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基于可靠性的鋼絲繩更換決策

文檔作者：陳潔劉曉平文檔來源：北京郵電大學自動化學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月08日
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第25卷第6期
2012年11月
機電產(chǎn)品開崖與釧嶄
Development＆Innovation of Machinery＆Electrical Products
VOI．25．NO．6
NOV．．2012
文章編號：1002—6673(2012)06—076—03
基于可靠性的鋼絲繩更換決策
陳潔。劉曉平
(北京郵電大學自動化學院，北京100876)
摘要：為了提高鋼絲繩使用壽命，保證其安全運行，論文運用weibull分布模型，建立累積故障與運行時
間之間的關系．提出基于可靠性的更換決策。重點描述了依據(jù)"-3前運行時間及狀態(tài)預測條件剩余壽
命和確定下步維修間隔，并利用算例進行分析。計算結果表明，該更換決策具有可行性。
關鍵詞：更換決策；weibull分布；條件剩余壽命；維修間隔
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A doi：10．3969／j．issn．1002-6673．2012．06．031
The Wire Rope Replacement Decision Based on Reliability
CHEN Jie，L1U Xiao一只粥
(Automation School of Bering University of PostS and Communications，Bering 100876，China)
Abstract：To increase fife time and ensure safe operation of wire rope，this paper estabhshes the relationship of failure cumulative distribu—
tion and running time on the base of weibull distfibution model，proposes the replacement decision based on rehability．According to present
time and condition，the conditional residual time is calculated and the next step maintenance interval is determined．Example analysis shows
that the method iS feasible．
Key words：replacement decision；weibuU distribution；the conditional residual life；maintenance interval
0引言
基于可靠性的更換決策．最初起源于20世紀60年
代末美國航空界，而后應用于軍事、核工業(yè)、電力、鐵
路等許多工業(yè)領域。更換決策是指通過診斷工具和測試
設備估計更換的時機，當部件即將發(fā)生故障時立即進行
修復或更換，這樣可以避免由于部件故障引起的停機。
更換決策的可靠性僅考慮設備故障與時間的關系，適用
于故障分布具有耗損期的設備。即設備的故障率隨著運
行時間的延長而增加。
鋼絲繩是現(xiàn)代工程中應用極為廣泛的一種撓性構
件．它的安全與否直接關系著設備的正常運轉和人員生
命安全。目前，我國一般采用人工目視檢查和定期強制
更換鋼絲繩的辦法來保證安全生產(chǎn)。這種定期更換既有
可能報廢有效的鋼絲繩。造成資源浪費和經(jīng)濟損失，也
有可能無法及時更換由于各種偶然因素嚴重受損的鋼絲
繩，成為安全隱患。生產(chǎn)現(xiàn)場統(tǒng)計結果表明，被更換的
鋼絲繩中70％以上僅有少量甚至沒有強度損耗．如果加
收稿日期：2012—09—16
作者簡介：陳潔(1987-)，女，山西人，碩士研究生。研究
方向：測控技術與智能維護。
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強鋼絲繩狀態(tài)檢測和適時報廢，每年至少可節(jié)約鋼絲繩
用量的12％～30％。
1相對劣化度模型的建立方法
1．1鋼絲繩的平均壽命
鋼絲繩使用過程中各單絲之間相互磨合，松散的結
構趨于緊湊．就會出現(xiàn)不可維修故障即斷絲、磨損和腐
蝕等。鋼絲繩壽命的預測要依據(jù)其運行過程中的失效模
式、狀態(tài)模式、性能劣化模式、所獲得故障信息可信度
等。本文主要考慮運行過程中普通失效對鋼絲繩壽命的
影響，文獻『11指出鋼絲繩的使用壽命符合weibull分布，
可以以此確定其分布參數(shù)。驗證可靠性指標，分析失效
機理和變化趨勢等?；趙eibull分布的鋼絲繩壽命預
測模型如圖1所示。
圖l鋼絲繩壽命預測模型
Fig．1 The model of wire rope life prediction
萬方數(shù)據(jù)
·制造業(yè)信息化·
對大量鋼絲繩的斷絲情況進行分析研究．發(fā)現(xiàn)一處
出現(xiàn)斷絲情況，并不能影響鋼絲繩的其他部位發(fā)乍斷絲
情況，其在同一層發(fā)生斷絲的概率是相同的。可以以此f
判斷故障率。
鋼絲繩的壽命T服從Weibull分布，記為T～Wei
(t，B，11)，可靠度函數(shù)為：
B f
R(t)=expL-(寺)】償o (I)：
其中：B--形狀參數(shù)；1I--N．度參數(shù)。累積故障Efi數(shù)為： i
臼!
F(t)=l—exp I-(it)】t≥o (2)!
故障密度函數(shù)為：
弘I B
“t凈魯(百t)exd一(寺)】t≥o (3)i
鋼絲繩的平均壽命就是失效前的平均時Pl，t的期
望值為：
悱卜(1)=小1)d㈨r(1+爭(4)l
其中：r(1+分)是Gamma函數(shù)。
1 ．
r c-+寺，：』fx“百i一1 e刈； ·+古>。c5，!
Weibull分布常應用于描述老化、磨損、疲勞失效等
現(xiàn)象，當B>l時，失效率嚴格遞增；當0

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