溫軍剛

摘要： 井下無軌輔助運(yùn)輸車需要經(jīng)常性維護(hù)、維修，科學(xué)預(yù)測(cè)維修周期，可以使在保證車輛正常使用的前提下費(fèi)用最小。本文根據(jù)井下無軌膠輪車的使用維修數(shù)據(jù)建立了威布爾模型，通過模型計(jì)算了車型大修和使用壽命，與實(shí)際使用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)相符合。此模型的建立為井下無軌輔助運(yùn)輸車輛的使用、維護(hù)、保養(yǎng)周期提供了重要依據(jù)。

關(guān)鍵詞：無軌;運(yùn)輸保養(yǎng);估算

1.威布爾模型及評(píng)價(jià)方法

對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行壽命可靠性分析，模型的參數(shù)精度是分析的關(guān)鍵，威布爾分布模型能很好地描述零部件的壽命問題。機(jī)械設(shè)備在使用壽命期內(nèi)，故障發(fā)生率與使用年齡有關(guān)。故障率函數(shù)是隨時(shí)問t變化的函數(shù)，設(shè)備處于不同的使用期，其故障率也不同。圖1曲線反映設(shè)備全期的故障分布，包括早期故障期、偶發(fā)故障期和耗損故障期，因其整體形狀像浴盆，稱為浴盆曲線。

圖1 浴盆曲線

參數(shù)威布爾分布是近年來在設(shè)備壽命可靠性分析中使用最廣泛的模型之一，是一個(gè)具有代表性的壽命分布模型，能整體描述出整個(gè)浴盆曲線。

失效分布函數(shù)為：

（1）

這里面和代表形狀參數(shù)和尺度參數(shù)，他們的數(shù)值大小決定了浴盆曲線的形狀，開口大小，峰值等參數(shù)。

其中F（t）的計(jì)算可以采用近似中位秩公式：

（2）

式中i表示測(cè)量的次數(shù)，n 表示總測(cè)量次數(shù)。

故障密度函數(shù)：

（3）

可靠度函數(shù)：

（4）

故障率函數(shù)為：

（5）

根據(jù)上面公式，通過系列實(shí)驗(yàn)得出的井下無軌膠輪車的故障時(shí)間而解方程求得參數(shù)和，從而得到產(chǎn)品的故障概率分布。

2.數(shù)據(jù)分析與參數(shù)估算

表1中為神華集團(tuán)神東煤炭分公司某批次井下無軌輔助運(yùn)輸車WC5E（A）的故障時(shí)間分布。

表1 某批次井下無軌輔助運(yùn)輸車的故障時(shí)間表

故障次數(shù)i 1 2 3 4 5 6 7 8 9

故障時(shí)間t（h） 569 620 755 880 922 1020 1240 1354 1388

故障原因 發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī) 報(bào)警 發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī) 車橋 油缸 發(fā)動(dòng)機(jī)

上述數(shù)據(jù)根據(jù)公式（1）及（2），可以求得和，從而可以得到該批次無軌膠輪車的近似故障發(fā)生概率曲線。

由于數(shù)據(jù)較多，需采用最小二乘擬合的方法求得和。

公式（1）可變形為

（6）

令和為參數(shù)，進(jìn)行線性擬合分別求出其數(shù)值。

通過線性擬合計(jì)算，得到：

圖2 線性擬合結(jié)果

于是，根據(jù)公式（1），可以得出某批次井下無軌輔助運(yùn)輸車WC5E（A）的故障威布爾分布的失效分布函數(shù)：

故障率函數(shù)為：

讀圖可以得到當(dāng)運(yùn)行時(shí)間在10000小時(shí)的時(shí)候，發(fā)生故障的概率為50%以上，所以此批WC5E無軌膠輪車型使用壽命不得高于10000小時(shí)。預(yù)計(jì)該車的使用壽命在3-4年，與目前該車在工作地點(diǎn)實(shí)際使用的結(jié)果相符。

3.意義和結(jié)論

本文建立了某批次WC5E的可靠性威布爾模型，計(jì)算了WC5E車型的大修周期，使用壽命等參數(shù)，為此類車型的維修、維護(hù)和使用提供了參考和理論依據(jù)，威布爾分布可以有效地指導(dǎo)生產(chǎn)，防患于未然。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁晨偉.B757飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)機(jī)故障研究和壽命可靠性分析，2009.

[2]于曉紅等.基于新的威布爾分布參數(shù)估計(jì)法的設(shè)備壽命可靠性分析，2007.