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。
教研室
邮
编：３００１６１
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万方数据
工程机械液压系统可靠性设计分析
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
郭研， 王海兰， 陶新良 郭研(长安大学)， 王海兰,陶新良(军事交通学院)
起重运输机械 HOISTING AND CONVEYING MACHINERY 2006(4) 1次
参考文献(2条)
1.鲁建平 液压系统广义可靠性设计[期刊论文]-机床与液压 2002(04) 2.张镇 军事装备系统可靠性设计分析[期刊论文]-后勤工程学院学报 2004(01)
引证文献(1条)
1.郭雄华.韩慧仙.曹显利 工程机械液压系统可靠性分析[期刊论文]-制造业自动化 2010(5)
本文链接：/Periodical_qzysjx200604017.aspx
具体措施。
关键词：液压系统；可靠性；工程机械
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｓｔ ｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ
ｍａｃｈｉｎｅｒｙ．Ｔｈｉｓ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｏｆ ｕｔｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｔｏ ｒｅｌｉａｂａｉｔｙ ｏｆ ｗｈｏｌｅ
（７）维修安全陛设计。在系统中存在危险因素 的部位均应有安全保护装置和措施，并在相应位置 设明显的警告标志。比如汽车起重机；
（８）维修工具标准化、通用化。这一点对于提 高维修工作效率也有很重要的意义。
４结束语
（１）在工程机械液压系统设计中，采用串联方
式结构简单，但可靠性差。采用并联设计方式，可
靠性好，但结构复杂，费用高。而对可靠性模型进
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。
Ｃ，＝１一Ⅱ１１一Ｃｅｉ］
ｉ＝１
《起重运输机械》
２００６（４）
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图２并联模型
随着并联子系统的增多，各子系统对提高系统 可靠性的贡献程度下降，所以一般只采用２个并联 或３个并联来提高可靠性。
目前，大部分工程机械采用串并联设计方式， 在重要的子系统采用具有相同功能的几部分，避免 一部分失效而使整个系统失效。
重运输机械，１９９７（１）
《起重运输机械》 ２００６【４）
作 者：程相文
地 址：河北省唐山市新华西道４６号河北理工大学机械
工程学院
邮
编：０６３００９
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万方数据
因此有效度亦可用下式表达
Ａ＝／羔１ 十 Ａ
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。
（１）多选用互换性好的标准化零部件； （２）系统拆装方便。各部件均应易于拆装，装 配配对处应易于识别； （３）进行可达性设计。易于出故障的部位附 近，应有足够的检测空间和维修空间；维修某一部 《起重运输机械》 ２００６（４）
件时，最好能不拆或少拆其他零部件； （４）提高系统故障的可检测性。设计时应进行
工程机械液压系统可靠性设计分析
长安大学 郭研军事交通学院王海兰陶新良
摘要：现代工程机械的主要工作装置大多采用液压控制技术实现，因此液压系统的可靠性往往对整机的
可靠性产生很大的影响。利用系统工程理论，分析了液压系统可靠性的几可靠性模型，为使系统具有高有效度，液压系统的可靠性设计和维修性设计应得以充分重视，并提出了
（２）人机工程设计。液压系统的失效有相当一 部分是人为差错造成的，而出现人为差错的主要原 因之一是系统设计不合理，因此进行人机工程设计 也是可靠性设计的重要内容之一。具体地说，就是 要根据人的生理、心理特点，合理设计液压系统的 信息显示器、控制器、作业空间及其他相关部位， 以保证所有的操作能迅速、准确地进行，尽可能减 小因人为差错而导致系统失效的概率。
—ｃｙｃｌｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｔｅｐ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ；ｒｅｌｉａｂｉｈｔｙ；ｃｏｎｓｌｘｕｅｆｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ
目前液压技术已在各类工程机械中广泛应用， 尤其出现了大量的全液压工程机械。因此液压系统 的可靠性往往对整机的可靠性产生很大的影响，要 求工程机械在特定的条件下长期存放和反复使用过 程中，不出故障或少出故障，处于正常的使用状 态，且能实现其预期效能。如何进一步提高工作装 置液压系统的可靠性水平是一个极具现实意义的课 题。
万方数据
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
行合理拟合，可以看出，串并联设计方式是提高工
程机械液压系统可靠性的最优方式。
（２）影响工程机械液压系统有效度的关键环节
是广义可靠性设计，欲使系统具有高有效度，可靠
性设计和维修性设计都应得到充分重视。盲目追求
系统的高可靠度是不可行、不经济的。
（３）运用可靠性设计方法，在研发和生产中对
工程机械系统各子系统和零部件的结构进行调整优
由于我们最关心的是产品长时间使用的有效 度，故最为常用的是稳态有效度，可用下式表达
“
ｉ瓦 ．
Ａ
２
式中 “——平均无故障工作时间 ￡。——平均修理时间
在很多情况下，产品的可靠度Ｒ（ｔ）和维修 度Ｍ（ｔ）服从指数分布，这时有以下２式成立
ｔｂ＝１／２
ｔｔ＝１／卢
式中Ａ——故障率 肚——修复率
阶振型反映机房水平及扭转振型。第４阶振型反映 ３张德文．大型装卸桥总体结构的有限元分析［Ｊ］．起重
（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
由于受技术水平和成本等因素限制，任何产品 的可靠度都不可能无止境地提高，液压系统自不例 外。要提高系统的有效度，切不可忽视维修性设 计。工程机械液压系统维修性设计的目的是在系统 设计过程中充分考虑维修的难易问题，设法使系统 发生故障后，便于查找、易于修复。具体而言，液 压系统维修性设计应涵盖以下几方面的内容：
（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
（３）安全设计。是指失电、过载、限压、限流 等等安全防范措施设计。
（４）抗干扰设计。是针对系统复杂的工作状态 和环境干扰而采取的防备措施设计。包括考虑负载 效应、环境防护等方面的外干扰，和考虑关联效 应、耦合效应影响的内干扰２个方面。尽量事先防 止它们的出现或影响，亦是抗干扰设计应包含的内 容。
３提高液压系统维修性设计方法
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。
（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。
ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｓｅｖｅｒａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ
ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｂｙ ｍｅａｌｑｓ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ ｉｔ ｃｏｍｅｓ ｔｏ ａ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｔｈａｔ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｐａｉｄ ｔｏ ｂｏｔｈ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｖｉｎｇ ｈｉｇｈ