¿Cuál es la confiabilidad de los sistemas hidráulicos convencionales?
El sistema hidráulico tiene las ventajas de alta potencia, tamaño pequeño, peso ligero, respuesta rápida, alta precisión y alta rigidez contra carga. Por lo tanto, se ha utilizado ampliamente en muchos campos importantes, como la industria metalúrgica, maquinaria de construcción, aeroespacial, construcción naval, etc. Los sistemas hidráulicos suelen ser el núcleo del control y la transmisión de potencia en varios equipos y sistemas, por lo que es necesario estudiar la confiabilidad del sistema hidráulico.
La investigación de confiabilidad convencional del sistema hidráulico es la siguiente:
1. Diseño de confiabilidad
El diseño de confiabilidad del sistema hidráulico es la parte más importante de la ingeniería de confiabilidad hidráulica. El concepto de "confiabilidad es por diseño" ha sido reconocido por la gente. Los principales métodos de diseño de confiabilidad de los sistemas hidráulicos incluyen diseño redundante, diseño de ahorro de energía, diseño resistente al medio ambiente y diseño simplificado.
(1) Diseño redundante
El diseño redundante utiliza múltiples sistemas, y cuando uno de ellos tiene un problema, se eliminará o aislará mediante el monitoreo de fallas.
El diseño redundante puede mejorar significativamente la confiabilidad del sistema, de modo que pueda continuar funcionando en caso de falla. Generalmente se usa en lugares que requieren que el sistema sea “absolutamente” confiable, como aeroespacial, plantas de energía nuclear, grandes centrales eléctricas terrestres, etc., para garantizar la fiabilidad de la misión del sistema.
La desventaja es que el costo de implementación es alto, el modelo de control del sistema es complicado y existe un cierto límite para la mejora de la confiabilidad del sistema. La introducción de unidades redundantes inevitablemente generará costos adicionales. Además aumentará los costos de fabricación, uso y mantenimiento.
(2) Diseño de ahorro de energía
El uso de nuevos componentes y nuevas tecnologías para lograr el ahorro de energía del sistema hidráulico puede reducir la potencia instalada y la tasa de fallas.
Si se utiliza un nuevo tipo de elemento de conversión de energía-transformador hidráulico, el transformador hidráulico puede ajustar el flujo y la presión de acuerdo con la carga sin pérdida. La aplicación del transformador hidráulico al sistema hidráulico no solo provoca una reducción significativa en la potencia instalada del sistema, sino que también abre una nueva forma de reducir el consumo de energía del sistema y simplificar la estructura del sistema hidráulico.
(3) Diseño resistente al medio ambiente
El sistema hidráulico que trabaja en entornos especiales como el fondo marino, submarino, contaminación, etc., debe estar diseñado para ser resistente al medio ambiente.
Por ejemplo, realice una investigación teórica y práctica sobre la plataforma servo electrohidráulica del sistema de suministro y almacenamiento de aceite submarino, diseñe un sistema servo electrohidráulico tipo plataforma que pueda ajustar de forma adaptativa la postura del casco. Y realizar un trabajo de investigación pionero de anticorrosión y sellado de los componentes y sistemas hidráulicos en el medio marino.
(4) Diseño simplificado
El diseño simplificado puede mejorar la confiabilidad básica del producto. El sistema hidráulico debe utilizar el diseño integrado de bombas, válvulas y tanques tanto como sea posible para reducir las conexiones de las tuberías. Utilice un diseño modular y unificado tanto como sea posible para reducir la cantidad de componentes del producto y sus conexiones mutuas.
En la medida de lo posible lograr la estandarización, serialización y generalización de piezas y componentes, y esforzarse por lograr múltiples funciones con menos piezas y componentes.
2. predicción de eliabilidad
Predecir la confiabilidad de un sistema es un parámetro importante para medir los pros y los contras de un sistema y si cumple con los requisitos de la tarea, y también es un medio importante de evaluación mutua entre sistemas.
La predicción de la fiabilidad del sistema hidráulico se puede predecir generalmente mediante el método del modelo matemático más el coeficiente de corrección.
3. Análisis de confiabilidad
(1) Análisis del árbol de fallas
La tecnología de análisis de árboles de fallas se utiliza ampliamente, especialmente en los campos de la industria nuclear, aeroespacial, maquinaria y electrónica, armas, barcos, industria química, etc. Desempeña un papel importante en la mejora de la seguridad y confiabilidad de los productos.
El análisis del árbol de fallas se aplica e investiga gradualmente en la confiabilidad, seguridad y análisis y diagnóstico de fallas de los sistemas hidráulicos. Por ejemplo, se propone la investigación sobre el sistema hidráulico de recorrido de la grúa, y se propone un método de análisis cualitativo del árbol de fallas utilizando la matriz de corte mínimo y el cálculo de importancia estructural. Se realiza el análisis del árbol de fallas del sistema hidráulico del cilindro principal de la prensa hidráulica, y se proponen las medidas de mejora del sistema hidráulico en base a los resultados del análisis.
(2) Método GO
El método GO es un método de análisis de confiabilidad orientado al éxito. El método GO utiliza el gráfico GO para simular el sistema, y el gráfico GO puede calcular directamente la probabilidad de éxito del sistema. Para sistemas con múltiples estados y tiempos, puede resolver los problemas de confiabilidad de sistemas complejos que son incapaces de utilizar métodos de árbol de fallas. Por ejemplo, el método GO se utiliza para realizar análisis cualitativos y cálculos cuantitativos de la confiabilidad del sistema hidráulico del cargador, y la confiabilidad del sistema hidráulico se evalúa cuantitativamente.
4. resumen
Con el desarrollo de sistemas hidráulicos en la dirección de rápidos, de alta potencia y alta precisión, los sistemas y equipos hidráulicos tienen cada vez más funciones, las estructuras y la información se vuelven cada vez más complejas, los indicadores de rendimiento son cada vez más altos, y la intensidad del trabajo es cada vez más pesada. La relación se está acercando.
Esta situación ha traído dos resultados. Por un lado, se ha mejorado la productividad y la calidad del producto; por otro lado, la probabilidad de falla también ha aumentado.
Una vez que el sistema hidráulico falla, causará grandes pérdidas. Por tanto, es de gran importancia estudiar la fiabilidad del sistema hidráulico.
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