工程机械液压系统可靠性设计分析

　　目前液压技术已在各类工程机械中广泛应用,尤其出现了大量的全液压工程机械。因此液压系统的可靠性往往对整机的可靠性产生很大的影响,要求工程机械在特定的条件下长期存放和反复使用过程中,不出故障或少出故障,处于正常的使用状态,且能实现其预期效能。如何进一步提高工作装置液压系统的可靠性水平是一个极具现实意义的课题。

　　1 液压系统可靠性及其特征值

　　大多数液压系统均属可维修系统,因此在其可靠性设计中不应只考虑狭义可靠性设计,而应将维修性设计考虑进来,即进行广义可靠性设计。

　　广义可靠性是指产品在整个寿命期内完成规定功能的能力,它将可靠性和维修性均包括在内。广义可靠性的衡量尺度为有效度,是指在规定的条件下使用时,在某时刻t具有或维持其功能的概率,常记作A (t)或A,是时间的函数。它又有瞬时有效度、平均有效度、稳态有效度之分。

　　由于我们最关心的是产品长时间使用的有效度,故最为常用的是稳态有效度,可用下式表达

　　式中 t-平均无故障工作时间

　　tt-平均修理时间

　　在很多情况下,产品的可靠度R (t)和维修度M (t)服从指数分布,这时有以下2式成立

　　式中 K-故障率

　　L-修复率

　　因此有效度亦可用下式表达

　　由此可以看出,增大有效度的途径有二:降低故障率或提高维修率,也就是要在提高产品的可靠度和维修度两方面下功夫。

　　2 提高液压系统可靠性设计方法

　　可靠性设计是基于对系统故障机制的深刻认识,充分考虑到各种不可靠因素及各个薄弱环节,并采取有效地预防失效措施,从而尽可能地消除可能引发故障的潜在因素,以提高系统的固有可靠度。它包含的内容非常丰富,方案设计、参数设计、结构设计3个阶段都要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。这是由于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)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;应用油膜理论,使摩擦副中形成较为理想的油膜,可很好地改善摩擦副的润滑性能提高液压元件的可靠度。