1、1起重机械制动器可靠性研究摘要：在这篇文章当中，笔者主要是对在制动器这样重要的元件当中所能够应用的可靠性机械理论进行了相应的探索，并在此基础上对制动器本身所具有的质量评价进行了相应的方法支援。作者在对当前用于起重机械方面的块式制动器的适用范围以及方法上进行详细调查的基础之上的时候，还分析了可能出现的应用故障情况。此外，文中详细分析，提出了提高制动器的可靠度的主要攻坚目标：首先是对摩擦材料以及推动器本身的质量进行充分提高，其次就是对制动器本身的工作条件进行改善。 关键词：起重机械 制动器 可靠性 对于起重机械来说，制动器身兼安全以及工作的两个重要任务，是整个起重机械当中最重要的部分。从上个世纪中
2、期一直到现在，研究人员一直在孜孜不倦研究这个重要组成部分的可靠性情况。在本文当中，我们就将如何通过理论来对制动器的本身质量以及安全性能进行探讨，在本文当中，作者给出了相应的制动器性能指标，为相应的预防以及维修行为提供了详细的依据。但是我们必须指出的就是，制动性本身的可靠性设计和制动器可靠性的分析并不是一个概念，他们是互为补充的；前者相对于后者来说更加复杂，但是后者则是前者的理论依据。 1、 制动器本身故障探讨 制动器是有许多部分在一起所组成的部件。任何一个部件如果发生2失灵的情况，都会直接导致整个制动器出现相应的故障并把这种故障保持成为一个持续的状态。根据调查显示，制动器本身的故障形式主要包括
3、以下的这几种状态：摩擦材料本身带来的磨损以及推动器所拥有的故障状态。除此之外，还有一些其他的故障方式，比如说销轴的磨损，弹簧发生断裂以及由于金属疲劳所带来的塑性变化，拉杆出现断裂，整个制动臂出现裂变甚至是变形，柳钉因为很多不可抗力被剪断等等。在一定程度的限制之内，这些零部件本身出现的问题并不会使得整个制动器出现问题，经过相应的调整以及维修之后，这些制动器又可以接着完成相应的功能。所以我们可以得出这样的一个结论，即制动器是一个可以修复的串联系统。 2、 可靠性指标 2.1 可靠性指标的定义 因为就制动器本身而言，其摩擦材料以及推动器一类的部件都是可以进行更换的，因此我们可以称之为可更换系统，从某
4、一个更广泛的角度上来说，从维修的效能角度来对制动器本身的质量进行描述其实是更加恰当的。作者认为，相对于制动器本身来说，可以通过以下的一些指标来进行描述：首先是平均故障的间隔时间 tMBTF，其次是可靠度 R（t） ，有效度 B（t）以及失效率 （t）这几个数据。上面的这些数据进行组合之后就可以来对整个制动器的产品进行评价。 2.2 对故障概率蕴含的规律的确定 制动器本身并不是一个单一的系统，它是由许多部件构成的复杂组合，因此相对来说它所发生的故障发生时间属于一个随机的变量，在一3定的时间区间之内都有发生的可能，并且这种发生是属于相对对立事件，互相之间处于一种独立的状态之中。在整个制动器的故障当
5、中，磨损耗费的比例占据了绝大部分。根据前人的资料我们可以知道，这样的系统之下一般来说故障概率 F（t）一般来说是需要服从于威布尔分布或者是指数分布构成的。 2.2.1 使用对数概率纸以及威布尔分布纸来检验故障概率 F（t）的分布 使用对数概率纸以及威布尔分布纸可以非常直观的检验出故障概率F（t）是否能够在真正的意义上服从于威布尔分布或者是指数分布构成。首先是使用对数概率纸进行检验。作为相同型号的制动器来说，质量相差的差值应该是处于一条水平线上的。因此我们在进行观察的时候可以把这个故障相互间隔的时间所得出的样板数值进行整体化的检验步骤。这其中我们所要进行的具体步骤就是，首先将制动器的间隔时间的样
6、本观察数值按照从小到大的顺序进行相应的排列，用这些求出的结果的中间值座位雷击的分布函数 F 的估计数值，根据函数之上的坐标（x，F）进行相应的描点作业，并且把这些点紧自己的可能给直连起来。但是这其中要注意的问题就是，F 的方差偏值不能超出 50%左右这个区间，并且拟合直线和每一个点之间的偏差控制一定要尽可能地消除到合理的界限之内。如果每一个点都能保证在合理范围也就是拟合直线的附近，则我们就可以在最大限度的范围之内认为 F（t）服从于威布尔分布或者是指数分布构成的。但是假设出现了相反的情况，我们就可以确定4F（t）并不服从于威布尔分布或者是指数分布构成。 第二个方法，我们可以直接使用威布尔概率纸
7、进行相应的检验。根据函数之上的坐标（x，F）在威布尔概率纸进行相应的描点作业，按照上面的方法，如果可以把每一个点都设置在同一条拟合直线上的时候，则我们可以确定的就是 F（t）服从于威布尔分布；假设说所有的点都处于一条拟合曲线桑，那么我们要做的就是把这条曲线按照原有的轨迹进行延长，并和横轴进行相交的活动，交点本身的横坐标取值我们就可以参考相应的参数 t 的数值。当然以上都建立在一个前提之下，即 F（t）服从于威布尔分布。取到交点坐标之后我们下面要做的就是取得 t 附近的数值，并且按照（X-tF）进行坐标点的重新描绘。在这样的情况之下，如果他们出现在了一条拟合直线上的时候，则我们就可以在最大限度的
8、范围之内认为 F（t）服从于威布尔分布的，t 就可以被认为是位置的参数数值。但是假设出现了相反的情况，我们就可以确定 F（t）并不服从于威布尔分布。 2.2.2 形状参数 的确定方法以及失效率 的范围估计 在概率纸上，我们可以把拟合直线进行相应的平移行动，也就是说从原来的直线 a 平移成直线 a，并使得这条直线在平移活动中通过坐标点 C（1，0）的时候，这条直线合纵坐标轴相交的一点 D 纵坐标的数值就是 的取值。 失效率 的数值估计 如果根据统计之后确定 F（t）能够服从相应的指数分布状态，则我们就可以确定以下的推论，即失效率 是属于一个常数，换一个角度就5是，失效率 的倒数就是整个系统当中平
9、均没有故障的工作时间。也就是说，失效率 的计算方式我们可以推断出以下的数值： 在这个算式当中，r 是代表着故障的次数；T 则代表着整个被测试件的总工作时间，计算时间段为最后一次故障一直到实验结束之前的所有时间。 除了以上的方法，我们还可以使用另一种方法，也就是柯尔莫哥洛夫检验法对得到的 F（t）具体分布进行相应的精确具体检验，但是这种方法属于纯数学上的计算方法，和本论文无关，因此在这里我们并不加以描述。 3、 可靠性计算方法 3.1 可靠程度 R（t）的计算方法 在这里，可靠程度 R（t）表示被测试的制动器无故障工作时间到 t时间的概率。公式为 或者可以进一步简化为 如果想要对整个制动机的可靠
10、性进行相应的研究的话，就要首先明确这样一个概念，只要有零件进行受力作用，就认为整台制动机完全处于工作状态基于这样的视角，我们可以确定的是，t 的选取条件就是对于刚开始进行使用的制动器，t 从整台制动器的启动时刻开始算起；对于出现了故障问题的制动器来说，t 的计算时间应该是从故障被排除之后重新启动的时刻开始算起。考虑到当前的制动器其主要的故障模式是衬料本身的消耗磨损以及推动器本身的故障，但是衬料本身的消耗磨损只有在整台制动器制动的过程当中才有可能发生，而推动其的主要用武之地就6是在松闸的时刻发生，因此整个故障的间隔时间所抽取的样本的观察数值必须要建立在相同的时间条件下或者是相同数量级的城中级别才有对比统计的价值。 3.2 平均故障间隔时间 tMBTF 平均故障间隔时间 tMBTF 的主要应用是能够合理的安排制动器的修整以及工作时间，进行制动器检修周期的重要依靠指标，也是对制动器的整体质量进行评价的重要指标之一。 3.3 失效率 （t） 失效率 主要表示的是制动器本身在单位时间之内发生相应故障的概率，和平均故障间隔时间 tMBTF 一样，也是对制动器的整体质量进行评价的重要指标之一。对于针对 F（t）的指数分布来说，失效率（t）就是一个常数，理由上文已经进行了阐述。其计算公式为失效率=r/T。如果 F（t）遵守的是威布尔分布的话，我们则可以得出以下的公式结论：
