謝明陽，王嘉男

（沈陽北方重工有限公司，遼寧 沈陽 110141）

刨花板熱壓機(jī)液壓系統(tǒng)可靠性分析

謝明陽，王嘉男

（沈陽北方重工有限公司，遼寧 沈陽 110141）

介紹了RCB3303刨花板熱壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理，對(duì)液壓系統(tǒng)建立了故障樹數(shù)學(xué)模型，對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行了可靠性的定量和定性分析，為提高熱壓機(jī)液壓系統(tǒng)的可靠性提供參考。

熱壓機(jī)；液壓系統(tǒng)；可靠性分析；故障樹

RCB3303刨花板熱壓機(jī)是刨花板生產(chǎn)流程中的主要設(shè)備之一。將噴過膠的刨花板坯，用裝板機(jī)裝入多層，同時(shí)加熱加壓，將板坯壓制成刨花板。熱壓機(jī)由四大部分組成：熱壓機(jī)本體、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)是熱壓機(jī)的重要組成部分，決定了熱壓機(jī)能否長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。本文對(duì)熱壓機(jī)液壓系統(tǒng)建立故障樹，進(jìn)行失效原因分析和可靠性指標(biāo)計(jì)算，對(duì)熱壓機(jī)的安全性和可靠性研究具有一定指導(dǎo)意義。

1 熱壓機(jī)的工作過程

板坯進(jìn)入熱壓機(jī)到位后，活動(dòng)橫梁快速下降，此時(shí)充液閥打開，油箱中的液壓油和油泵同時(shí)向工作缸中充油；當(dāng)上熱板接近板坯時(shí)，關(guān)閉充液閥，由油泵繼續(xù)進(jìn)油；然后加壓，達(dá)到要求的壓力或限定的行程時(shí)，保壓，系統(tǒng)電磁溢流閥卸荷；保壓過程中，壓力降低，由小泵補(bǔ)壓，當(dāng)補(bǔ)壓到要求的壓力停止，根據(jù)系統(tǒng)泄漏情況可以多次補(bǔ)壓；高壓保壓時(shí)間到，分階段泄壓，每一階梯保壓一小段時(shí)間，在階梯保壓階段不需補(bǔ)壓；加壓時(shí)間到，提升活動(dòng)橫梁，先小泵供油，消除活動(dòng)部分自重，慢速回程；延時(shí)3～5秒后大泵供油，快速回程，到位后停止，完成一個(gè)熱壓周期。液壓系統(tǒng)原理如圖1所示。

圖1 液壓系統(tǒng)原理圖

2 熱壓機(jī)的故障樹分析

故障樹分析法是一種對(duì)復(fù)雜的液壓系統(tǒng)可靠性的綜合分析方法，是一種有效的預(yù)測(cè)和分析手段。故障樹分析法有兩個(gè)重要方法：定性分析和定量分析。

2.1 構(gòu)建熱壓機(jī)液壓系統(tǒng)的故障樹

故障樹主要用于分析導(dǎo)致給定故障的某種或者組合影響因素。一個(gè)故障樹的組成主要包括：邏輯門、常用事件。構(gòu)建故障樹，就是確定液壓系統(tǒng)故障的頂事件，找出導(dǎo)致液壓系統(tǒng)故障的影響事件，然后逐步分析一直到底事件。本文確定頂事件為熱壓機(jī)的液壓系統(tǒng)中的主缸不工作，同時(shí)設(shè)定獨(dú)立液壓的系統(tǒng)接頭和管道不存在泄露、各個(gè)事件的故障相互獨(dú)立，建立故障樹如圖2所示。

圖2 故障樹

故障樹符號(hào)代碼如下：T為主缸不工作，H1為液壓油路故障，H2為系統(tǒng)壓力故障，H3為流量不足，X1為主油缸故障，X2為液壓油污染，X3為換向閥故障，X4為溢流閥故障，X5為主泵導(dǎo)致壓力不足，X6為液壓油箱損壞，X7為換向閥故障，X8為單向閥故障，X9為過濾器故障，X10為主泵導(dǎo)致流量不足，X11充液閥故障，X12為單向節(jié)流閥故障。

2.2 熱壓機(jī)故障樹的定性分析

定性分析是找出主缸不動(dòng)作故障樹全部最小割集，找出導(dǎo)致主缸不動(dòng)作故障的多種可能性。定性分析有兩種分析方法：下行法和上行法，本文對(duì)主缸不動(dòng)作故障，采用上行法求解最小割集。分析過程如下：

表1 液壓系統(tǒng)故障樹底事件失效率

根據(jù)上面計(jì)算可以得到

主缸不動(dòng)作故障的最小割集為{X1}，{X2}…{X11}，{X12}，從定性分析可看出，液壓系統(tǒng)是一個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)，底事件故障數(shù)目較多，可靠性相應(yīng)較低，因此主缸不動(dòng)作故障容易出現(xiàn)。

2.3 熱壓機(jī)故障樹的定量分析

定量分析主要有兩方面內(nèi)容：一是求出各底事件的結(jié)構(gòu)重要度；二是由底事件的失效概率，求出系統(tǒng)的失效概率。

（1）結(jié)構(gòu)重要度分析。液壓系統(tǒng)是一個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)，由與門結(jié)構(gòu)構(gòu)成。因此，可以得到所有割集的底事件的結(jié)構(gòu)重要度=21-12=1/211。

（2）頂事件的失效率和可靠度。底事件通過《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得到故障樹中12個(gè)底事件的發(fā)生失效率。在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中，該熱壓機(jī)連續(xù)工作時(shí)間為4000小時(shí)/年，大修時(shí)間為一年兩次；熱壓機(jī)的一個(gè)工作周期內(nèi)，有效工作時(shí)間為120小時(shí)。

該液壓系統(tǒng)為串聯(lián)系統(tǒng)，因此所建故障樹頂事件的失效率為：

頂事件的可靠度為

由定量計(jì)算可知，液壓系統(tǒng)的不可靠度為0.9394，液壓系統(tǒng)中由串聯(lián)的底事件組成，因此會(huì)提高造成液壓系統(tǒng)的不可靠性。為了提高系統(tǒng)的可靠性，在現(xiàn)場(chǎng)工作中，盡量采取以下措施：

（1）應(yīng)加強(qiáng)液壓油清潔度的控制和管理。從表1可以看出油液污染的故障率最高，同時(shí)油液不清潔也會(huì)加大其他底事件發(fā)生的概率。因此，應(yīng)經(jīng)常對(duì)過濾器進(jìn)行檢查和更換。

（2）減少超負(fù)荷的工作狀態(tài)。

（3）對(duì)表1中不可靠度高的部件，縮短檢查時(shí)間。

3 結(jié)論

（1）可靠性故障樹分析法是對(duì)液壓系統(tǒng)有效的分析方法。

（2）熱壓機(jī)以液壓系統(tǒng)為基礎(chǔ)，建立了液壓系統(tǒng)故障樹，對(duì)熱壓機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析，找出潛在故障，得到可靠度數(shù)據(jù)，對(duì)熱壓機(jī)的液壓系統(tǒng)的故障診斷研究具有一定的指導(dǎo)意義。

[1]李 威，梅立業(yè)．36/42MN雙動(dòng)油壓機(jī)液壓系統(tǒng)大修解決方案[J]．鍛壓裝備與鍛造技術(shù)，2011，46（3）.

[2]趙靜一，姚成玉．液壓系統(tǒng)可靠性工程[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[3]王 猛．Yx27-800單動(dòng)薄板沖壓液壓機(jī)液壓系統(tǒng)的改進(jìn)[J]．鍛壓裝備與制造技術(shù)，2011，46（6）.

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Reliability analysis ofhydraulic system for particleboard hot press

XIE Mingyang,WANG Jianan
（Shenyang Northern Heavy Industries Group Co.,Ltd.,Shenyang 110141,Liaoning China）

The hydraulic system of RCB3303 particleboard hot press has been introduced in the text.The mathematical model of the fault tree has been established to the hydraulic system.The reliable quantitative and qualitative analysis have been conducted to the faults of the hydraulic system.It provides reference for improving the reliability of the hydraulic system for hot press.

Hot press;Reliability analysis;Hydraulic system;Fault tree

TG315.4

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2016.01.016

1672-0121（2016）01-0060-03

2015－06－10

謝明陽（1983-），男，工程師，從事機(jī)械制造無損檢測(cè)工作。E-mail：38659333@qq.com