基于故障维修数据的大型矿用挖掘机可靠性评估与分配

摘要

大型矿用挖掘机作为矿山开采及工程施工中的重要工程机械，其应用广泛、创造价值高，代表了一个国家的矿山开采能力和整体技术水平，也反映了一个国家装备制造业的总体水平。随着世界经济的快速发展，露天矿山的开采规模也迅速扩大，随之出现的是大量的开采事故和挖掘机故障问题。因此，研究大型矿用挖掘机的可靠性问题，对提升我国矿山机械的国际竞争力，保障国家矿产资源高效、安全的开发利用具有十分重要意义。
　　本文从大型矿用挖掘机可靠性分析及设计关键技术项目出发，重点研究了大型矿用挖掘机的可靠性评估与分配技术，主要开展了以下几个方面的研究工作：
　　（1）在广泛查阅相关文献的基础上，结合可靠性分析工作的需求，对大型矿用挖掘机及其子系统的的功能结构进行层次划分，明确各个组部件的组成和功能，为开展可靠性分析及后续工作打下基础。
　　（2）从大型矿用挖掘机的设计和工作过程出发，收集其故障维修数据，进行大型矿用挖掘机故障模式和影响分析（Failure Modes and Effects Analysis, FMEA），找出挖掘机各子系统所有可能出现的故障模式和失效机理，并分析故障原因及导致的不良后果，确定其在设计和制造过程中的薄弱环节、关键子系统和零部件等。
　　（3）针对大型矿用挖掘机可靠性数据稀缺的问题，采用其故障维修数据进行统计分析，并在此基础上进行可靠性评估工作。在对故障维修数据进行分析处理后，统计故障间隔时间数据，采取核密度估计方法进行失效概率值计算，进而估计分布函数的参数。在得到可靠性分布函数的基础上，进行可靠性指标的制定和计算，完成对大型矿用挖掘机的可靠性评估工作。该评估方法直接基于客观故障数据，避免了以往方法的主观因素影响，有较强的工程运用价值。
　　（4）结合大型矿用挖掘机故障模式和影响分析，对挖掘机的关键子系统和部件进行可靠性分配。在对故障维修数据进行分析处理的基础上，统计出每个关键子系统和部件的故障频率和平均维修时间（Mean Time To Repair, MTTR），并以此作为可靠性分配影响因素，计算分配因子，最后采用熵值法进行加权计算。同时选取平均故障间隔时间（Mean Time Between Failure, MTBF）作为分配指标，完成对大型矿用挖掘机关键子系统和部件的可靠性分配，相比以往方法有更好的直观性和简便性，更适合于实际工程中的运用。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 大型矿用挖掘机的国内外研究现状

1.3 可靠性评估的研究现状

1.4 可靠性分配的研究现状

1.5 论文的主要研究内容

第二章 大型矿用挖掘机的结构及层次划分

2.1 引言

2.2 产品层次简介

2.3 大型矿用挖掘机的功能结构与工作原理

2.4 大型矿用挖掘机子系统划分

2.5 本章小结

第三章 大型矿用挖掘机的故障模式与影响分析

3.1 引言

3.2 FMEA简介

3.3 系统定义

3.4 FMEA分析准则

3.5 大型矿用挖掘机FMEA

3.6 本章小结

第四章 基于故障维修数据的大型矿用挖掘机可靠性评估

4.1 引言

4.2 可靠性评估的基本概念与流程

4.3 可靠性数据搜集与分析

4.4 大型矿用挖掘机可靠性评估

4.5 基于核密度估计方法的大型矿用挖掘机可靠性评估

4.6 本章小结

第五章 基于故障维修数据的大型矿用挖掘机可靠性分配

5.1 引言

5.2 大型矿用挖掘机可靠性分配工作流程

5.3 大型矿用挖掘机可靠性分配模型

5.4 可靠性分配工作重点

5.5 可靠性分配方法

5.6 实例分析

5.7 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献

附录 I

附录 II

攻读硕士学位期间取得的成果