刨花板热压机液压系统可靠性分析

谢明阳，王嘉男

（沈阳北方重工有限公司，辽宁 沈阳 110141）

刨花板热压机液压系统可靠性分析

谢明阳，王嘉男

（沈阳北方重工有限公司，辽宁 沈阳 110141）

介绍了RCB3303刨花板热压机液压系统原理，对液压系统建立了故障树数学模型，对系统故障进行了可靠性的定量和定性分析，为提高热压机液压系统的可靠性提供参考。

热压机；液压系统；可靠性分析；故障树

RCB3303刨花板热压机是刨花板生产流程中的主要设备之一。将喷过胶的刨花板坯，用装板机装入多层，同时加热加压，将板坯压制成刨花板。热压机由四大部分组成：热压机本体、液压系统、电控系统、加热系统。液压系统是热压机的重要组成部分，决定了热压机能否长期稳定工作。本文对热压机液压系统建立故障树，进行失效原因分析和可靠性指标计算，对热压机的安全性和可靠性研究具有一定指导意义。

1 热压机的工作过程

板坯进入热压机到位后，活动横梁快速下降，此时充液阀打开，油箱中的液压油和油泵同时向工作缸中充油；当上热板接近板坯时，关闭充液阀，由油泵继续进油；然后加压，达到要求的压力或限定的行程时，保压，系统电磁溢流阀卸荷；保压过程中，压力降低，由小泵补压，当补压到要求的压力停止，根据系统泄漏情况可以多次补压；高压保压时间到，分阶段泄压，每一阶梯保压一小段时间，在阶梯保压阶段不需补压；加压时间到，提升活动横梁，先小泵供油，消除活动部分自重，慢速回程；延时3～5秒后大泵供油，快速回程，到位后停止，完成一个热压周期。液压系统原理如图1所示。

图1 液压系统原理图

2 热压机的故障树分析

故障树分析法是一种对复杂的液压系统可靠性的综合分析方法，是一种有效的预测和分析手段。故障树分析法有两个重要方法：定性分析和定量分析。

2.1 构建热压机液压系统的故障树

故障树主要用于分析导致给定故障的某种或者组合影响因素。一个故障树的组成主要包括：逻辑门、常用事件。构建故障树，就是确定液压系统故障的顶事件，找出导致液压系统故障的影响事件，然后逐步分析一直到底事件。本文确定顶事件为热压机的液压系统中的主缸不工作，同时设定独立液压的系统接头和管道不存在泄露、各个事件的故障相互独立，建立故障树如图2所示。

图2 故障树

故障树符号代码如下：T为主缸不工作，H1为液压油路故障，H2为系统压力故障，H3为流量不足，X1为主油缸故障，X2为液压油污染，X3为换向阀故障，X4为溢流阀故障，X5为主泵导致压力不足，X6为液压油箱损坏，X7为换向阀故障，X8为单向阀故障，X9为过滤器故障，X10为主泵导致流量不足，X11充液阀故障，X12为单向节流阀故障。

2.2 热压机故障树的定性分析

定性分析是找出主缸不动作故障树全部最小割集，找出导致主缸不动作故障的多种可能性。定性分析有两种分析方法：下行法和上行法，本文对主缸不动作故障，采用上行法求解最小割集。分析过程如下：

表1 液压系统故障树底事件失效率

根据上面计算可以得到

主缸不动作故障的最小割集为{X1}，{X2}…{X11}，{X12}，从定性分析可看出，液压系统是一个串联系统，底事件故障数目较多，可靠性相应较低，因此主缸不动作故障容易出现。

2.3 热压机故障树的定量分析

定量分析主要有两方面内容：一是求出各底事件的结构重要度；二是由底事件的失效概率，求出系统的失效概率。

（1）结构重要度分析。液压系统是一个串联系统，由与门结构构成。因此，可以得到所有割集的底事件的结构重要度=21-12=1/211。

（2）顶事件的失效率和可靠度。底事件通过《机械设计手册》得到故障树中12个底事件的发生失效率。在现场生产中，该热压机连续工作时间为4000小时/年，大修时间为一年两次；热压机的一个工作周期内，有效工作时间为120小时。

该液压系统为串联系统，因此所建故障树顶事件的失效率为：

顶事件的可靠度为

由定量计算可知，液压系统的不可靠度为0.9394，液压系统中由串联的底事件组成，因此会提高造成液压系统的不可靠性。为了提高系统的可靠性，在现场工作中，尽量采取以下措施：

（1）应加强液压油清洁度的控制和管理。从表1可以看出油液污染的故障率最高，同时油液不清洁也会加大其他底事件发生的概率。因此，应经常对过滤器进行检查和更换。

（2）减少超负荷的工作状态。

（3）对表1中不可靠度高的部件，缩短检查时间。

3 结论

（1）可靠性故障树分析法是对液压系统有效的分析方法。

（2）热压机以液压系统为基础，建立了液压系统故障树，对热压机的液压系统进行可靠性分析，找出潜在故障，得到可靠度数据，对热压机的液压系统的故障诊断研究具有一定的指导意义。

[1]李 威，梅立业．36/42MN双动油压机液压系统大修解决方案[J]．锻压装备与锻造技术，2011，46（3）.

[2]赵静一，姚成玉．液压系统可靠性工程[M]．北京：机械工业出版社，2011.

[3]王 猛．Yx27-800单动薄板冲压液压机液压系统的改进[J]．锻压装备与制造技术，2011，46（6）.

[4]何景晖．3000kN板材充液成形液压机可靠性分析[J]．锻压装备与制造技术，2011，46（6）.

[5]韩小明，张 雷，张连洪.新型缸动式液压机整机有限元分析[J].锻压装备与制造技术，2007，42（1）.

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

谢明阳（1983-），男，工程师，从事机械制造无损检测工作。E-mail：38659333@qq.com