失效率預(yù)計(jì)法在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

失效率預(yù)計(jì)法在產(chǎn)品研發(fā)中的應(yīng)用同長(zhǎng)虹1,2黃建龍1李菊生2李炳峰2（1.蘭州理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院，蘭州，7300502.蘭州城市學(xué)院機(jī)械檢測(cè)與故障診斷研究所，蘭州,730070）摘要：介紹了失效率預(yù)計(jì)法的應(yīng)用特點(diǎn)和方法步驟，并利用失效率預(yù)計(jì)法對(duì)直升飛機(jī)升降舵和方向舵控制系統(tǒng)進(jìn)行了具體應(yīng)用，結(jié)果表明，在重大產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)研發(fā)階段利用該方法對(duì)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)是非常有效的，而且該方法具有一定的通用性，既適用于評(píng)價(jià)電子產(chǎn)品，也適用于非電子產(chǎn)品。關(guān)鍵詞：失效率預(yù)計(jì)法；直升飛機(jī)；伺服系統(tǒng)；可靠性評(píng)價(jià)分類號(hào)：TH113.2:TH391.9文獻(xiàn)表示碼：ATheModelingandSimulatingonPositionControlSystemofaMachineTableTongChang-hong1,2HuangJian-long1HuangXiao-peng1(1.CollegeofMechanical-electricalEngineering,LanzhouUniversityoftechnology,Lanzhou,7300502.Instituteofmechanicaldetectionandfaultdiagnosis，LanzhouCityUniversity,Lanzhou，730070)Abstract:Thefeaturesandapplicationsandprocessofafailureratepredictionmethodwasrepresented.andthefailureratepredictionmethodwasusedtoaservocontrolsystemofanelevatorandrudderforvertiplane.Theresultindicatesthattheevaluationmethodisquiteeffectiveindetaildesignstageofanimportantandlargeproducts,andthemethodcanapplytoevaluatereliabilityofelectronicproductsandnon-electronicproducts.Keywords:failureratepredictionmethod;vertiplane;servosystem;reliabilityevaluation作者簡(jiǎn)介：同長(zhǎng)虹，男，1963，博士生，教授，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)與設(shè)備故障診斷方面的教學(xué)及研究工作。地址：蘭州市安寧區(qū)東路622號(hào)（培黎校區(qū)）郵編：730070E-mail：tch643@163.com基金項(xiàng)目：甘肅省教育廳基金資助項(xiàng)目(0611A-01)引言逮在產(chǎn)品藥設(shè)計(jì)輔研格發(fā)過(guò)程中，東如何保證產(chǎn)和品的征工作可靠性肺是新產(chǎn)品研丈發(fā)的關(guān)鍵，蠶同時(shí)也是問(wèn)撈題的關(guān)鍵。壤當(dāng)產(chǎn)品研制汁工作進(jìn)行到正詳細(xì)設(shè)計(jì)階據(jù)段時(shí)，一般沾都需要根據(jù)悠設(shè)計(jì)任務(wù)書卷進(jìn)行可靠性濃論證，驗(yàn)證赤產(chǎn)品的工作散可靠性是否巧達(dá)到了工作道要求，如果慣驗(yàn)證結(jié)果不牲能滿足規(guī)定窮要求時(shí)，必膽須進(jìn)行改進(jìn)替設(shè)計(jì)，循環(huán)幣往復(fù)，直到鼓滿足要求。紙傳統(tǒng)的做法墻是先設(shè)計(jì)試聲制，在進(jìn)行這多次反復(fù)的舞試驗(yàn)和改進(jìn)儀，直到滿足前設(shè)計(jì)要求。菜這種方法需權(quán)要大量的試折驗(yàn)成本，很辯不經(jīng)濟(jì)，因篇此，在絲產(chǎn)品研制愚過(guò)程中愛(ài)，研究一種霉不用實(shí)物模遞型試驗(yàn)就能言科學(xué)地預(yù)計(jì)協(xié)產(chǎn)品可靠性效的方法將是梨很有意義的嘩。浸對(duì)于大型重緒要設(shè)備，如翅飛機(jī)、太空掩飛行器以及神軍用設(shè)備這芳個(gè)過(guò)程狀更約是必不可少索的。輩在研發(fā)過(guò)程堵中進(jìn)行可靠鴉性預(yù)計(jì)，既綱有利于產(chǎn)品貨研發(fā)，可以勻根據(jù)預(yù)計(jì)結(jié)殿果找到產(chǎn)品折的薄弱環(huán)節(jié)死進(jìn)行改進(jìn)，肢同時(shí)節(jié)省了浸大量的試驗(yàn)緩?fù)度?。漸可靠性預(yù)計(jì)棗的方法很多芳，如性能參冰數(shù)法、數(shù)學(xué)墓模型法、相炊似預(yù)計(jì)法等寺，各種方法融各有脖特點(diǎn)，應(yīng)用理場(chǎng)合也不同綠，這里污主要介紹文失效率預(yù)計(jì)幣法，又稱為照故障率預(yù)計(jì)研法易。該方法堤簡(jiǎn)單實(shí)用釣，而且桌適用于蓬任何傘產(chǎn)品液的可靠性評(píng)洋價(jià)納。鵝失效率預(yù)計(jì)藍(lán)法的具體步杜驟萌失效率預(yù)計(jì)透法是在產(chǎn)品如進(jìn)行到詳細(xì)飄設(shè)計(jì)階段時(shí)養(yǎng)對(duì)產(chǎn)品可靠菊性進(jìn)行估算洗的一種有效淘方法。具體診步驟如下者[1]獲根據(jù)產(chǎn)品功租能畫出可靠斬性框圖。雞按可靠性框厭圖建立相應(yīng)塑的數(shù)學(xué)模型鳳。辨確定方寨框圖中各久元部件或設(shè)陜備的工作失炎效率。賀系統(tǒng)可靠性至預(yù)計(jì)（計(jì)算貍）。悠若可靠性不清能滿足要求袍時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品魯改進(jìn)設(shè)計(jì)。竿其框圖表示像如圖1所示由。叮圖1失效駁率預(yù)計(jì)法的邊流程圖應(yīng)用實(shí)例覽以直升飛機(jī)良升降舵和方雷向舵的操縱挖伺服搜控制系統(tǒng)為棟例，計(jì)算并塑評(píng)價(jià)其系統(tǒng)投的工作可靠燭性。如圖2梢為飛機(jī)工作練系統(tǒng)的原理絡(luò)圖。朋圖2直升例機(jī)升降舵和枝方向舵治的勢(shì)工作原理圖棗畫出該液壓霧系統(tǒng)的可靠嫂性框圖，如銷圖3所示。峰圖3可靠襪性框圖積由圖3可以輛看出，各元杯件組成串聯(lián)慰系統(tǒng)。其中肚，修伺服閥和作填動(dòng)筒看起來(lái)喘似乎是并聯(lián)澆結(jié)構(gòu)，但其咽功能不同，運(yùn)因此，仍勤應(yīng)碗作為串聯(lián)?；@型。取列出各元部雨件的故障率果，并計(jì)算出位系統(tǒng)總故障狂率。各元部米件的故障率戒為常數(shù)（由咳統(tǒng)計(jì)資料召[2]馳得到），見(jiàn)謀表1。信表1各元唯部件的故障乳率拒元部件名稱島數(shù)量丘故障率秋1/h忘總故障率摟1/h抗液壓油箱役截流閥械泵奴快卸接頭霉止回閥忠油濾器舌蓄壓器挺聯(lián)軸節(jié)付伺服閥銅作動(dòng)筒鄙導(dǎo)管與接頭城1茂2艘1更2次2母1躍1巴1邀2兩2販46禁50威15拳1875導(dǎo)120員30術(shù)70聞170廢205稠360劇270賓10意50西30結(jié)1875灑240鐵60皇70容170幼205冒720先540舅460銀總計(jì)抄4420探由于系統(tǒng)為巖串聯(lián)系統(tǒng)，棒且各元部件做的故障率經(jīng)猴統(tǒng)計(jì)糧表明蓋為常數(shù)，因撓此系統(tǒng)的總役故障率勒為羞計(jì)算該系統(tǒng)來(lái)工作時(shí)的可鏡靠度。如可靠度按直量屬分部計(jì)算己公式業(yè)當(dāng)時(shí)間旺=2h時(shí)，罵按照百軍民兩用型肺直升機(jī)的要康求，允許的曉可靠度為：留，顯然沒(méi)有嬸達(dá)到設(shè)計(jì)可餓靠性要求。梨進(jìn)行改進(jìn)設(shè)茄計(jì)。襯改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)嗓一般選取鍋對(duì)系統(tǒng)粥可靠性影響含最大的元部寸件，適采取的措施怪為：（1）賄設(shè)法提高元訂部件的可靠洪性仗；（2）碌采用冗余橫技術(shù)懼設(shè)計(jì)，即并別聯(lián)同樣的元繁部件。遷由表1的數(shù)鴉據(jù)可以看出禿，整個(gè)系統(tǒng)惱中懂最薄弱的環(huán)盆節(jié)是泵，其陜故障率所占謝比例最大，顛為1875意/h。但跨目前項(xiàng)泵本身的可蘇靠性善再杜提高仿很難遲。因此，在艇系統(tǒng)中對(duì)泵匆環(huán)節(jié)采用冗罪余設(shè)計(jì)，如將圖2虛線部怨分。統(tǒng)串聯(lián)部分工攝作2h的可廁靠度為：癥此時(shí)其并聯(lián)圾部分的故障季率如表2。蛾表純2敢各寬并聯(lián)部分概元部件的故隨障率蒜元部件名稱田數(shù)量懸故障率瓦1/h傳總故障率舍1/h貫泵妙快卸接頭濃導(dǎo)管與接頭搖1炕2杏7殃1875蛋120永10只1875愿240菌70痛總計(jì)媽2185占并聯(lián)部分工蜜作2h的可自靠度為：愛(ài)該今后整個(gè)前系統(tǒng)工作2易h的可靠度噸為：雪顯然，石改進(jìn)后可靠終度滿足齡設(shè)計(jì)妻要求。結(jié)論祝在大型或重濁要產(chǎn)品的詳次細(xì)設(shè)計(jì)階段坦，利用失效撇率預(yù)計(jì)法對(duì)屠于產(chǎn)品的可寶靠性進(jìn)行計(jì)眨算，并與設(shè)趙計(jì)要求的可莊靠性進(jìn)行比殼較，然后茄做形出可靠性結(jié)另論蹦，如果秘可靠性不足賴再棉進(jìn)行改進(jìn)設(shè)譽(yù)計(jì)炎，這是導(dǎo)一種非常有陡效的方法。翁該方法無(wú)論倘對(duì)于電子產(chǎn)嚼品還是非電晨子產(chǎn)品都騰是適受用的，在產(chǎn)藝品設(shè)計(jì)中徒值得攪推廣利用。參考文獻(xiàn)積[1]王世聽(tīng)萍勒,隱朱敏波編影著.電子機(jī)融械可靠性與偵維修性[M積].北京：儉清華大學(xué)出致版社.20想00.葡4,74-撇85柴[2]界盧廷孝等粘編著.可靠把性設(shè)計(jì)與分棚析[M].旺北京：國(guó)防亡工業(yè)出版社容.1995捉.9,7賣8陵-淘100片[3]高社艙生,張玲霞燦.可靠性理丈論與工程應(yīng)樂(lè)用[M].項(xiàng)北京：國(guó)防驗(yàn)工業(yè)出版社敞.頁(yè)2002遵,除87妄-100允[4]WA攏LLACE露R.BL貧ISCHK氣ED.N掠.PRAB騎HAKAR劉MURT行HY.Re浸liabi杰lity憐model獸ingp腳redic善t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