因此有效度亦可用下式表达

Ａ＝／羔１

Ａ

十

由此可以看出，增大有效度的途径有二：降低

故障率或提高维修率，也就是要在提高产品的可靠

度和维修度两方面下功夫。

２提高液压系统可靠性设计方法

可靠性设计是基于对系统故障机制的深刻认

识，充分考虑到各种不可靠因素及各个薄弱环节，

并采取有效地预防失效措施，从而尽可能地消除可

能引发故障的潜在因素，以提高系统的固有可靠

度。它包含的内容非常丰富，方案设计、参数设

计、结构设计３个阶段都要以提高可靠性为目的的

实质性内容的设计。

２．１方案设计

方案设计是提高系统固有可靠性的关键阶段。

这是由于系统在满足功能要求的前提下，方案拟定

阶段最便于设计者充分发挥主观能动作用，使系统

组成最简单，其冗余、安全、抗干扰设计措施最完

善。这些都是保证系统可靠运行最敏感的决定性因

素。可从以下方面着手：

（１）设法用最少元器件、最简单的方法来实现

系统全部功能要求。

（２）应用先进设计理论。如应用应力一强度分

布干涉理论来设计一些零件的相关参数，可有效地

延缓疲劳失效的出现；应用油膜理论，使摩擦副中

形成较为理想的油膜，可很好地改善摩擦副的润滑

性能提高液压元件的可靠度。

（３）零件设计合理选材。如摩擦副采用高强韧

的耐磨材料，过滤器采用过滤性能好的材料，均有

利于相关元件可靠性的改善。

（４）多采用可靠性好的标准化液压元件。只有

高可靠度的元件，才能组成高可靠度的系统。

图１串联模型

（５）设法提高系统密封性能和自动净化介质的

能力。经研究发现，液压系统７０％左右的故障是

由于介质污染而引起的，因此高可靠度的系统必有

较高的抗污染能力，选用密封性能好的元件、辅

件，采用先进介质过滤技术，安装油水分离装置、

一５０一

排湿阀等，均为比较有效的措施。

（６）冗余设计。采用冗余设计，是为应付突发

故障，以延长系统工作寿命为目的的设计内容，对

于系统中薄弱环节和可靠度要求很高的环节，除考

虑增设冗余元器件或子系统的常规方法外，还可充

分发挥元件或回路本身的潜在功能，利用元件附属

功能储备或派生回路冗余储备的方法，保证系统在

１个或１个以上元器件失效时，仍能正常工作。

２．２参数设计

参数设计阶段的可靠性设计内容，主要有降额

设计、容差设计和热设计等。

降额设计就是有意识地降低某些元器件的使用

规范，令其在低于其额定工况的条件下工作，可有

效地降低其失效概率，从而使整个系统有更高的可

靠度。

容差设计是通过合理选择工作点等办法，使元

器件输出性能波动在允许范围之内，即通过控制影

响大的主要误差因素本身的波动来改善系统的工作

可靠性。

热设计。温升也是引起液压系统失效的重要原

因之一，在系统设计中，应采取控制系统温度的有

效措施，以防异常温升现象的出现，否则系统可靠

性难以达到较高水平。

２．３结构设计

系统的可靠性依赖于各子系统和各构成部分的

可靠性。因此，要根据工程机械系统的结构，基于

每个子系统和部件的可靠性，求出系统的可靠性系

数，液压系统是总系统可靠性系数之一。

（１）尽可能简化系统结构

设一个机械液压系统的可靠性框图（图１）是

由ｎ个子系统和部件组成的串联结构，第ｉ个子

系统和部件的可靠性记为ｃｅｉ，则系统的可靠性为

＿ｒ￥

Ｃ，＝【Ｊ（１一Ｃｅｉ）

ｉ＝１

串联系统的可靠性等于各子系统可靠性的乘

积，可见一个系统结构越简单，串联环节越少，其

可靠性必然越高。

设一个机械液压系统的可靠性框图（图２）是

由ｎ个子系统和部件组成的并联结构，第ｉ个子

系统和部件的可靠性记为ｃｅｉ，则系统的可靠性为

Ｃ，＝１一Ⅱ１１一Ｃｅｉ］

ｉ＝１

《起重运输机械》

２００６（４）

万方数据