浅析沥青路面现场热再生机组的可靠性

2016-06-02葛超王鹏山东省路桥集团有限公司山东济南250012

中国科技纵横 2016年2期

葛超王鹏(山东省路桥集团有限公司,山东济南 250012)

浅析沥青路面现场热再生机组的可靠性

葛超王鹏
(山东省路桥集团有限公司,山东济南 250012)

【摘要】沥青路面现场热再生机组已广泛应用于路面养护工程中,如何提高该机组的可靠性在养护再生施工中,有着重大意义。本文通过选取现有机组,在实际工程应用中对再生机组进行现场观察,记录下每次出现故障的原因、故障零部件、故障时间及故障次数。同时,选用合适的分布模型,计算相关数据,进行可靠性计算,并提出相应的改进办法。

【关键词】可靠性模型选取算法

1 概述

沥青路面现场热再生机组是针对路面养护的一种机组，该机组可对原路面进行加热、耙松、添加新料、拌合、摊铺、到最后碾压一次性完成。对于如何提高整个机组的可靠性、稳定性，无论是施工工程参与者，还是设备厂家制造商都是一个至关重要的问题。整机性能优越、可靠性高，直接影响工程施工的质量、进度和成本。本文通过对山东路桥集团有限公司自主研发的再生机组在实际工程中的应用，进行机组可靠性分析。

2 可靠性分布模型选取及测试分析

机械设备在正常使用情况下，有一定的使用寿命，在它的使用寿命期内，常常会发生多次故障。一般通过维修、保养来保障它的正常运转。故障发生率与机械设备使用年龄有关，设备处于不同的工作阶段，其故障率是不同的。设备的整个寿命过程可分为三个阶段:第一阶段为早期故障期，也称初始故障期。由于设计、制造、保管、运输尚未全部熟练掌握其性等原因造成的故障，因此故障率较高。经过磨合、调试、运转，故障率逐渐降低慢慢转为第二阶段，称之为偶发故障期，此时的设备不易发生故障，主要故障原因为操作失误、维修保养不当所造成。最后一个阶段为损耗老化故障期，由于零部件磨损、腐蚀等原因造成，此阶段维修费用会高于前两个阶段，因此可考虑淘汰更新设备。这些故障的发生并不是偶然的，他们的分布规律呈正态分布或者Weibull分布，通过可靠性预测，可以事先估计出零部件疲劳损耗的开始时间，及时的予以修复或者更换，加强保养或更换达到使用寿命的零件，就可以使设备正常运行期延长，提高其使用寿命。

2.1 分布模型选取

实践证明大多数设备的故障率是时间的函数，典型故障曲线称之为浴盆曲线，曲线形状为两头高，中间低，具有明显的阶段性。在可靠性理论中，以选取Weibull分布作为主要分布模型。因为该分布模型可以很好的诠释典型故障曲线的每个阶段。在实际应用中，我们通常认为在产品在t=0时有故障，即初始阶段无故障。

在小样本情况下，利用计算机软件进行数值计算可以得到很好的效果，而大样本情况下，简单的计算则不会取得良好的测试效果。由于考虑到现场设备的复杂性，参数的相互独立不确定性，特采用双参数Weibull分布模型的贝叶斯估计算法，同时选用最小二乘法算出参数。

2.2 再生机组可靠性分析

首先，现场测试机组故障次数及时间，确定是否符合Weibull分布。通过现场记录得到的数据，可将观测值分为10组，其中将故障时间t的区间定义为[2.84；1099.48]。数据统计图1。

利用最小二乘法计算出相应参数的具体数值，并代入数值得到分布方程，最后计算出平均故障时间(MTBF)，平均修理时间(MTTR)及可靠度R(t)。根据测试数据及计算数据，可计算出相应参数，代入相应数值并得到最终的分布方程及分布密度函数方程，即: F(t)=1-exp(-(t/450.69)^0.78)

最后可计算出平均故障时间(MTBF)，平均修理时间(MTTR)及可靠度R(t):

3 机组可靠性改进措施

在现场施工当中，通过现场观测及记录，该再生机组的出线的故障及改进方法主要体现在以下三个方面:

(1)机械类零部件:机械类零部件的主要故障出现在机组运转的早期阶段，主要原因是设计人员在设计阶段没有做到更完善的分析，导致整体机组在长时间运转过程中，出现受力不均，轴承磨损过于严重，其余零部件出现断裂现象。经过现场工程人员合理改善，及时更换零部件并让设计人员重新改进结构。

(2)液压油缸:该问题主要体现在耐高温不足，由于现场热再生施工是对路面进行现场加热、耙松的过程，热再生机组会产生大量的热量，从而导致液压油缸密封圈老化严重，出现漏油现象。解决此问题的措施是及时更换新的液压油缸密封件，保证机组的正常运转，同时对液压油缸处进行隔热处理，将其挪至更易散热处。于此同时，对于出现故障的零部件要做数据统计，例如型号、规格、出现故

障时间等，以便于以后的维修保养并及时更换相应零部件。

(3)电气零部件:电气零部件主要问题也是容易出线高温老化现象，主要解决措施是详细记录每组线路的老化时间，及时更换新的线路系统。