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1 液压可靠性设计概述1

1.1 可靠性设计与设计可靠性1

1.2 可靠性工作的基本内容2

1.3 可靠性的基本定义3

1.3.1 可靠性3

1.3.2 可靠度4

1.3.3 失效率4

1.3.4 失效密度函数与失效率和可靠度的关系5

1.3.5 失效曲线与失效类型6

1.3.6 可靠性寿命尺度7

1.3.7 维修度与有效度10

1.4 液压产品寿命周期的五个阶段12

1.5 液压传动系统工作原理、组成和特点12

1.5.1 液压传动系统的工作原理12

1.5.2 液压传动系统的组成13

1.5.3 液压传动系统的特点14

1.6 本书的主要内容15

2 液压元件工作原理17

2.1 液压泵17

2.2 液压马达17

2.3 液压缸18

2.4 液压控制阀18

2.4.1 方向控制阀19

2.4.2 压力控制阀22

2.4.3 流量控制阀23

2.4.4 电液比例阀24

2.4.5 先导式伺服阀25

3 液压基本回路与典型液压系统26

3.1 压力控制基本回路26

3.1.1 调压回路26

3.1.2 保压回路27

3.1.3 减压回路29

3.1.4 增压回路29

3.1.5 卸荷回路30

3.1.6 平衡回路31

3.1.7 泄压回路32

3.1.8 缓冲回路33

3.2 液压油源控制基本回路33

3.2.1 开式油源回路33

3.2.2 闭式油源回路34

3.2.3 补油泵回路34

3.2.4 节能液压源回路34

3.3 方向控制基本回路38

3.3.1 常用换向回路38

3.3.2 锁紧回路40

3.4 速度控制基本回路41

3.4.1 节流阀调速回路41

3.4.2 调速阀节流调速回路45

3.5 多缸动作回路46

3.5.1 顺序动作回路46

3.5.2 同步动作回路48

3.6 液压马达基本回路50

3.6.1 调速回路50

3.6.2 限速控制回路54

3.6.3 制动控制回路56

3.6.4 补油控制回路61

3.6.5 多马达回路63

3.6.6 单马达工作回路66

3.7 伺服比例控制基本回路69

3.7.1 电液比例压力控制回路69

3.7.2 电液比例速度控制回路71

3.8 典型液压系统84

3.8.1 YT4543液压滑台液压系统84

3.8.2 XS-ZY-250A型注塑机比例液压系统86

4 液压元件常见故障原因分析91

4.1 液压泵故障原因分析91

4.2 液压缸故障原因分析96

4.3 液压阀故障原因分析99

4.3.1 压力控制阀故障原因分析99

4.3.2 方向控制阀故障原因分析104

4.3.3 流量控制阀故障原因分析107

4.3.4 压力继电器故障原因分析108

5 液压系统常见故障及排除方法110

5.1 噪声和振动110

5.1.1 概述110

5.1.2 液压泵的噪声与控制113

5.1.3 排油管路和机械系统的振动116

5.1.4 液压系统噪声的衰减、阻尼和隔离117

5.2 液压冲击121

5.2.1 液流换向时产生的冲击121

5.2.2 节流缓冲装置失灵引起的液压冲击121

5.2.3 液压冲击的原因分析及其影响124

5.2.4 减小液压冲击的基本原则125

5.3 气穴与气蚀125

5.3.1 产生原因125

5.3.2 判断和排除方法126

5.4 爬行127

5.4.1 驱动刚性差引起的“爬行”127

5.4.2 液压元件内零件磨损、间隙大引起的“爬行”129

5.4.3 摩擦阻力变化引起的“爬行”129

5.5 液压卡紧131

5.6 温度过高133

5.6.1 液压系统温升过高的危害134

5.6.2 液压系统油温过高的原因分析及排除134

5.7 能源装置故障的诊断与排除138

5.7.1 无压力油输出138

5.7.2 初始启动不吸油138

5.7.3 能源液压回路设计不周导致温度过高139

5.7.4 双泵合流激发流体噪声140

5.7.5 油箱振动141

5.8 压力控制回路故障的诊断与排除142

5.8.1 概述142

5.8.2 系统调压与溢流不正常143

5.8.3 减压阀阀后压力不稳定147

5.8.4 顺序动作回路工作不正常149

5.9 方向控制回路故障的诊断与排除154

5.9.1 滑阀没完全回位154

5.9.2 控制油路无压力155

5.9.3 换向阀选用不当引起的故障156

5.9.4 换向阀换向滞后引起的故障157

5.10 速度控制回路故障的诊断与排除158

5.10.1 节流阀前后压差小致使速度不稳定159

5.10.2 调速阀前后压差过小160

6 液压系统的设计方法162

6.1 液压系统的设计步骤162

6.2 明确液压系统的设计要求162

6.3 分析液压系统工况编制负载图162

6.3.1 工作负载Fw163

6.3.2 导轨摩擦负载Ff163

6.3.3 惯性负载Fi164

6.3.4 重力负载Fg164

6.3.5 密封负载Fs164

6.3.6 背压负载Fb164

6.4 确定液压系统的主要参数165

6.5 拟定液压系统原理图166

6.5.1 确定执行元件的形式166

6.5.2 确定回路类型166

6.5.3 选择合适回路167

6.6 选取液压元件169

6.6.1 液压能源装置设计169

6.6.2 选取液压元件170

6.7 系统性能的验算174

6.7.1 系统压力损失验算174

6.7.2 系统总效率估算175

6.7.3 系统发热温升估算175

6.7.4 液压冲击验算177

7 液压系统可靠性178

7.1 系统可靠性概述178

7.1.1 系统与单元178

7.1.2 系统可靠性的数量指标179

7.1.3 可靠性逻辑框图181

7.2 不可修复系统分析182

7.2.1 串联系统182

7.2.2 并联系统184

7.2.3 混联系统186

7.2.4 n中取k的表决系统187

7.2.5 贮备系统190

7.2.6 单元的失效率依赖于系统工作单元数195

7.2.7 桥式系统196

7.3 可修复系统200

7.3.1 马尔可夫过程的基本概念201

7.3.2 一个单元的可修复系统203

7.3.3 可修复的串联系统206

7.3.4 可修复的并联系统210

7.3.5 k/n［G］系统，一个修理工的情况216

8 系统可靠性设计218

8.1 可靠性模型218

8.1.1 概述218

8.1.2 串联系统模型218

8.1.3 并联系统模型222

8.1.4 n中取k系统模型223

8.1.5 m×n并串联和n×m串并联系统224

8.1.6 待命冗余系统模型226

8.1.7 待命冗余系统概述227

8.1.8 双部件待命冗余系统230

8.1.9 简单模型一览表236

8.1.10 系统可靠度的一般算法238

8.2 可靠性分配与预测249

8.2.1 可靠性指标分配原则249

8.2.2 可靠性预测的目的与作用249

8.2.3 可靠性分配250

8.2.4 可靠性预测261

8.3 液压系统可靠度特征值的近似计算266

8.3.1 概述266

8.3.2 串联和并联系统的组合系统267

8.3.3 k/n:G系统，串联系统和并联系统268

8.3.4 指数函数的近似271

8.4 液压产品可靠性设计流程272

9 可靠性设计评审274

9.1 概述274

9.2 可靠性数据的收集275

9.2.1 可靠性数据的重要性275

9.2.2 可靠性数据的收集275

9.2.3 收集有关数据的注意事项276

9.2.4 同型号或相近型号277

9.2.5 数据分析及处理278

9.3 设计评审的具体要求278

9.4 设计评审组织及程序279

10 模糊可靠性设计282

10.1 模糊可靠性的基本概念282

10.2 模糊可靠性的主要指标284

10.2.1 模糊可靠度284

10.2.2 模糊故障率285

10.2.3 模糊平均寿命286

10.3 液压机械零件模糊可靠度计算287

10.3.1 模糊干涉概率的确定方法287

10.3.2 零件强度均为正态分布的模糊可靠性设计289

10.4 液压机械静强度的可靠性设计290

10.4.1 随机变量函数的均值和标准差的近似计算290

10.4.2 随机变量函数的变差因素291

10.4.3 设计参数数据的统计处理与计算292

10.4.4 液压机械静强度可靠性设计294

10.5 液压机械疲劳强度可靠性设计297

10.5.1 疲劳的基本概念297

10.5.2 疲劳极限图298

10.6 液压机械零件磨损可靠性设计301

10.6.1 磨损的基本概念301

10.6.2 给定工作寿命时液压零件耐磨性可靠度计算303

10.6.3 给定可靠度时液压零件耐磨寿命的计算304

10.7 液压机械腐蚀零件可靠性设计305

10.7.1 腐蚀的基本概念305

10.7.2 均匀腐蚀的计算306

10.8 液压机械结构稳健可靠性设计306

10.8.1 稳健可靠性设计的基本概念306

10.8.2 基于敏感度分析的稳健可靠性设计307

11 液压系统储存可靠性310

11.1 概述310

11.1.1 储存可靠性概念310

11.1.2 储存可靠性研究的目的及意义311

11.2 储存环境因素311

11.2.1 液压产品储存寿命的退化模型311

11.2.2 储存环境因子对储存寿命的加速方程312

11.2.3 储存环境温度和湿度的模糊性确定方法313

11.3 系统储存可靠性评定方法314

11.3.1 系统失效判据的模糊处理方法315

11.3.2 寿命分布中参数的估计317

11.3.3 混合分布系统寿命分布类型的推断323

11.3.4 基于模糊方法确定系统的储存可靠性325

12 液压可靠性设计准则329

12.1 概述329

12.1.1 可靠性设计准则的定义329

12.1.2 可靠性设计准则的作用329

12.2 总则331

12.3 液压元件333

12.4 液压系统336

12.5 电器组件与电路341

12.6 安装与调试349

12.7 使用与维修352

12.8 可靠性设计优化353

13 液压元件可靠性评估方法简述354

13.1 引言354

13.2 术语和定义354

13.3 失效判据355

13.4 可靠性特征量355

13.5 试验装置356

13.6 试验条件357

13.6.1 通用试验条件357

13.6.2 试验流量357

13.6.3 换向要求357

13.6.4 原始性能记录358

13.7 可靠性试验358

13.7.1 概述358

13.7.2 可靠性寿命目标358

13.7.3 可靠性测试流程358

13.7.4 可靠性验证流程359

13.8 性能检测360

13.9 试验报告361

13.9.1 可靠性测定试验报告361

13.9.2 可靠性验证试验报告361

13.10 附录362

13.10.1 附录A试验回路362

13.10.2 附录B可靠性试验记录试验样表362

13.10.3 附录C可靠性度量指标363

13.10.4 附录D安全性能指标364

13.10.5 附录E可靠性试验验证案例365

参考文献367