王悅　李承承

摘 要：現(xiàn)代工程機械的主要工作裝置大多采用液壓控制技術(shù)實現(xiàn)，因此液壓系統(tǒng)的可靠性往往對整機的可靠性產(chǎn)生很大的影響。而液壓系統(tǒng)的可靠性具有模糊性，本文首先概述傳統(tǒng)可靠性的不足和FMECA方法及其不足，其次用模糊綜合評判方法對FMECA方法進行改進.形成模糊FMECA方法，并將模糊FMECA方法應(yīng)用于液壓系統(tǒng)可靠性分析。結(jié)果表明，模糊FMECA方法行之有效，可為提高系統(tǒng)的可靠性提供有價值的幫助。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)、FMECA、液壓軟管、模糊綜合評價

隨著科學技術(shù)的日新月異，產(chǎn)品的功能越來越先進，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，使用環(huán)境要求越來越嚴格，人們對液壓系統(tǒng)的可靠性要求也越來越高。大量實踐經(jīng)驗和理論分析表明現(xiàn)代工程機械的主要工作裝置大多采用液壓控制技術(shù)實現(xiàn)，改善液壓系統(tǒng)可靠性意味著大幅度降低液壓系統(tǒng)的使用和維修費用及有效地提高設(shè)備的效能。因此，要求相關(guān)行業(yè)的科技人員掌握可靠性分析、設(shè)計、試驗和管理等理論，并與液壓元件及產(chǎn)品的特點結(jié)合起來，這對提高液壓產(chǎn)品的可靠性水平，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 傳統(tǒng)可靠性分析的不足

傳統(tǒng)的安全系數(shù)法沒有與定量的可靠度相聯(lián)系，既沒有分析應(yīng)力與強度等參數(shù)的散布對安全系數(shù)的影響，使結(jié)構(gòu)的安全程度具有不確定性。以軸類零件為例，在界面發(fā)生變化或者復(fù)雜的載荷的作用下，零件可能存在多個危險點，每個危險點處的可靠度都將影響到整個零件的可靠度。

2 FMECAFA的方法和不足

FMECA是分析產(chǎn)品所有可能的故障模式及其可能產(chǎn)生的影響并按每個故障模式產(chǎn)生影響的嚴重程度及其發(fā)生概率予以分類的一種歸納分析方法是屬于單因素的分析方法。FMECA 由故障模式及影響分析（FMEA）、危害性分析（CA）兩部分組成。只有在進行FMEA 基礎(chǔ)上才能進行CA。FMECA是產(chǎn)品可靠性分析的一個重要的工作項目也是開展維修性分析、安全性分析、測試性分析和保障性分析的基礎(chǔ)。在產(chǎn)品壽命周期各階段采用FMECA的方法及目的略有不同。雖然各個階段FMECA的形式不同但根本目的均是從不同角度發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的各種缺陷與薄弱環(huán)節(jié)并采取有效的改進和補償措施以提高其可靠性水平。

3 模糊FMECA方法的好處

液壓軟管總成具有柔軟性好、承壓能力強、連接方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各類液壓設(shè)備中，其可靠性的好壞直接關(guān)系著液壓設(shè)備的可靠性。所以，從故障分析、增強層鋼絲角度制定、可靠性評估方法、可靠性試驗臺設(shè)計及可靠性試驗等不同方面逐次地對液壓軟管進行可靠性評估及可靠性試驗。首先，分析液壓軟管常見的和潛在的故障模式及故障機理，找出了其可靠性影響因素，并對鋼絲角度、安裝彎曲半徑等因素進行了分析、改進，利用了有限元分析軟件ANSYS對多層鋼絲液壓軟管鋼絲角度的組合形式對增強層應(yīng)力和應(yīng)變的影響進行分析，為液壓軟管鋼絲角度的制定提供了指導(dǎo)，指出了液壓軟管的選用方法及日常維護要點。其次，可靠性評估的基礎(chǔ)是可靠性數(shù)據(jù)，針對液壓軟管可靠性數(shù)據(jù)的不同，提出了基于試驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)場信息的兩種可靠性評估方法。前者是利用數(shù)理統(tǒng)計方法處理試驗數(shù)據(jù)，找出其失效分布形式然后進行可靠性評估；后者是利用模糊評估方法，對不同工作環(huán)境、不同使用工況等條件下的液壓軟管進行可靠性模糊評估。再次，為了獲取試驗數(shù)據(jù)進行可靠性評估，根據(jù)試驗技術(shù)要求，設(shè)計了可靠性試驗臺。利用電液伺服技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)設(shè)計了脈沖試驗臺，利用氣液泵等氣液元件和虛擬儀器技術(shù)設(shè)計了耐壓爆破試驗臺。最后，選擇一批聚四氟乙烯軟管總成在可靠性試驗臺上分別進行了脈沖試驗和耐壓爆破試驗，并用所提出的基于試驗數(shù)據(jù)的可靠性評估方法對試驗數(shù)據(jù)進行了可靠性評估，結(jié)果表明該批軟管符合設(shè)計要求，同時驗證了所提出的可靠性評估方法的可行性。

4 結(jié)束語

液壓系統(tǒng)由于其運行環(huán)境不穩(wěn)定，再加上系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，受后外來因素影響較多因而液壓系統(tǒng)故障發(fā)生概率的高低、嚴重程度的大小、檢測和維修程度的難以都是一些帶有模糊性的概念，應(yīng)用模糊數(shù)學理論可以將定性的評價指標定量化，從而使評價更加科學，合理、準確。模糊綜合評價的排序結(jié)果表明液壓挖掘機的各種綜合故障式中，由于管路系統(tǒng)壓力偏高導(dǎo)致軟管破裂的等級最高，是可靠性改進的重點。其次是轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向沉重和輪邊減速異常響聲。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，此評判結(jié)果與實際情況相符。通常通過理論分析和舉例說明，利用模糊綜合評價方法對FMECA進行改進，使得FMECA對液壓系統(tǒng)的可靠性分析更全面，其得出的結(jié)果更接近實際。

參考文獻

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作者簡介

王悅（1995-），女，漢族，鄭州大學機械工程學院機械工程專業(yè)，2014級學生。