可靠性对于液压系统来说重要程度.doc

随着装载机广泛应用于机械工程，用于散状物料的铲、挖、装、运、卸等作业，清理或平整场地，装载机也作为机械类职业技术学院的重要教学设备，成为学生培训、实操、实习与教学研究、实践的必备装置。目前，国产化装载机控制了国内90%以上的市场份额，国产化程度也是工程机械系列产品中最高的产品。但是据国家工程机械质检中心统计，国产装载机的可靠性很低。各系统发生故障次数的比例分别为：液压系统39.7％，动力系统14.8％，传动系统及其他3.8％～8.7％。显然，液压系统故障占第一位。ZL50型装载机在国产机中具有代表性，产生的液压系统的可靠性问题也是有共性的。因此，本文探讨国产的ZL50型装载机液压系统的可靠性问题，以促进液压系统工作安全性的改善和使用寿命的提高。 　　 　　1 国产装载机液压系统的可靠性问题 　 　　国产装载机工作装置液压系统属于多泵系统，由主泵2、转向泵17和辅助泵1组成2个液压回路（见表1）。系统由柴油发动机的动力通过变矩器上的分动齿轮带动3个油泵传动被动齿轮，再由油泵齿轮传动轴（3根）驱动3台液压泵供油。主泵专门向工作装置供油。铲斗转动滑阀3和动臂滑阀11采用串联供油系统，主泵通过滤油器来油先进入铲斗转动滑阀向铲斗液压缸9供油。只有当铲斗转动滑阀处于中位时，动臂滑阀才能和油路接通向动臂液压缸12供油。这样可防止因司机操作错误而造成转斗卸料时动臂自动降落等意外事故的发生。双作业安全阀10由过载阀和单向阀组成，其作用是：当铲斗液压缸封闭时，闭锁压力高的油打开过载阀卸油，另一侧油路上的单向阀打开向液压缸的低压腔补油，避免其内的油压过高；用来平衡动臂提升和下降时工作装置杆系的不协调现象。转向油泵向转向机构供油。司机操纵方向盘经转向器驱动一个液压阀13，液压阀控制转向油泵的油进入转向油缸15，通过转向传动装置带动铰接车架的车轮偏转一定角度。为了防止系统过载，转向油泵还设有安全阀16，主油泵设有安全阀4。 表1 国产ZL50型装载机液压系统操作数据编号 名称 状态数 成功状态概率1 油箱供油 2 0.9992 滤油器1 2 0.9973 主泵 2 0.9904 传动轴1 2 1.05 安全阀1 2 0.9947 油管1 2 0.9988 铲斗转动滑阀 2 0.9929 铲斗操纵杆 2 1.010 双作用安全阀 2 0.99311 铲斗液压缸1 2 0.99112 铲斗液压缸2 2 0.99113 滤油器3 2 0.99714 辅助油泵 2 0.99015 传动轴3 2 1.016 流量控制阀 4 控制通向16路P (16)=0.990控制通向17路P (17)=0.990控制通向18路P(18)＝0.99019 动臂滑阀 2 0.99220 动臂操纵杆 2 1.021 动臂液压缸1 2 0.99122 动臂液压缸2 2 0.99123 滤油器2 2 0.99724 传动轴2 2 1.025 转向油泵 2 0.99026 安全阀2 2 0.99428 油管2 2 0.99829 转向器 2 130 转向阀 2 0.99431 转向液压缸1 2 0.99132 转向液压缸2 2 0.991 注：本表根据文献（1-3）及柳州工程机械厂等厂家提供的ZL50型液压系统部件的部分可靠性数据　　2 国产装载机液压系统可靠性问题的分析 　　 　　采用修正算法计算系统的可靠度： 　　AS总（1）=AS35（1）?AS36（1）?AS37（1）=0.871； 　　PS总（2）= AS总（2）—AS总（1）=0.129。 　　进行结果分析，见表2。 表2 ZL50型装载机液压系统的可靠性分析系统状态值 系统状态 状态概率 部件状态分析1 液压系统正常工作 0.871 所有部件正常2 液压系统出现故障 0.129 任一部件出现故障 　 　　国产装载机液压系统的可靠性还是比较低，有必要改进设计。根据工程机械产品的许用可靠度范围值为0.90～0.99 [4]，并且考虑到国产装载机可靠性较低的现状，故取其许用可靠度下限，即取装载机整机系统可靠度为0.90，再经可靠度分配计算，把整机系统可靠度0.9分配给各大子系统而得到液压子系统的可靠度值；可靠度值0.87是应用框图法，只对液压系统进行可靠性分析，得到液压子系统可靠度定量计算公式，再把此液压系统各部件的实际可靠性数据代入公式，计算得到装载机液压子系统的实际可靠度值。 　　液压系统的可靠度为0.973 1时，才能保证整机系统的可靠度满足0.9的要求，而实际计算得到的液压系统的可靠度只有0.87，由串联系统可靠度计算公式可知，串联系统可靠性小于或至多等于各串联单元可靠性的最小值，所以该可靠度值无法满足工程机械产品的许用可靠度