轴向柱塞泵性能可靠性建模与维修策略优化

摘要

柱塞泵作为高负载、高功率密度的精密元件，被称为液压系统的“心脏”，因其流量均匀性好、容积效率高等特点被广泛地应用于航空、军工、重载移动机械等领域。适时正确的维护决策能够有效地提高柱塞泵的可靠性、经济性与安全性。作为维修决策之一，预防性维修策略因具有较好的可操作性和适应于计划性生产而备受关注。构建有效的设备性能退化过程模型是制定相应预防性维修策略的主要依据。对于适合退化过程的设备而言，检查策略是获知其当前退化水平的有效技术手段之一。现有基于检查策略的维修决策研究中，周期性检查因更具操作性而被广泛的应用。然而，由于周期性检查策略通常受如维修力量、运输周期及外界环境等随机因素的影响很难准时进行，工程实际中的检查活动通常以拟周期的形式在检查窗口中随机地开展。因此，如何针对轴向柱塞泵建立性能退化过程模型，并以此建模和优化拟周期检查与维修策略是本文对检查策略和预防性维修策略理论及其应用的新思考。为此，本文通过以下几点开展研究： （1）结合轴向柱塞泵的结构、工作原理及失效机理，分析了轴向柱塞泵主要摩擦副的泄漏量大小，讨论了引起各摩擦副退化的随机参数。分析结果为后续研究轴向柱塞泵的性能退化过程建模和维修策略优化提供了理论依据。 （2）构建了轴向柱塞泵的性能退化过程模型。分析了退化轨道模型和典型随机过程模型（Gamma过程和Wiener过程），分别讨论了相关可靠性函数和参数估计方法。面向某型航空变量柱塞泵的退化数据，获得了基于Wiener过程的退化模型。 （3）建立了基于退化过程模型的拟周期检查与维修策略优化模型。分别建模和优化了拟周期检查与更换及预防性维修策略。最后，以某变量柱塞泵实际退化数据为例来说明了两种维修策略的建模及优化过程，并对模型关键参数进行了敏感性分析。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状

1.2.1柱塞泵退化相关的研究现状

1.2.2退化过程建模研究现状

1.2.3 维修策略研究现状

1.3各章内容简介

第2章 轴向柱塞泵退化机理分析

2.1 斜盘式轴向柱塞泵的结构与工作原理

2.2.1滑靴副泄漏分析

2.2.2 配流副泄漏分析

2.2.3 柱塞副泄漏分析

2.2.4 柱塞球头与滑靴构成摩擦副泄漏分析

2.3 实例分析

2.4 本章小结

第3章 轴向柱塞泵性能退化过程建模

3.1.1 退化轨道过程模型

3.1.2 Gamma退化过程模型

3.1.3 Wiener退化过程模型

3.2 退化过程模型优良性检验

3.3 轴向柱塞泵性能退化过程建模实例分析

3.4 本章小结

第4章 轴向柱塞泵拟周期检查与维修策略优化

4.1轴向柱塞泵拟周期检查与更换策略优化

4.1.1 模型介绍及假设

4.1.2 轴向柱塞泵拟周期检查与更换策略优化

4.1.3 实例分析

4.1.4 敏感性分析

4.2.1 模型介绍及假设

4.2.2拟周期检查与预防性维修策略优化

4.2.3 实例分析

4.2.4 敏感性分析

4.3 本章小结

第5章 结论与展望

5. 1 结论

5.2 本文创新性

5.3 展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间的研究成果