刨花板熱壓機液壓系統可靠性分析

謝明陽，王嘉男

（沈陽北方重工有限公司，遼寧 沈陽 110141）

刨花板熱壓機液壓系統可靠性分析

謝明陽，王嘉男

（沈陽北方重工有限公司，遼寧 沈陽 110141）

介紹了RCB3303刨花板熱壓機液壓系統原理，對液壓系統建立了故障樹數學模型，對系統故障進行了可靠性的定量和定性分析，為提高熱壓機液壓系統的可靠性提供參考。

熱壓機；液壓系統；可靠性分析；故障樹

RCB3303刨花板熱壓機是刨花板生產流程中的主要設備之一。將噴過膠的刨花板坯，用裝板機裝入多層，同時加熱加壓，將板坯壓制成刨花板。熱壓機由四大部分組成：熱壓機本體、液壓系統、電控系統、加熱系統。液壓系統是熱壓機的重要組成部分，決定了熱壓機能否長期穩定工作。本文對熱壓機液壓系統建立故障樹，進行失效原因分析和可靠性指標計算，對熱壓機的安全性和可靠性研究具有一定指導意義。

1 熱壓機的工作過程

板坯進入熱壓機到位后，活動橫梁快速下降，此時充液閥打開，油箱中的液壓油和油泵同時向工作缸中充油；當上熱板接近板坯時，關閉充液閥，由油泵繼續進油；然后加壓，達到要求的壓力或限定的行程時，保壓，系統電磁溢流閥卸荷；保壓過程中，壓力降低，由小泵補壓，當補壓到要求的壓力停止，根據系統泄漏情況可以多次補壓；高壓保壓時間到，分階段泄壓，每一階梯保壓一小段時間，在階梯保壓階段不需補壓；加壓時間到，提升活動橫梁，先小泵供油，消除活動部分自重，慢速回程；延時3～5秒后大泵供油，快速回程，到位后停止，完成一個熱壓周期。液壓系統原理如圖1所示。

圖1 液壓系統原理圖

2 熱壓機的故障樹分析

故障樹分析法是一種對復雜的液壓系統可靠性的綜合分析方法，是一種有效的預測和分析手段。故障樹分析法有兩個重要方法：定性分析和定量分析。

2.1 構建熱壓機液壓系統的故障樹

故障樹主要用于分析導致給定故障的某種或者組合影響因素。一個故障樹的組成主要包括：邏輯門、常用事件。構建故障樹，就是確定液壓系統故障的頂事件，找出導致液壓系統故障的影響事件，然后逐步分析一直到底事件。本文確定頂事件為熱壓機的液壓系統中的主缸不工作，同時設定獨立液壓的系統接頭和管道不存在泄露、各個事件的故障相互獨立，建立故障樹如圖2所示。

圖2 故障樹

故障樹符號代碼如下：T為主缸不工作，H1為液壓油路故障，H2為系統壓力故障，H3為流量不足，X1為主油缸故障，X2為液壓油污染，X3為換向閥故障，X4為溢流閥故障，X5為主泵導致壓力不足，X6為液壓油箱損壞，X7為換向閥故障，X8為單向閥故障，X9為過濾器故障，X10為主泵導致流量不足，X11充液閥故障，X12為單向節流閥故障。

2.2 熱壓機故障樹的定性分析

定性分析是找出主缸不動作故障樹全部最小割集，找出導致主缸不動作故障的多種可能性。定性分析有兩種分析方法：下行法和上行法，本文對主缸不動作故障，采用上行法求解最小割集。分析過程如下：

表1 液壓系統故障樹底事件失效率

根據上面計算可以得到

主缸不動作故障的最小割集為{X1}，{X2}…{X11}，{X12}，從定性分析可看出，液壓系統是一個串聯系統，底事件故障數目較多，可靠性相應較低，因此主缸不動作故障容易出現。

2.3 熱壓機故障樹的定量分析

定量分析主要有兩方面內容：一是求出各底事件的結構重要度；二是由底事件的失效概率，求出系統的失效概率。

（1）結構重要度分析。液壓系統是一個串聯系統，由與門結構構成。因此，可以得到所有割集的底事件的結構重要度=21-12=1/211。

（2）頂事件的失效率和可靠度。底事件通過《機械設計手冊》得到故障樹中12個底事件的發生失效率。在現場生產中，該熱壓機連續工作時間為4000小時/年，大修時間為一年兩次；熱壓機的一個工作周期內，有效工作時間為120小時。

該液壓系統為串聯系統，因此所建故障樹頂事件的失效率為：

頂事件的可靠度為

由定量計算可知，液壓系統的不可靠度為0.9394，液壓系統中由串聯的底事件組成，因此會提高造成液壓系統的不可靠性。為了提高系統的可靠性，在現場工作中，盡量采取以下措施：

（1）應加強液壓油清潔度的控制和管理。從表1可以看出油液污染的故障率最高，同時油液不清潔也會加大其他底事件發生的概率。因此，應經常對過濾器進行檢查和更換。

（2）減少超負荷的工作狀態。

（3）對表1中不可靠度高的部件，縮短檢查時間。

3 結論

（1）可靠性故障樹分析法是對液壓系統有效的分析方法。

（2）熱壓機以液壓系統為基礎，建立了液壓系統故障樹，對熱壓機的液壓系統進行可靠性分析，找出潛在故障，得到可靠度數據，對熱壓機的液壓系統的故障診斷研究具有一定的指導意義。

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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

謝明陽（1983-），男，工程師，從事機械制造無損檢測工作。E-mail：38659333@qq.com