葛超 王鵬(山東省路橋集團有限公司,山東濟南 250012)

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淺析瀝青路面現(xiàn)場熱再生機組的可靠性

葛超 王鵬
(山東省路橋集團有限公司,山東濟南 250012)

【摘 要】瀝青路面現(xiàn)場熱再生機組已廣泛應(yīng)用于路面養(yǎng)護工程中,如何提高該機組的可靠性在養(yǎng)護再生施工中,有著重大意義。本文通過選取現(xiàn)有機組,在實際工程應(yīng)用中對再生機組進行現(xiàn)場觀察,記錄下每次出現(xiàn)故障的原因、故障零部件、故障時間及故障次數(shù)。同時,選用合適的分布模型,計算相關(guān)數(shù)據(jù),進行可靠性計算,并提出相應(yīng)的改進辦法。

【關(guān)鍵詞】可靠性 模型選取 算法

1 概述

瀝青路面現(xiàn)場熱再生機組是針對路面養(yǎng)護的一種機組，該機組可對原路面進行加熱、耙松、添加新料、拌合、攤鋪、到最后碾壓一次性完成。對于如何提高整個機組的可靠性、穩(wěn)定性，無論是施工工程參與者，還是設(shè)備廠家制造商都是一個至關(guān)重要的問題。整機性能優(yōu)越、可靠性高，直接影響工程施工的質(zhì)量、進度和成本。本文通過對山東路橋集團有限公司自主研發(fā)的再生機組在實際工程中的應(yīng)用，進行機組可靠性分析。

2 可靠性分布模型選取及測試分析

機械設(shè)備在正常使用情況下，有一定的使用壽命，在它的使用壽命期內(nèi)，常常會發(fā)生多次故障。一般通過維修、保養(yǎng)來保障它的正常運轉(zhuǎn)。故障發(fā)生率與機械設(shè)備使用年齡有關(guān)，設(shè)備處于不同的工作階段，其故障率是不同的。設(shè)備的整個壽命過程可分為三個階段:第一階段為早期故障期，也稱初始故障期。由于設(shè)計、制造、保管、運輸尚未全部熟練掌握其性等原因造成的故障，因此故障率較高。經(jīng)過磨合、調(diào)試、運轉(zhuǎn)，故障率逐漸降低慢慢轉(zhuǎn)為第二階段，稱之為偶發(fā)故障期，此時的設(shè)備不易發(fā)生故障，主要故障原因為操作失誤、維修保養(yǎng)不當所造成。最后一個階段為損耗老化故障期，由于零部件磨損、腐蝕等原因造成，此階段維修費用會高于前兩個階段，因此可考慮淘汰更新設(shè)備。這些故障的發(fā)生并不是偶然的，他們的分布規(guī)律呈正態(tài)分布或者Weibull分布，通過可靠性預(yù)測，可以事先估計出零部件疲勞損耗的開始時間，及時的予以修復(fù)或者更換，加強保養(yǎng)或更換達到使用壽命的零件，就可以使設(shè)備正常運行期延長，提高其使用壽命。

2.1 分布模型選取

實踐證明大多數(shù)設(shè)備的故障率是時間的函數(shù)，典型故障曲線稱之為浴盆曲線，曲線形狀為兩頭高，中間低，具有明顯的階段性。在可靠性理論中，以選取Weibull分布作為主要分布模型。因為該分布模型可以很好的詮釋典型故障曲線的每個階段。在實際應(yīng)用中，我們通常認為在產(chǎn)品在t=0時有故障，即初始階段無故障。

在小樣本情況下，利用計算機軟件進行數(shù)值計算可以得到很好的效果，而大樣本情況下，簡單的計算則不會取得良好的測試效果。由于考慮到現(xiàn)場設(shè)備的復(fù)雜性，參數(shù)的相互獨立不確定性，特采用雙參數(shù)Weibull分布模型的貝葉斯估計算法，同時選用最小二乘法算出參數(shù)。

2.2 再生機組可靠性分析

首先，現(xiàn)場測試機組故障次數(shù)及時間，確定是否符合Weibull分布。通過現(xiàn)場記錄得到的數(shù)據(jù)，可將觀測值分為10組，其中將故障時間t的區(qū)間定義為[2.84；1099.48]。數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖1。

利用最小二乘法計算出相應(yīng)參數(shù)的具體數(shù)值，并代入數(shù)值得到分布方程，最后計算出平均故障時間(MTBF)，平均修理時間(MTTR)及可靠度R(t)。根據(jù)測試數(shù)據(jù)及計算數(shù)據(jù)，可計算出相應(yīng)參數(shù)，代入相應(yīng)數(shù)值并得到最終的分布方程及分布密度函數(shù)方程，即: F(t)=1-exp(-(t/450.69)^0.78)

最后可計算出平均故障時間(MTBF)，平均修理時間(MTTR)及可靠度R(t):

3 機組可靠性改進措施

在現(xiàn)場施工當中，通過現(xiàn)場觀測及記錄，該再生機組的出線的故障及改進方法主要體現(xiàn)在以下三個方面:

(1)機械類零部件:機械類零部件的主要故障出現(xiàn)在機組運轉(zhuǎn)的早期階段，主要原因是設(shè)計人員在設(shè)計階段沒有做到更完善的分析，導致整體機組在長時間運轉(zhuǎn)過程中，出現(xiàn)受力不均，軸承磨損過于嚴重，其余零部件出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。經(jīng)過現(xiàn)場工程人員合理改善，及時更換零部件并讓設(shè)計人員重新改進結(jié)構(gòu)。

(2)液壓油缸:該問題主要體現(xiàn)在耐高溫不足，由于現(xiàn)場熱再生施工是對路面進行現(xiàn)場加熱、耙松的過程，熱再生機組會產(chǎn)生大量的熱量，從而導致液壓油缸密封圈老化嚴重，出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。解決此問題的措施是及時更換新的液壓油缸密封件，保證機組的正常運轉(zhuǎn)，同時對液壓油缸處進行隔熱處理，將其挪至更易散熱處。于此同時，對于出現(xiàn)故障的零部件要做數(shù)據(jù)統(tǒng)計，例如型號、規(guī)格、出現(xiàn)故

障時間等，以便于以后的維修保養(yǎng)并及時更換相應(yīng)零部件。

(3)電氣零部件:電氣零部件主要問題也是容易出線高溫老化現(xiàn)象，主要解決措施是詳細記錄每組線路的老化時間，及時更換新的線路系統(tǒng)。

4 結(jié)語

綜上所述，在機組的使用中，該再生機組的故障分布規(guī)律呈Weibull分布，通過可靠性的預(yù)測及分析，可以事先估計出機組零部件疲勞損耗的時間，因此可及時地予以修復(fù)或更換，從而制定更合理的維修和保養(yǎng)計劃，為將來的施工做到更好的保障。

參考文獻:

[1]張寶根,何楨等主編.《質(zhì)量管理與可靠性》.2006.

[2]張堯庭,陳漢峰.《貝葉斯統(tǒng)計推斷》.1994.

[3]周勇,陳家鼎.《可靠性增長試驗中一類結(jié)構(gòu)可靠度的分析》.1997.

作者簡介:葛超(1986—),男,山東濟南人,山東省路橋集團有限公司,碩士,初級工程師,主要研究:電氣工程設(shè)計;王鵬(1983—),男,山東濰坊青州人,山東省路橋集團有限公司,本科,初級工程師,主要研究:液壓機械設(shè)計。