井下无轨辅助运输设备维护保养经验公式估算

温军刚

摘要： 井下无轨辅助运输车需要经常性维护、维修，科学预测维修周期，可以使在保证车辆正常使用的前提下费用最小。本文根据井下无轨胶轮车的使用维修数据建立了威布尔模型，通过模型计算了车型大修和使用寿命，与实际使用产生的数据相符合。此模型的建立为井下无轨辅助运输车辆的使用、维护、保养周期提供了重要依据。

关键词：无轨;运输保养;估算

1.威布尔模型及评价方法

对机械设备进行寿命可靠性分析，模型的参数精度是分析的关键，威布尔分布模型能很好地描述零部件的寿命问题。机械设备在使用寿命期内，故障发生率与使用年龄有关。故障率函数是随时问t变化的函数，设备处于不同的使用期，其故障率也不同。图1曲线反映设备全期的故障分布，包括早期故障期、偶发故障期和耗损故障期，因其整体形状像浴盆，称为浴盆曲线。

图1 浴盆曲线

参数威布尔分布是近年来在设备寿命可靠性分析中使用最广泛的模型之一，是一个具有代表性的寿命分布模型，能整体描述出整个浴盆曲线。

失效分布函数为：

（1）

这里面和代表形状参数和尺度参数，他们的数值大小决定了浴盆曲线的形状，开口大小，峰值等参数。

其中F（t）的计算可以采用近似中位秩公式：

（2）

式中i表示测量的次数，n 表示总测量次数。

故障密度函数：

（3）

可靠度函数：

（4）

故障率函數为：

（5）

根据上面公式，通过系列实验得出的井下无轨胶轮车的故障时间而解方程求得参数和，从而得到产品的故障概率分布。

2.数据分析与参数估算

表1中为神华集团神东煤炭分公司某批次井下无轨辅助运输车WC5E（A）的故障时间分布。

表1 某批次井下无轨辅助运输车的故障时间表

故障次数i 1 2 3 4 5 6 7 8 9

故障时间t（h） 569 620 755 880 922 1020 1240 1354 1388

故障原因 发动机 发动机 发动机 报警 发动机 发动机 车桥 油缸 发动机

上述数据根据公式（1）及（2），可以求得和，从而可以得到该批次无轨胶轮车的近似故障发生概率曲线。

由于数据较多，需采用最小二乘拟合的方法求得和。

公式（1）可变形为

（6）

令和为参数，进行线性拟合分别求出其数值。

通过线性拟合计算，得到：

图2 线性拟合结果

于是，根据公式（1），可以得出某批次井下无轨辅助运输车WC5E（A）的故障威布尔分布的失效分布函数：

故障率函数为：

读图可以得到当运行时间在10000小时的时候，发生故障的概率为50%以上，所以此批WC5E无轨胶轮车型使用寿命不得高于10000小时。预计该车的使用寿命在3-4年，与目前该车在工作地点实际使用的结果相符。

3.意义和结论

本文建立了某批次WC5E的可靠性威布尔模型，计算了WC5E车型的大修周期，使用寿命等参数，为此类车型的维修、维护和使用提供了参考和理论依据，威布尔分布可以有效地指导生产，防患于未然。

参考文献：

[1]袁晨伟.B757飞机发动机起动机故障研究和寿命可靠性分析，2009.

[2]于晓红等.基于新的威布尔分布参数估计法的设备寿命可靠性分析，2007.