双缸液压运动控制试验系统的可靠性设计＊

闫洪霞，马 超

（北京电子科技职业学院航空工程学院，北京 100176）

双缸液压运动控制实验系统代表了业界较高性能的液压运动控制系统，可以模拟多油缸组成的协调运动控制，既方便实验人员快速掌握运动控制器的基本原理和丰富功能，又可以借助系统开放的算法和通信接口开发针对不同行业的高性能液压运动控制解决方案[1-2]。本研究基于智能RMC70运动器的双缸液压运动控制试验系统故障可靠度特征的计算，既保证了系统的双向高精度同步，也提高了系统的可靠性[3-5]。

1 双缸液压运动控制试验系统可靠性设计

1.1 双缸液压运动控制试验系统简介

双缸液压运动控制系统由工作导轨、液压泵站、电控部分、智能RMC70运动控制装置等部分组成，技术要求如下。

油泵流量：26 L/min。

系统电机功率：2.2 kW。

转速：1 440 r/min。

电压：380Ⅴ。

系统工作压力：100 bar。

系统油缸规格：负载拉力为0.1 kN。

系统清洁度：NAS6级。

系统油液介质：46#抗磨液压油。

1.2 双缸液压运动控制试验系统原理

双缸液压运动控制试验系统原理如图1所示。

图1 双缸液压运动控制试验系统原理图

2 可靠性模型建立

2.1 液压设备可靠性主要数量特征之间关系

双缸液压运动控制系统可靠性主要数量特征之间关系如图2所示。

图2 双缸液压运动控制系统可靠性主要数量特征之间关系

其中，R（t）为可靠度，F（t）为失效概率，f（t）为失效概率密度，MTBF为平均故障间隔，λ（t）为失效率分布函数，MTTR为平均修理间隔时间t（i），A（t）为有效度。

式（1）中：n（t）为t时刻时故障样本数；N为样本总数。

2.2 双缸液压运动控制试验系统故障可靠性数据

可靠性数据来源于XXX液压件厂双缸液压运动控制试验系统现场的试验数据和部分厂家在实际生产过程中所记录的数据，在严格遵守相关原则前提下，共获得100条真实可靠的故障数据，部分故障数据如表1所示。

表1 双缸液压运动控制试验系统故障数据表

2.3 双缸液压运动控制试验系统故障可靠度计算

对故障数据进行预处理，结果如表2所示。

表2 经验分析法数据计算表

双缸液压运动控制试验系统分布模型拟合结果如表3所示。

表3 双缸液压运动控制试验系统典型分布模型拟合

由表3可知：指数分布和威布尔分布均通过拟合检验，且优度R指＞R威，则证明指数分布模型对双缸液压运动控制试验系统故障间隔时间的拟合更加精确，可靠性特征如下：

2.4 液压系统模型

可靠性建模有3个假定的条件：液压元件只具有正常与失效2种状态、液压元件的寿命特征服从指数分布、液压元件的失效是相互独立的。双缸液压运动控制系统各元件可靠性预计值如表4所示。双缸液压运动控制试验系统可靠度曲线如图3所示。

表4 双缸液压运动控制系统各元件可靠性预计值

图3 双缸液压运动控制试验系统可靠度曲线

3 小结

本文根据双缸液压运动控制试验系统的特性，重点介绍了基于智能RMC70运动器的双缸液压运动控制试验系统故障可靠度特征的计算。研究结果已经反馈给生产制造单位并得到了认可，对双缸液压运动控制试验系统的可靠性水平的提高有重要意义。