悬臂式掘进机液压系统的可靠性探讨

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1、学兔兔www.xuetutu.com第5期(总第192期)机械工程与自动化No．52015年1O月MECHANICALENGINEERING&AUTOMATION0ct．文章编号：1672-6413(2015)05—0123—03悬臂式掘进机液压系统的可靠性探讨刘峰，刘混举(1．太原理工大学机械工程学院，山西太原030024；2．太原煤气化集团公司，山西太原030024)摘要：结合悬臂式掘进机的作业程序，对悬臂式掘进机液压系统的功能原理进行深入分析，根据液压系统的结构原理图建立系统的可靠性框图和可靠性数学模型，计算悬臂式掘进机液压系统的可靠度，并利用MATLAB对得到的数据进行仿真，找出

2、液压系统的薄弱环节及可靠性影响因素，为提高悬臂式掘进机液压系统的可靠性提供了依据。关键词：液压系统；掘进机；可靠性建模；MATLAB仿真中图分类号：TD421．5文献标识码：A0引言2建立悬臂式掘进机液压系统可靠性模型悬臂式掘进机是集机械、电气、液压及自动控制于悬臂式掘进机液压系统是一个复杂的液压系统，一体的矿井掘进设备，广泛应用于井下巷道、交通和水为了对其进行可靠性分析，可将复杂的系统分为几个下隧道掘进。由于悬臂式掘进机在潮湿、高温、多粉尘简单的串、并联形式的子系统进行分析研究。通过对等恶劣条件的井下工作，故障率高，特别是复杂的液压悬臂式掘进机液压系统的工作原理研究分析，可以把系统，其

3、出现故障的几率占整机故障的75左右。因整个液压系统分为4个子系统。分别为泵站子系统、此，对悬臂式掘进机液压系统进行可靠性探讨，有利于行走机构子系统、液压缸子系统和液压马达子系统。降低整机的故障率，提高其工作效率，从而为企业创造1良好的经济效益和社会效益。1悬臂式掘进机液压系统工作原理及功能分析O1．1悬臂式掘进机液压系统工作原理分析悬臂式掘进机虽然有多种型号，但液压系统的型式基本相同，图1为EBZ300型掘进机液压系统简图。液压系统的动力部分由2个变量泵组合提供液压动力，泵1具有恒功率、压力切断、负载敏感功能，泵2具有恒压力、负载敏感功能。根据悬臂式掘进机的作业过程，可将液压控制系统分为

4、两部分：①行走机构、截割机构、铲板机构及后支撑机构这4个执行机构不存在同时工作的情况，可以由一台泵(泵1)单独为其1一油箱；2，5一过滤器；3一油泵1；4，7一溢流阀；6一油泵2；8一精过滤器；提供压力油，为行走、截割及铲板回路；②装载马达、运9一冷却器；10，12，14--三位四通换向阀；11，15--液压马达；13--液压缸输机马达及水泵马达一般需同时工作，其可由单独一台图1悬臂式掘进机液压系统简图泵(泵2)提供压力油进行驱动，构成一个多负载回路。液压系统的可靠性模型是对系统进行可靠性分析1．2悬臂式掘进机液压系统功能分析探讨的基础。将悬臂式掘进机液压系统的结构图转化目前，大多数悬臂

5、式掘进机除了截割机构转动由成系统的可靠性框图，然后在可靠性框图基础上建立电机驱动外，其他功能都是由液压系统驱动实现的，液系统的可靠性数学模型，依据可靠性数学模型以及收压系统能够实现的功能包括：整机行走、截割机构的上集到的现场使用数据，计算出系统所涉及的可靠性特下左右移动、铲板升降、后支撑升降、履带涨紧、星轮马征量，为可靠性分析提供依据。达装载、一运马达运输、水泵马达喷雾等。可靠性逻辑框图由代表产品或功能的方框、逻辑收稿日期：2014—07—21；修订日期：2015—06—21作者简介：刘峰(1981一)，男，山西阳高人，工程师，在读工程硕士，主要研究方向：机电液一体化技术，可靠性工程。学

6、兔兔www.xuetutu.com·124-机械工程与自动化2015年第5期关系和连线、节点构成，以图形的形式显示系统及子系其中：t为第i个液压元件的工作时间；为液压元件统之间的逻辑关系。每个方框代表一个液压元件，根的失效率。若系统为个元件并联组成的，则系统的据悬臂式掘进机液压系统的功能关系可以组成串联、可靠度为：并联或者串并联混合的形式。分析悬臂式掘进机液压系统中各个液压元件的功能和它们相互之间的逻辑关R()一1一lJ(1一R(￡))一T系以及对整个液压系统的影响，建立的悬臂式掘进机"液压系统可靠性框图如图2所示。1一【J(1～exp(--2it))．(6)由图2可知该液压系统为串并联

7、混合模型，根据行走机构子系统墨些王墨H—L-1液压缸子系统各子系统的可靠性数学模型，得到悬臂式掘进机液压系统的总可靠度为：R,a一1一[1一RI(1一(1一RⅢ)(1一RⅣ))]·图2悬臂式掘进机液压系统可靠性框图(1一RⅡRv)．(7)2．1各液压子系统可靠性数学模型大量的使用统计数据表明，掘进机液压系统各组设悬臂式掘进机液压系统中第i个液压元件的可成液压元件的失效率不随时间t变化，可靠度R()靠度为R，失效率为，根据液压系统的可