载工况的要求，即随负载的增加，系统能够自动降低转速，增大转矩。并能最大限度地利用源动机的功率，达到最佳的钻进效果。A7V160LV1R恒功率变量泵的工作特点正在于它的排量能随负载压力的变化自动调节，以保证输入功率接近恒定值。若不计效率，则马达输出的功率N基本上等于泵输入的功率，亦为恒值，由马达的功率公式N＝Mn／974可知，N恒定时，M与n呈双曲线关系，即在恒功率变量泵的控制下，随着负载的变化，马达输出的转矩M与转速n之间按双曲线关系自动调节，可满足工况要求，其调速特性曲线如图1所示。

可靠性设计的主要内容

可靠性设计的主要内容 1、研究产品的故障物理和故障模型 搜集、分析与掌握该类产品在使用过程中零件材料的老化、损伤和故障失效等（均为受许多复杂随机因素影响的随机过程）的有关数据及材料的初始性能（强度、冲击韧性等）对其平均值的偏离数据，揭示影响老化、损伤这一复杂物理化学过程最本质的因素，追寻故障的真正原因。研究以时间函数形式表达的材料老化、损伤的规律，从而较确切的估计产品在使用条件下的状态和寿命。用统计分析的方法使故障（失效）机理模型化，建立计算用的可靠度模型或故障模型，为可靠性设计奠定物理数学基础，故障模型的建立，往往以可靠性试验结果为依据。 2、确定产品的可靠性指标及其等级 选取何种可靠性指标取决于产品的类型、设计要求以及习惯和方便性等。而产品可靠性指标的等级或量值，则应依据设计要求或已有的试验，使用和修理的统计数据、设计经验、产品的重要程度、技术发展趋势及市场需求等来确定。例如，对于汽车，可选用可靠度、首次故障里程、平局故障间隔里程等作为可靠性指标，对于工程机械则常采用有效度。 3、合理分配产品的可靠性指标值

将确定的产品可靠性指标的量值合理分配给零部件，以确定每个零部件的可靠性指标值，后者与该零部件的功能、重要性、复杂程度、体积、重量、设计要求与经验、已有的可靠性数据及费用等有关，这些构成对可靠性指标值的约束条件。采用优化设计方法将产品（系统、设备）的可靠性指标值分配给各个零部件，以求得最大经济效益下的各零部件可靠性指标值最合理的匹配。 4、以规定的可靠性指标值为依据对零件进行可靠性设计 即把规定的可靠性指标值直接设计到零件中去，使它们能够保证可靠性指标值的实现。

钻机盘刹液压控制系统

钻机盘刹液压控制系统 盘式刹车具有刹车力矩容量大，制动效能稳定，耐衰退性能好，制动灵敏，操作省力，更换 维修方便结构紧凑，便于专业化、系列化生产等优点，国内外各工业部门均将其视作先进的 制动技术加以研究和发展。 工作原理：盘式刹车控制系统由液压元件和气控元件组成。 液压控制系统的工作原理：液压控制系统的动力，是用2套规格相同的液压泵分别作为主液

压泵2和备用液压泵2，主液压泵由电动机驱动，备用液压泵由气马达6带动。当停电或主液压泵出现故障时，按下按钮阀7，备用液压泵2就可代替主液压泵2短时间向系统供油，不影响钻井作业。 根据液压站提供的油压是松闸或是紧闸状态，盘式制动器又可分为常闭式和常开式两种。 图3为液压控制系统工作原理图，液压系统分为4个部分：一是油液供给系统，它主要由油箱、粗滤油器1、油泵2、精滤油器3,安全阀4以及单向阀5组成。二是正常刹车部分，它主要由两个减压刹车阀6和9，二位三通换向阀7和8组成。三是安全刹车系统，它主要由二位三通换向阀7、8、14、两位两通换向阀15、蓄能器10、延时阀11、单向阀12和减压阀13组成，四是气控系统，它由1个手动二位三通换向阀和1个气控二位三通换向气阀组 成。 液压控制系统的主油路可分为正常工作部分和安全刹车部分。正常工作时,液压油经吸油管由泵2打出,经精滤器3和单向阀5由油路b、c分别进人两个叠加式减压刹车阀6和9,再经换向阀7和8到刹车钳油缸通过刹把组件可以调节叠加式减压刹车阀,即调节刹车钳油缸内油压值的大小。当刹把处于零位时,叠加式减压刹车阀出口压力最大,此时绞车处于工作状态。当需要刹车时,司钻仅需下压刹把,使其出口压力降低,便可达到刹车的目的。司钻可凭手感

系统可靠性设计与分析

可靠性设计与分析作业 学号：071130123 姓名：向正平一、指数分布的概率密度函数、分布函数、可靠度函数曲线 （1）程序语言 t=(0:0.01:20); Array m=[0.3,0.6,0.9]; linecolor=['r','b','y']; for i=1:length(m); f=m(i)*exp(-m(i)*t); F=1-exp(-m(i)*t); R=exp(-m(i)*t); color=linecolor(i); subplot(3,1,1); title('指数函数概率密度函数曲线'); plot(t,f,color); hold on subplot(3,1,2); title('指数函数分布函数函数曲线'); plot(t,F,color); hold on subplot(3,1,3); title('指数指数分布可靠度函数曲线 plot(t,R,color); hold on end （3）指数分布的分析 在可靠性理论中，指数分布是最基本、最常用的分布，适合于失效率为常数 的情况。指数分布不但在电子元器件偶然失效期普遍使用，而且在复杂系统和整 机方面以及机械技术的可靠性领域也得到使用。 有图像可以看出失效率函数密度f(t)随着时间的增加不断下降，而失效率随 着时间的增加在不断的上升，可靠度也在随着时间的增加不断地下降，从图线的 颜色可以看出，随着m的增加失效率密度函数下降越快，而可靠度的随m的增加 而不断的增加，则失效率随m的增加减小越快。 在工程运用中，如果某零件符合指数分布，那么可以适当增加m的值，使零 件的可靠度会提升，增加可靠性。 二、正态分布的概率密度函数、分布函数、可靠性函数、失效率函数曲线 （1）程序语言 t=-10:0.01:10; m=[3,6,9]; n=[1,2,3]; linecolor=['r','b','y'];

全液压钻机液压系统的设计

全液压钻机液压系统的设计 郑州勘察机械厂 张红军 魏永辰 王慧基 马占才 顾荣森 KP3500型全液压转盘式钻机是我国第一代全液压特大口径工程钻机，钻孔直径可达3.5 m，深度120m。该机在国内首先采用四泵双马达组成恒功率回路驱动转盘，并采用液压缸代替卷扬机，起重量大(可达1.2 MN)，速度快，升降平稳，还可以在必要时进行加压钻进。该钻机1991年年底投入铜陵长江大桥使用，1992年通过建设部鉴定，此后又在广东虎门大桥、福建厦门海沧大桥、南京长江二桥、湖北荆沙长江大桥、浙江钱塘江三桥等国家重大工程中使用，因其效率高、工作平稳而受到施工单位一致好评，并荣获建设部科技进步二等奖和国家级新产品奖。因此，设计适用可*的液压系统，对保证钻机的使用性能至关重要。 1 液压系统设计的基本原则 利用国内外先进技术和成功经验，结合我国国情和钻机的具体使用要求。力求简单和适用，尽可能地利用最少的液压元件来实现钻机所具备的各种动作。这样，能够降低故障发生概率，提高能量利用率和钻机的可*性，降低工人劳动强度。 2 主油路系统 2.1 调速方式和液压泵的选择 液压系统的调速方式有无级调速和有级调速两大类。无级调速具有调速范围大，能适应不同钻进工艺的要求，但是，变量控制回路和液压泵驱动机构较复杂。KP3500型全液压钻机采用4台A7V160LV1R恒功率变量泵和2台2QJM62-6.3B低速大扭矩液压马达组成恒功率调速系统，把有级变速和无级变速结合起来，拓宽了调速范围，而且在调速时不需要节流和溢流，能量利用比较合理，效率高而发热少。 由于钻机施工地层情况复杂，负载多变，要求钻机能随负载的变化自动调节转速和转矩，而恒功率变量系统能适应负载工况的要求，即随负载的增加，系统能够自动降低转速，增大转矩。并能最大限度地利用源动机的功率，达到最佳的钻进效果。A7V160LV1R恒功率变量泵的工作特点正在于它的排量能随负载压力的变化自动调节，以保证输入功率接近恒定值。若不计效率，则马达输出的功率N基本上等于泵输入的功率，亦为恒值，由马达的功率公式N＝Mn ／974可知，N恒定时，M与n呈双曲线关系，即在恒功率变量泵的控制下，随着负载的变化，马达输出的转矩M与转速n之间按双曲线关系自动调节，可满足工况要求，其调速特性曲线如图1所示。 图1恒功率变量泵-定量马达回路调速特性曲线

通用的可靠性设计分析方法

通用的可靠性设计分析方法 1.识别任务剖面、寿命剖面和环境剖面 在明确产品的可靠性定性定量要求以前，首先要识别产品的任务剖面、寿命剖面和环境剖面。 （1）任务剖面“剖面”一词是英语profile的直译，其含义是对所发生的事件、过程、状态、功能及所处环境的描述。显然，事件、状态、功能及所处环境都与时间有关，因此，这种描述事实上是一种时序的描述。 任务剖面的定义为：产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述。它包括任务成功或致命故障的判断准则。 对于完成一种或多种任务的产品，均应制定一种或多种任务剖面。任务剖面一般应包括：1）产品的工作状态； 2）维修方案； 3）产品工作的时间与程序； 4）产品所处环境（外加有诱发的）时间与程序。 任务剖面在产品指标论证时就应提出，它是设计人员能设计出满足使用要求的产品的最基本的信息。任务剖面必须建立在有效的数据的基础上。 图1表示了一个典型的任务剖面。 （2）寿命剖面寿命剖面的定义为：产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的全部事件和环境的时序描述。寿命剖面包括任务剖面。 寿命剖面说明产品在整个寿命期经历的事件，如：装卸、运输、储存、检修、维修、任务剖面等以及每个事件的持续时间、顺序、环境和工作方式。 寿命剖面同样是建立产品技术要求不可缺少的信息。 图2表示了寿命剖面所经历的事件。

（3）环境剖面环境剖面是任务剖面的一个组成部分。它是对产品的使用或生存有影响的环境特性，如温度、湿度、压力、盐雾、辐射、砂尘以及振动冲击、噪声、电磁干扰等及其强度的时序说明。 产品的工作时间与程序所对应的环境时间与程序不尽相同。环境剖面也是寿命剖面和任务剖面的一个组成部分。 2.明确可靠性定性定量要求 明确产品的可靠性要求是新产品开发过程中首先要做的一件事。产品的可靠性要求是进行可靠性设计分析的最重要的依据。 可靠性要求可以分为两大类：第一类是定性要求，即用一种非量化的形式来设计、分析以评估和保证产品的可靠性；第二类是定量要求，即规定产品的可靠性指标和相应的验证方法。 可靠性定性要求通常以要求开展的一系列定性设计分析工作项目表达。常用的可靠性定性设计工作项目见表1。

可靠性设计的基本概念与方法

4．6 可靠性设计的基本概念与方法 一、结构可靠性设计概念 1．可靠性含义 可靠性是指一个产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力；而一个工业产品(包括像飞机这样的航空飞行器产品)由于内部元件中固有的不确定因素以及产品构成的复杂程度使得对所执行规定功能的完成情况及其产品的失效时间(寿命)往往具有很大的随机性，因此，可靠性的度量就具有明显的随机特征。一个产品在规定条件下和规定时间内规定功能的概率就称为该产品的可靠度。作为飞机结构的可靠性问题，从定义上讲可以理解为：“结构在规定的使用载荷／环境作用下及规定的时间内，为防止各种失效或有碍正常工作功能的损伤，应保持其必要的强刚度、抗疲劳断裂以及耐久性能力。”可靠度则应是这种能力的概率度量，当然具体的内容是相当广泛的。例如，结构元件或结构系统的静强度可靠性是指结构元件或结构系统的强度大于工作应力的概率，结构安全寿命的可靠性是指结构的裂纹形成寿命小于使用寿命的概率；结构的损伤容限可靠性则一方面指结构剩余强度大于工作应力的概率，另一方面指结构在规定的未修使用期间内，裂纹扩展小于裂纹容限的概率．可靠性的概率度量除可靠度外，还可有其他的度量方法或指标，如结构的失效概率F(c)，指结构在‘时刻之前破坏的概率；失效率^(()．指在‘时刻以前未发生破坏的条件下，在‘时刻的条件破坏概率密度；平均无故障时间MTTF(MeanTimeToFailure)，指从开始使用到发生故障的工作时间的期望值。除此而外，还有可靠性指标、可靠寿命、中位寿命，对可修复结构还有维修度与有效度等许多可靠性度量方法。 2．.结构可靠性设计的基本过程与特点 设计一个具有规定可靠性水平的结构产品，其内容是相当丰富的，应当贯穿于产品的预研、分析、设计、制造、装配试验、使用和管理等整个过程和各个方面。从研究及学科划分上可大致分为三个方面。 (1)可靠性数学。主要研究可靠性的定量描述方法。概率论、数理统计，随机过程等是它的重要基础。 (2)可靠性物理。研究元件、系统失效的机理，物理成固和物理模型。不同研究对象的失效机理不同，因此不同学科领域内可靠性物理研究的方法和理论基础也不同． (3)可靠性工程。它包含了产品的可靠性分析、预测与评估、可靠性设计、可靠性管理、可靠性生产、可靠性维修、可靠性试验、可靠性数据的收集处理和交换等．从产品的设计到产品退役的整个过程中，每一步骤都可包含于可靠性工程之中。 由此我们可以看出，结构可靠性设计仅是可靠性工程的其中一个环节，当然也是重要的环节，从内容上讲，它包括了结构可靠性分析、结构可靠性设计和结构可靠性试验三大部分。结构可靠性分析的过程大致分为三个阶段。 一是搜集与结构有关的随机变量的观测或试验资料，并对这些资料用概率统计的方法进行分析，确定其分布概率及有关统计量，以作为可靠度和失效概率计算的依据。

车装石油钻机液压系统讲解

车装钻机液压系统泄露的控制及维护 总装一分厂 李湛 2007年6月

的控制及维护 摘要： “漏油”几乎是所有车装钻机的通病，经常可以在车间及试验场看到车上车下油迹斑斑，成为一项久攻不下的顽疾。液压系统的泄漏严重影响着系统工作的安全性，造成油液浪费、污染周围环境、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损。因此，对液压系统的泄漏我们必须加以控制。 关键词： 液压系统（hydraulic system）泄漏（leak）管线（pipeline）冲击（impact）振动（vibration）磨损（abrasion） 控制（control）措施（measure）维护（maintenance） 设备（Equipment） 目录： 一、装钻机的液压系统 二、液压系统存在的泄漏现象 三、液压系统泄漏的原因 四、控制泄漏的措施 五、液压设备的维护

的控制及维护 一、车装钻机的液压系统 液压系统贯穿车装钻机的各个部分，是每一台设备的重要组成，它由： （1）动力装置——液压泵； （2）控制调节装置——溢流阀、截止阀、换向伐、单向伐等伐件； （3）执行装置——液压缸、液压马达、钻杆动力钳等； （4）辅助装置——油箱、滤油器、管道接头等。 四个部分组成，它的主要部件包括：动力源系统、控制阀件、液压支腿系统、液压绞车及崩扣缸系统、井架起升系统等。 二、液压系统存在的泄露现象 “漏油”几乎是所有车装钻机的通病，经常可以在车间及试验场看到车上车下油迹斑斑，成为一项久攻不下的顽疾。液压系统的泄漏严重影响着系统工作的安全性，造成油液浪费、污染周围环境、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损。因此，对液压系统的泄漏我们必须加以控制。 三、液压系统泄漏的原因 提起泄漏的原因，可能很多人首先想到的就是安装不到位，该拧紧的地方没有拧紧或是生料带没有缠够。这些可能是造成泄漏的原因，但仅此而已吗？单单是安装失误就如此难以解决吗？问题远远不

北京航空航天大学系统可靠性设计分析期末试卷a

1．判断题（共20分，每题2分，答错倒扣1分） (1)（）系统可靠性与维修性决定了系统的可用性和可信性。 (2)（）为简化故障树，可将逻辑门之间的中间事件省略。 (3)（）在系统寿命周期的各阶段中，可靠性指标是不变的。 (4)（）如果规定的系统故障率指标是每单位时间0.16，考虑分配余量，可以按每单位时间0.2 进行可靠性分配。 (5)（）MTBF和MFHBF都是基本可靠性参数。 (6)（）电子元器件的质量等级愈高，并不一定表示其可靠性愈高。 (7)（）事件树的后果事件指由于初因事件及其后续事件的发生或不发生所导致的不良结果。 (8)（）对于大多数武器装备，其寿命周期费用中的使用保障费用要比研制和生产费用高。 (9)（）所有产品的故障率随时间的变化规律，都要经过浴盆曲线的早期故障阶段、偶然故障 阶段和耗损故障阶段。 (10)（）各种产品的可靠度函数曲线随时间的增加都呈下降趋势。 2．填空题（共20分，每空2分） (1)MFHBF的中文含义为。 (2)平均故障前时间MTTF与可靠度R(t)之间的关系式是。 (3)与电子、电器设备构成的系统相比，机械产品可靠性特点一是寿命不服从分 布，二是零部件程度低。 (4)在系统所处的特定条件下，出现的未预期到的通路称为。 (5)最坏情况容差分析法中，当网络函数在工作点附近可微且变化较小、容差分析精度要求不 高、设计参数变化范围较小时，可采用；当网络函数在工作点可微且变化较大，或容差分析精度要求较高，或设计参数变化范围较大时，可采用。 (6)一般地，二维危害性矩阵图的横坐标为严酷度类别，纵坐标根据情况可选下列三项之一： 、 或。

3．简要描述故障树“三早”简化技术的内容。（10分）

乳化液泵站液压系统可靠性分析

乳化液泵站液压系统可靠性分析 发表时间：2019-04-01T14:40:59.160Z 来源：《电力设备》2018年第28期作者：李强 [导读] 摘要：随着科学技术水平的提高，我国矿山生产过程中乳化液泵站液压系统的应用也逐渐受到重视。 （身份证号：61272819860910xxxx 神东设备维修中心一厂四部内蒙古鄂尔多斯 017209） 摘要：随着科学技术水平的提高，我国矿山生产过程中乳化液泵站液压系统的应用也逐渐受到重视。文章主要对乳化液泵站液压系统可靠性分析的重要性进行分析，并探讨可靠性优化策略。 关键词：乳化液泵站；液压系统；可靠性 引言 矿用乳化液泵站是综采工作面的关键设备,它一方面为机械化综采面单体液压支柱提供基础保障,另一方面将机械能转化为液压能为掘进设备提供转矩。在液压系统中,液压源的稳定性是液压系统稳定性的决定性因素。当系统液压源出现压力波动时,会引起整个系统的压力震荡,加快系统密封元件、管道和压力元件的损坏,严重时会引发系统故障,造成重大事故。 1常规乳化液泵站工作原理 乳化液泵站工作原理为:磁力启动器(6)闭合,给乳化液泵电机(4)供电,驱动乳化液泵(3)工作,将乳化液由液箱(15)经输液管道送到综采工作面液压支架(14),为液压支架提供动力。乳化液泵的输出能力,为单体液压支柱供液的应不小于18MPa,为综采液压支架供液的应不小于30MPa,并且不得超过31.5MPa。乳化液泵采用的是由电动机驱动的电动泵；在运动形式上，采取柱塞驱动的形式，这主要是因为柱塞泵排出压力范围广、可靠性高；从外观结构上，泵分为卧式泵和立式泵，此次设计采用卧式泵，方便维护、维修、操作，可保证工作效率；泵的联数、缸数及作用数也是总体设计时需要考虑的关键问题，在柱塞泵中，一根柱塞和其连杆的组合，称为一联，当柱塞间相位差不同，但一同排出时，联可以称为缸，缸数的多少影响泵的流量脉动。一般而言，缸数越多，其脉动越小，但考虑到制造工艺的方便，此次设计为五缸泵，柱塞往复一次吸入与排出介质的次数称为作用数，因为结构的关系，柱塞泵一般是单作用泵。 图1 常规乳化液泵站液压系统示意图 在乳化液泵站的出液口还安装安全阀(8),作为泵站的的高压保护零件,安全阀的调定压力为泵工作压力的110%~115%左右,超压时,乳化液通过安全阀回流入液箱。图1中蓄能器(11)的主要作用是补充高压系统中的漏损,从而减少卸载阀的动作次数,延长液压系统中液压元件的使用寿命;同时还能吸收高压系统的压力脉动。 2乳化液泵站液压系统可靠性分析的重要作用 综采工作面的支护体系主要由液压支架与乳化液泵站以及控制、调节、保护元件和辅助装置构成。其中，乳化液泵站液压系统是整个工作面支护体系完整系统的一部分。泵站液压系统既能安全可靠地向工作面输送液压支架等液压装置所需压力等级的高压液体，又能将通过回液管道流回乳化液箱的乳化液经过滤净化后，再次输送至工作面液压设备，形成连续无间断的循环供液模式。在功能方面，当液压支架动作时泵站液压系统可以满足其需要，系统可以即时供给高压液体;当液压支架不动作乳化液泵仍在运转时，系统能够自动卸载，保证乳化液泵站安全运行;当液压支架等液压设备动作受阻时，工作液压力超过限定值，系统能够限压保护。乳化液泵站液压系统是综采工作面泵站与液压支架及辅助元件组成的整体系统的一部分。不仅可以向工作面液压装置提供所需压力等级的乳化液体，还可以将输送完能量的乳化液进行回收、过滤后再进行加压，形成连续循环的供液体系。乳化液泵液压系统通常具有以下特点：乳化液泵站液压系统可以满足工作面液压支架及其附属装置的工作用液要求，当工作面液压支架需要压力时，乳化液泵站可以及时提供符合压力及流量要求的乳化液;工作面液压支架不需要供液时，泵站液压系统仍正常运转并自动卸载压力;系统压力超过调定值时，系统可以自动卸载，当压力降至调定值时，系统又可恢复正常工作;保护乳化液泵，空载启动减少对泵体自身的损害;系统内有完善的压力及流量缓冲装置、良好的过滤装置、压力指示装置以及自动配液装置等。 3乳化液泵站液压系统可靠性 3.1建立可靠性模型 在分析乳化液泵的可靠性时,首先要了解乳化液泵中每个元部件的功能、各个元部件之间在功能上的关系,以及各个元部件的功能和故障对整个乳化液泵的影响。用方框代表系统元部件,用短线把各个代表元部件的方框按照功能上的逻辑关系连接起来,就建立了整个系统的可靠性框图。根据可靠性理论,乳化液泵各个元部件之间都是串联关系,其中任何一个元件出现故障都可以导致乳化液泵站故障。因此,乳化液泵站的可靠性模型是由电动机、齿轮副、滑块、曲轴、缸体、进液阀和排液阀组成的串联系统。设U代表乳化液泵站无故障工作的事件,Ui 代表第i个元部件无故障工作的事件。因为乳化液泵站各个元部件之间是串联关系,所以U事件出现等于U1,U2,…Un,事件同时发生,即:U=U1U2…Un。依照概率计算的原则,假如乳化液泵站中各元部件是相互独立的,得出的乳化液泵站可靠度

在液压系统设计部分

在液压系统设计部分

在液压系统设计部分，基本上确定各零部件的液压使用原理及参数计算。这里分析计算了截割部、行走机构、装运机构、中间运输机等载荷分析。马达部分的确定：装载部的星轮机构马达、行走机构的驱动马达、中间运输机的驱动马达等。油缸部分的确定：升降油缸、回转油缸、伸缩油缸、履带行走机构的张紧油缸、铲板部的升举油缸的计算设计。 液压缸的结构设计部分，进行了伸缩油缸的机构设计计算，并绘制零件图。也进行了泵站的参数计算确定和液压系统的计算，评估液压系统性能。 最后进行掘进机的通过性分析与稳定性分析。 关键词：纵轴式掘进机；总体方案设计；液压系统设计 中图分类号：TH 1 引言 1.1 当前国内外掘进机研究水平的状况 近年来，随着我国煤炭行业的快速发展，与之唇齿相依的煤机行业也日益受到重视。在 煤炭行业纲领性文件《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》中，在全国煤炭工业科学技术大会上以及国家发改委出台的煤炭行业结构调整政策中，都涉及到发展大型煤炭井下综合采煤设备等内容。 掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，国家的方针是：采掘并重，掘进先行。煤矿巷 道的快速掘进是煤矿保证矿井高产稳产的关键技术措施。采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。随着综采技术的发展，国内已出现了年产几百万吨级、甚至千万吨级超级工作面，使年消耗回采巷道数量大幅度增加，从而使巷道掘进成为了煤矿高效集约化生产的共性及关键性技术。 我国煤巷高效掘进方式中最主要的方式是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也 称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用，主要掘进机械为悬臂式掘进机。 我国煤巷悬臂式掘进机的研制和应用始于20 世纪60 年代，以30～50kW 的小功率掘进

推钢机液压系统的设计与可靠性分析

2016年7月机床与液压Jul.2016第 44 卷第13 期 MACHINE TOOL &HYDRAULICS Vol.44 No. 13 D O I：10.3969/j.issn. 1001-3881. 2016. 13.040 推钢机液压系统的设计与可靠性分析 王海芳，戴亚威，汪澄，韦博 (东北大学秦皇岛分校控制工程学院，河北秦皇岛〇66〇〇4) 摘要：在对推钢机传动系统相关资料深人研究的基础上，设计了一套液压传动系统，详细阐述其工作原理，并对其重 要元件的参数进行计算。基于液压元件基本失效概率，应用串联系统的可靠度计算方法建立该液压系统的可靠性数学模 型，最后利用MATLAB软件进行了仿真分析。结果表明：工作时间越长，推钢机液压系统的可靠性越低，而且其可靠度随 着时间先下降较快，后下降较缓，只有限定工作时间，液压系统的可靠性才能得到保障。 关键词：推钢机；液压系统；可靠性；串联系统；MATLAB 中图分类号：TH137 文献标志码：A 文章编号：1001-3881 (2016) 13-178-2 Design and Reliability Analysis on Hydraulic System of Rolling Pusher WANG Haifang,D AI Yawei,WANG Cheng,W EI Bo (School of Control Engineering,Northeastern University at Qinhuangdao,Qinhuangdao Hebei 066004, China) Abstract ：The hydraulic system of a pusher drive system was designed based on the analysis of the related materials, and its work principle was introduced, and the parameters of important components in the hydraulic system were calculated. Based on the basic fail-ure probability of the hydraulic element, the reliability mathematical model of the hydraulic system was established by using the relia-bility calculation method of the series system, and the simulation analysis was carried out by using the MATLAB software. The simula-tion results show that increasing working hours can short reliability of pusher hydraulic system, and its reliability decrease rapidly first along with the time, then decrease slowly gradually, the reliability can be guaranteed in the limited working time. Keywords：Rolling pusher；Hydraulic system；Reliability；Series system ；MATLAB 〇前言 加热炉推钢机是轧钢生产线上将钢坯推进加热炉内进行加热的专用设备，推力要求大、推头 同步性要求高。旧式生产线上往往采用机械式推钢机，其体积大、价格高、故障率高、维修保养复杂。目前，推钢机的种类主要有螺旋式、齿条 式、曲柄连杆式等，其性能和要求各不相同[1]。随着轧钢生产的发展，利用液压油缸和液压系统的推力大、体积小、操作方便的优点，新型液压推钢机逐步取代了老式机械推钢机，使推料工序大大简化。 1工作原理 推钢机液压系统工作原理参见图1。启动主令控 制器，使三位四通阀的电磁铁1DT、3D T得电，二位 四通阀5D T得电，这时油栗输出压力油，经二位四 通阀、同轴马达分别进人两组4个油缸的无杆腔，4个油缸的有杆腔回油，经由调速阀、二位四通阀排回 油箱，这时4个油缸获得同步运动。推出热钢述后 (这时间很短）处于待命阶段，5D T断电，系统处 于卸荷状态。再次操纵主令控制器，使三位四通阀 的电磁铁2DT、4D T通电，同时二位四通阀的5DT 也通电，这时油栗输出压力油，经二位四通阀、两 同轴油马达分别进人两组4个油缸的有杆腔，4个 油缸的无杆腔回油，经由调速阀、二位四通阀排回 油箱[2]。 由于系统采用冗余设计，具有左右对称结构，工 作可靠性较高，而且如果钢坯比较小，只要求其中一 组两个油缸同步工作，只需使串接于油马达后的两个 两位四通阀其中一个工作，就可实现。系统通过设立 限位开关1SQ、2SQ、3SQ、4SQ来消除两组四个油缸 的位置误差，避免出现误差累积，影响系统同步精 度，同时也起限位作用[3]。 收稿日期：2015-05-15 基金项目：河北省自然科学基金资助项目（E2012407010; F2014203157);河北省博士后科研项目择优资助(B2014003012);河北省教育厅资助项目（2011136);秦皇岛科技支撑项目（201501B011);东北大学教改课题 资助项目（2014-47) 作者简介：王海芳（1976—），男，博士，副教授，研究方向为轧制过程自动化、液压伺服控制及可靠性研究。E-m ail: hfwang0335@ 126. com 〇

液压钻机的液压系统设计设计(1)

毕业设计液压钻机的液压系统设计 摘要 水平定向钻机铺管技术是目前应用最广泛的非开挖铺管技术之一，可用于穿越道路、河流、建筑物等障碍物铺设管线，具有快速、高效、不破坏环境及影响交通等突出优点。在当今中国基础设施建设如火如荼的大环境下，拥有广泛的市场前景。目前，对比与国外先进的水平定向钻机研发水平，我国的钻机研发还处于一个比较落后的水平，因此加快水平定向钻机的研发工作具有明显的社会意义和经济意义。 钻机的液压系统直接负责整机的控制和传动系统，直接影响到系统的各项性能指标，是钻机的关键技术。本文叙述了水平定向钻机液压系统设计过程。首先，比较详尽地描述了水平定向钻机的工作原理、各项性能指标、设计参数、结构组成，同时分析了各机构的工况和负载情况，为下一步液压系统的设计提供设计依据。然后根据前面分析的结果，对液压系统进行设计，并合理选择各子系统的液压元件，最后，进行液压系统的性能验算。本文设计的液压系统可以使发动机-液压系统的性能达到较好的状态，发动机功率利用率、液压系统传动效率以及钻机的作业效率也比较高。 关键词：水平定向钻机；液压系统设计；液压元件选择；性能验算

Abstract Horizontal Directional Drill pipe laying technology is currently the most widely used technique for trenchless pipe-laying can be used across the roads, rivers, buildings, obstacles such as laying pipelines, with a fast, efficient, without damaging the environment and highlight the advantages of traffic. Infrastructure construction in China today in full swing environment, have broad market prospects. At present, the comparison with foreign advanced level of research and development of horizontal directional drilling, drilling rig in China is still in a backward R & D levels, accelerate research and development of horizontal directional drilling has obvious social significance and economic significance. Drilling machine hydraulic system is directly responsible for the control and transmission system, directly affect the system performance is the key technology of drilling rig. This paper describes the design of the hydraulic system of horizontal directional drilling process. First, more detailed description of the horizontal directional cobalt machine works, the performance indicators, design parameters, structure, and analyzes the various agencies working conditions

钻机液压系统故障的诊断方法与应用

钻机液压系统故障的诊断方法与应用 发表时间：2018-10-01T14:01:56.397Z 来源：《基层建设》2018年第23期作者：李广鑫[导读] 摘要：通过液压故障处理方法的分析对比，结合神华准格尔黑岱沟露天煤矿在用钻机的液压实际维修经验，阐述了借助一种液压检测仪，可快速分析判断并最终确定故障发生的具体液压元件，缩短液压故障诊断时间，提高了设备液压故障维修效率。中海油能源发展装备技术有限公司模块钻机项目组天津 300452 摘要：通过液压故障处理方法的分析对比，结合神华准格尔黑岱沟露天煤矿在用钻机的液压实际维修经验，阐述了借助一种液压检测仪，可快速分析判断并最终确定故障发生的具体液压元件，缩短液压故障诊断时间，提高了设备液压故障维修效率。关键词：钻机液压；系统故障；诊断方法；应用引言神华准格尔能源有限公司所属的黑岱沟露天煤矿在 2012 年产原煤 32.26 Mt/a，成为我国首座产能超 30 Mt/a 的特大型露天矿。该矿包括煤层、岩层在内的爆破钻孔，投入生产运行的钻机共 12 台，其中有 Atlas Copco 生产的 DM -H2、DM45 钻机、Ingersoll-Rand 生产的 DM-H 钻机、Sandvik 生产的1190E 钻机。各钻机的共同特点是电机或内燃机为动力源的全液压驱动型。作为液压传动，其具有结构紧凑、功率输出比大、易实现过载保护、可快速启动制动及频繁换向等优点得到广泛应用。但是在维修方面，当出现液压故障后如何准 确、快速诊断故障点所在，已是一个的普遍性难题。结合设备现场液压维修经验，提出流量-压力的液压系统检测法，就液压故障判断方式及一种流量-压力检测仪（以下简称检测仪）在露天采矿钻机设备上的应用进行分析阐述。 1液压故障判断的一般方式液压系统中各液压元件的动作大部分处在密闭的油液里，系统内油液的流动状态和元件内部零件的运动状态看不见、摸不着。同时，液压系统的故障表现形式规律不一，对于这些故障的准确判断与排除不仅需要专业理论知识，掌握各种液压元件构造性能、液压基本回路的原理，还要有丰富的现场维修实践经验。因此，液压系统的故障诊断比一般机械、电气设备的故障诊断更为困难。传统的液压系统故障判断的方法有很多种，因现场条件、设备特点及个人经验等因素而方法不一，比如常用的因果图、实验法、区域分析法、动作循环查找法等。其中最常用的还是对系统各点压力检测后进行的系列判断。液压系统的工作压力在正常工作条件下取决于负载，但在设备的长期使用后，由于元器件配合部位磨损、密封老化等原因，造成元器件内、外部泄漏，使系统的工作压力受到影响。如果系统中某一元件损坏，就有可能造成系统压力明显下降，这也是形成液压故障判断难度之一。此外传统判断液压系统故障方法中，使用比较、隔离、替换等方法来逐步查找，其本身也存在缺点问题。比如使用比较或替换法时，必须有同类型的设备或同型号的配件，且在替换时需重复拆装，易造成元器件的损坏、液压油的浪费和对环境的污染；使用隔离法时，在液压系统中如果隔离不当，将系统保护元器件隔离后，轻者容易造成系统元器件的损坏，严重时甚至会造成事故。如果不考虑系统压力损失，则在正常工作状况下 3 个测压点的压力显示是相同的，即 P 0 = P 1 =P 2 = P。假设液压系统中的溢流阀调定压力为 20MPa，系统发生故障后对 3 个测压点分别进行测量，在液压马达工作的状态检测压力如果均明显小于20 MPa，这时我们不能明确判断究竟是液压泵、液压马达或者溢流阀当中的哪一个元件存在故障。因为液压泵如果出现内泄，会造成以上测量结果；如果液压马达内泄漏严重，也会造成系统工作压力降低；而溢流阀的泄漏或调压弹簧损坏及弹力不足以及换向阀出现内泄漏同样也能造成上述故障表象。当然也可以用排除法来排除一部分元件存在故障的可能性。操作换向阀为中位状态，则系统压力 P 0 = P 1 ，若系统压力仍明显偏低，这样也只能证明故障所在可能不是液压马达，对于液压泵或溢流阀的故障判断，具体仍需进一步检测。如果仅以液压系统压力测定的方法，是不能准确断定具体发生故障的元件，这样在排除系统故障方面也就不能提供可靠依据。 2采用检测仪判断液压故障液压系统发生故障的位置虽然只是动力源（液压泵）、控制元件（各类型控制阀）和执行元件（马达或油缸）这几方面，但维修的难点是不能准确判断元器件故障所在位置。液压泵（马达）的额定功率为其额定输出（输入）压力和流量的乘积，而系统的压力虽说取决于负载，但它也是由多方面的因素决定的，如元件的故障以及泄漏情况，而系统的流量却可体现动力元件、执行元件和控制元件的即刻工况。通过检测仪对系统中这些位置压力和流量参数的测定，从功率、压力和流量逻辑关系中我们就可快速判断出故障所在。假设该液压系统额定压力为 20 MPa，出现液压马达回转无力故障现象。若以图 1 所示方式去判断，单就压力的测定，在理论逻辑上不能明确故障点所在，因为系统中的各元件只要其中一个出现问题，则都会产生这一故障现象。对系统的故障排除中，当外观的检查（如泄漏、运转噪音等）无异常，我们使用检测仪进行故障的检测及判断。 2.1 在检测位置 1 和 2 处进行检测换向阀为中位截止状态时，若压力正常，流量为零，则可以排除换向阀和溢流阀的故障可能性；如果有一定流量显示，则换向阀存在内泄漏故障；若压力低，流量为零，则排除换向阀的故障可能性，可尝试进行溢流阀压力调整的操作；在调压无效果后，可进一步在检测位置 2 进行流量检查，在明显低于额定压力情况下，有流量显示则可明确断定溢流阀故障，如无流量显示，那便可以确定是液压泵存在故障。 2.2 在检测位置 3 处进行检测当换向阀处于上部位置接通状态时，检测仪如果显示压力偏低，流量明显低于液压泵额定流量的90%以下，则可以判断液压泵存在故障；如果压力和流量正常或者略微偏低，那对于回转无力的故障点基本可以划定为液压马达，只是再需进一步的验证。 2.3 在检测位置 4 和 5 处的检测液压马达在正常工作状态下，内泄流量正常为小于额定流量的 5%或者近于零。在基本确定马达为故障点后，可在检测位置 4 和 5 进行准确诊断。将检测仪接入液压马达回油管路即位置 4 处，开启换向阀后，将此处检测仪流量显示值与马达进油管路流量值进行比对，其数值差即为液压马达内泄漏的流量，或者说这个数值差也就是检测位置 5 的流量显示值。流量-压力检测仪的使用，在液压系统中通过对压力及流量参数的测定，以及功率、压力、流量及泄漏量之间的计算和液压元件额定参数进行对比的方式，我们就可以明确判断出故障位置所在。这种方法应用对于液压系统闭式回路或多回路系统的故障诊断则更为有效。还有更重要的一点是，在对各元件的实际参数测定后，该液压元件目前使用的性能和内部磨损状况我们也可以做到准确掌握。结语

软件可靠性设计与分析

软件可靠性分析与设计 软件可靠性分析与设计 软件可靠性分析与设计的原因?软件在使用中发生失效(不可靠会导致任务的失败,甚至导致灾难性的后果。因此,应在软件设计过程中,对可能发生的失效进行分析,采取必要的措施避免将引起失效的缺陷引入软件,为失效纠正措施的制定提供依据,同时为避免类似问题的发生提供借鉴。 ?这些工作将会大大提高使用中软件的可靠 性,减少由于软件失效带来的各种损失。 Myers 设计原则 Myers 专家提出了在可靠性设计中必须遵循的两个原则: ?控制程序的复杂程度

–使系统中的各个模块具有最大的独立性 –使程序具有合理的层次结构 –当模块或单元之间的相互作用无法避免时,务必使其联系尽量简单, 以防止在模块和单元之间产生未知的边际效应 ?是与用户保持紧密联系 软件可靠性设计 ?软件可靠性设计的实质是在常规的软件设计中,应用各种必须的 方法和技术,使程序设计在兼顾用户的各种需求时, 全面满足软件的可靠性要求。 ?软件的可靠性设计应和软件的常规设计紧密地结合,贯穿于常规 设计过程的始终。?这里所指的设计是广义的设计, 它包括了从需求分析开始, 直至实现的全过程。 软件可靠性设计的四种类型

软件避错设计 ?避错设计是使软件产品在设计过程中,不发生错误或少发生错误的一种设计方法。的设计原则是控制和减少程序的复杂性。 ?体现了以预防为主的思想,软件可靠性设计的首要方法 ?各个阶段都要进行避错 ?从开发方法、工具等多处着手 –避免需求错误 ?深入研究用户的需求(用户申明的和未申明的 ?用户早期介入, 如采用原型技术 –选择好的开发方法

?结构化方法:包括分析、设计、实现 ?面向对象的方法:包括分析、设计、实现 ?基于部件的开发方法(COMPONENT BASED ?快速原型法 软件避错设计准则 ? (1模块化与模块独立 –假设函数C(X定义了问题X 的复杂性, 函数E(X定义了求解问题X 需要花费的工作量(按时间计,对于问题P1和问题P2, 如果C(P1>C(P2,则有 E(P1> E(P2。 –人类求解问题的实践同时又揭示了另一个有趣的性质:(P1+P2>C(P1 +C(P2 –由上面三个式子可得:E(P1+ P2> E(P1+E(P2?这个结论导致所谓的“分治法” ----将一个复杂问题分割成若干个可管理的小问题后更易于求解,模块化正是以此为据。 ?模块的独立程序可以由两个定性标准度量,这两个标准分别称为内聚和耦合。耦合衡量不同模块彼此间互相依赖的紧密程度。内聚衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度。 软件避错设计准则 ? (2抽象和逐步求精 –抽象是抽出事物的本质特性而暂时不考虑它们的细节 ?举例