井下無軌輔助運輸設備維護保養(yǎng)經驗公式估算

溫軍剛

摘要： 井下無軌輔助運輸車需要經常性維護、維修，科學預測維修周期，可以使在保證車輛正常使用的前提下費用最小。本文根據井下無軌膠輪車的使用維修數據建立了威布爾模型，通過模型計算了車型大修和使用壽命，與實際使用產生的數據相符合。此模型的建立為井下無軌輔助運輸車輛的使用、維護、保養(yǎng)周期提供了重要依據。

關鍵詞：無軌;運輸保養(yǎng);估算

1.威布爾模型及評價方法

對機械設備進行壽命可靠性分析，模型的參數精度是分析的關鍵，威布爾分布模型能很好地描述零部件的壽命問題。機械設備在使用壽命期內，故障發(fā)生率與使用年齡有關。故障率函數是隨時問t變化的函數，設備處于不同的使用期，其故障率也不同。圖1曲線反映設備全期的故障分布，包括早期故障期、偶發(fā)故障期和耗損故障期，因其整體形狀像浴盆，稱為浴盆曲線。

圖1 浴盆曲線

參數威布爾分布是近年來在設備壽命可靠性分析中使用最廣泛的模型之一，是一個具有代表性的壽命分布模型，能整體描述出整個浴盆曲線。

失效分布函數為：

（1）

這里面和代表形狀參數和尺度參數，他們的數值大小決定了浴盆曲線的形狀，開口大小，峰值等參數。

其中F（t）的計算可以采用近似中位秩公式：

（2）

式中i表示測量的次數，n 表示總測量次數。

故障密度函數：

（3）

可靠度函數：

（4）

故障率函數為：

（5）

根據上面公式，通過系列實驗得出的井下無軌膠輪車的故障時間而解方程求得參數和，從而得到產品的故障概率分布。

2.數據分析與參數估算

表1中為神華集團神東煤炭分公司某批次井下無軌輔助運輸車WC5E（A）的故障時間分布。

表1 某批次井下無軌輔助運輸車的故障時間表

故障次數i 1 2 3 4 5 6 7 8 9

故障時間t（h） 569 620 755 880 922 1020 1240 1354 1388

故障原因 發(fā)動機 發(fā)動機 發(fā)動機 報警 發(fā)動機 發(fā)動機 車橋 油缸 發(fā)動機

上述數據根據公式（1）及（2），可以求得和，從而可以得到該批次無軌膠輪車的近似故障發(fā)生概率曲線。

由于數據較多，需采用最小二乘擬合的方法求得和。

公式（1）可變形為

（6）

令和為參數，進行線性擬合分別求出其數值。

通過線性擬合計算，得到：

圖2 線性擬合結果

于是，根據公式（1），可以得出某批次井下無軌輔助運輸車WC5E（A）的故障威布爾分布的失效分布函數：

故障率函數為：

讀圖可以得到當運行時間在10000小時的時候，發(fā)生故障的概率為50%以上，所以此批WC5E無軌膠輪車型使用壽命不得高于10000小時。預計該車的使用壽命在3-4年，與目前該車在工作地點實際使用的結果相符。

3.意義和結論

本文建立了某批次WC5E的可靠性威布爾模型，計算了WC5E車型的大修周期，使用壽命等參數，為此類車型的維修、維護和使用提供了參考和理論依據，威布爾分布可以有效地指導生產，防患于未然。

參考文獻：

[1]袁晨偉.B757飛機發(fā)動機起動機故障研究和壽命可靠性分析，2009.

[2]于曉紅等.基于新的威布爾分布參數估計法的設備壽命可靠性分析，2007.