雙缸液壓運動控制試驗系統的可靠性設計＊

閆洪霞，馬 超

（北京電子科技職業學院航空工程學院，北京 100176）

雙缸液壓運動控制實驗系統代表了業界較高性能的液壓運動控制系統，可以模擬多油缸組成的協調運動控制，既方便實驗人員快速掌握運動控制器的基本原理和豐富功能，又可以借助系統開放的算法和通信接口開發針對不同行業的高性能液壓運動控制解決方案[1-2]。本研究基于智能RMC70運動器的雙缸液壓運動控制試驗系統故障可靠度特征的計算，既保證了系統的雙向高精度同步，也提高了系統的可靠性[3-5]。

1 雙缸液壓運動控制試驗系統可靠性設計

1.1 雙缸液壓運動控制試驗系統簡介

雙缸液壓運動控制系統由工作導軌、液壓泵站、電控部分、智能RMC70運動控制裝置等部分組成，技術要求如下。

油泵流量：26 L/min。

系統電機功率：2.2 kW。

轉速：1 440 r/min。

電壓：380Ⅴ。

系統工作壓力：100 bar。

系統油缸規格：負載拉力為0.1 kN。

系統清潔度：NAS6級。

系統油液介質：46#抗磨液壓油。

1.2 雙缸液壓運動控制試驗系統原理

雙缸液壓運動控制試驗系統原理如圖1所示。

圖1 雙缸液壓運動控制試驗系統原理圖

2 可靠性模型建立

2.1 液壓設備可靠性主要數量特征之間關系

雙缸液壓運動控制系統可靠性主要數量特征之間關系如圖2所示。

圖2 雙缸液壓運動控制系統可靠性主要數量特征之間關系

其中，R（t）為可靠度，F（t）為失效概率，f（t）為失效概率密度，MTBF為平均故障間隔，λ（t）為失效率分布函數，MTTR為平均修理間隔時間t（i），A（t）為有效度。

式（1）中：n（t）為t時刻時故障樣本數；N為樣本總數。

2.2 雙缸液壓運動控制試驗系統故障可靠性數據

可靠性數據來源于XXX液壓件廠雙缸液壓運動控制試驗系統現場的試驗數據和部分廠家在實際生產過程中所記錄的數據，在嚴格遵守相關原則前提下，共獲得100條真實可靠的故障數據，部分故障數據如表1所示。

表1 雙缸液壓運動控制試驗系統故障數據表

2.3 雙缸液壓運動控制試驗系統故障可靠度計算

對故障數據進行預處理，結果如表2所示。

表2 經驗分析法數據計算表

雙缸液壓運動控制試驗系統分布模型擬合結果如表3所示。

表3 雙缸液壓運動控制試驗系統典型分布模型擬合

由表3可知：指數分布和威布爾分布均通過擬合檢驗，且優度R指＞R威，則證明指數分布模型對雙缸液壓運動控制試驗系統故障間隔時間的擬合更加精確，可靠性特征如下：

2.4 液壓系統模型

可靠性建模有3個假定的條件：液壓元件只具有正常與失效2種狀態、液壓元件的壽命特征服從指數分布、液壓元件的失效是相互獨立的。雙缸液壓運動控制系統各元件可靠性預計值如表4所示。雙缸液壓運動控制試驗系統可靠度曲線如圖3所示。

表4 雙缸液壓運動控制系統各元件可靠性預計值

圖3 雙缸液壓運動控制試驗系統可靠度曲線

3 小結

本文根據雙缸液壓運動控制試驗系統的特性，重點介紹了基于智能RMC70運動器的雙缸液壓運動控制試驗系統故障可靠度特征的計算。研究結果已經反饋給生產制造單位并得到了認可，對雙缸液壓運動控制試驗系統的可靠性水平的提高有重要意義。