液舱阀门控制系统经济性和可靠性研究
|
摘要
随着自动化程度的提高，越来越多的船舶配备了液舱阀门控制系统，其中绝大多数为液压系统。液舱阀门控制系统与船舶的生产和安全密切相关，引起了各方面的广泛关注。本文从动态特性以及经济性和可靠性的角度对液舱阀门控制系统进行了较为详尽的研究。
首先，本文介绍了目前船舶上广泛应用的几种液舱阀门控制系统，并对他们进行了分析。
其次，建立了两种主流液舱阀门控制系统的数学模型，分析了它们的动态特性，指出了它们的适用范围。
第三，基于产品全生命周期的经济性指标，从初次投入、工作效率、维修和保养费用三个方面对两种主流液舱阀门控制系统进行了详细分析和比较。
第四，运用产品可靠性相关理论，建立了两种主流阀门控制系统的可靠性模型，得出了它们的可靠度函数和平均无故障工作时间；运用人机可靠性相关理论，提出了系统可靠性管理措施。
第五，对各种阀门控制系统进行了综合评价，指出了各种阀门控制系统适用范围，为船舶设计者提供了设计准则和选型依据。
With the improvement of automation degree, more and more ships are equipped with the fluid hold valves' control system, and most of them are hydraulic system. Due to the fluid hold valves' control system interrelates closely with the ship's production and safety, it causes "extensive attentions from many aspects. In this paper, the fluid hold valves' control system is studied in detail from aspects of dynamic characteristic and economy and reliability.
Firstly, this paper introduces and analyzes several kinds of the fluid hold valves' control system widely used on ship.
Secondly, the mathematical models of the two mainstream fluid hold valves' control systems are given, dynamic characteristic is analyzed, applicable range of them is indicated.
Thirdly, according to the economic guideline of the product life cycle, the two mainstream fluid hold valves' control systems are analyzed and compared in detail from aspects of the first time investment and working efficiency and maintenance costing.
Fourthly, reliability models of the two mainstream fluid hold valves' control systems are set up based on relative reliability theoretics, the function of reliability and mean time between failure (MTBF) of them are deduced; hydraulic system management measure is provided based on relative humachine reliability theoretics.
Fifthly, various valves' control systems are assessed, applicable ranges of various valves' control systems are indicated, design guideline and select criterions for the ship designer are provided.
首先，本文介绍了目前船舶上广泛应用的几种液舱阀门控制系统，并对他们进行了分析。
其次，建立了两种主流液舱阀门控制系统的数学模型，分析了它们的动态特性，指出了它们的适用范围。
第三，基于产品全生命周期的经济性指标，从初次投入、工作效率、维修和保养费用三个方面对两种主流液舱阀门控制系统进行了详细分析和比较。
第四，运用产品可靠性相关理论，建立了两种主流阀门控制系统的可靠性模型，得出了它们的可靠度函数和平均无故障工作时间；运用人机可靠性相关理论，提出了系统可靠性管理措施。
第五，对各种阀门控制系统进行了综合评价，指出了各种阀门控制系统适用范围，为船舶设计者提供了设计准则和选型依据。
With the improvement of automation degree, more and more ships are equipped with the fluid hold valves' control system, and most of them are hydraulic system. Due to the fluid hold valves' control system interrelates closely with the ship's production and safety, it causes "extensive attentions from many aspects. In this paper, the fluid hold valves' control system is studied in detail from aspects of dynamic characteristic and economy and reliability.
Firstly, this paper introduces and analyzes several kinds of the fluid hold valves' control system widely used on ship.
Secondly, the mathematical models of the two mainstream fluid hold valves' control systems are given, dynamic characteristic is analyzed, applicable range of them is indicated.
Thirdly, according to the economic guideline of the product life cycle, the two mainstream fluid hold valves' control systems are analyzed and compared in detail from aspects of the first time investment and working efficiency and maintenance costing.
Fourthly, reliability models of the two mainstream fluid hold valves' control systems are set up based on relative reliability theoretics, the function of reliability and mean time between failure (MTBF) of them are deduced; hydraulic system management measure is provided based on relative humachine reliability theoretics.
Fifthly, various valves' control systems are assessed, applicable ranges of various valves' control systems are indicated, design guideline and select criterions for the ship designer are provided.
引文
[1] 吴恒，柴油机船舶动力装置的管理．大连海运学院出版社，1997，p120～123
[2] 孙玉清，船用大功率液压泵站的研究，大连海运学院，硕士学位论文，1989
[3] 明仁雄等，滚装船压载阀组电液遥控系统，液压和气动，2001年第2期
[4] 高峰，挖掘机的节能技术研究，浙江大学，博士学位论文，2002
[5] 金晓宏，大型阀门开度控制系统的研究，武汉冶金科技大学学报，1997年第2期
[6] 孙文质，液压控制系统，国防工业出版社，1985，p56～66
[7] 苏尔皇，管道动态分析及液流数值计算方法，哈尔滨工业大学出版社，1985，p6～10
[8] 日本油空压协会，，机械工业出版社，1984，p56
[9] 孙玉清，张洪朋，安骥：船舶液压系统管路中液压油的流动分析，大连海事大学学报，2001年第4期
[10] 刘惠枝、高万功，工程流体力学，大连海运学院出版社，1988，p97～98
[11] D．麦克罗伊，H．R．马尔汀，流体动力控制分析与设计，机械工业出版社，1985，p204～222
[12] 杨培元、朱福元，液压系统设计简明手册，机械工业出版社，1999，p73～80
[13] 李利，液压集成块智能优化设计理论和方法研究，大连理工大学博士论文，2002，p77～80
[14] 苏尔皇，液压流体力学，国防工业出版社，1979
[15] 何永森、刘邵英，机械管内流体数值预测，国防工业出版社，1999
[16] 陈照弟、李洪人，包含动态摩擦的管路分段集中参数键合图模型的研究，机床与液压，1999年第一期
[17] Rexroth行走机械用液压机电子控制元件
[18] 雷天觉，新编液压工程手册，北京理工大学出版社，1998
[19] 祝燮权，实用五金手册，上海科学技术出版社，1994，3．7
[20] 王少萍，工程可靠性，北京航空航天大学出版社，2000，p9～24
[21] [苏]T．A．瑟里岑著，曾德尧译，液压和气动传动装置的可靠性，国防工业出版
社，1981，p1～15
[22] 曾声奎、赵延弟，系统可靠性设计分析教程，北京航空航天大学出版社，2001 p9～33，
[23] 贺国芳，许海宝，可靠性数据的收集与分析，国防工业出版社，1995
[24] [苏]C．B．阿斯塔霍夫等，船用机械设计与使用可靠性评价
[25] [苏]T．M．巴夫塔等，飞行器液压系统的可靠性
[26] Hydraulic mechanism in automation, oxford-N.Y[97]
[27] GJB 450—88，装备研制与生产的可靠性通用大纲
[28] 陈学楚，维修基础理论，科学出版社，1998，82～85
[29] Central Institute of Electron Physics. The Nohomogeneous Possion Process-A Model, for the Reliability of Complex Repairable Systems Microelectron Reliab, Vol 29, No3, 1989, p381～386eliability, Tchnometrics, Vol 23, Feb, 1981, p1～13
[30] W.A.Thomoson, On the Foundation of Reliability, Tchnometrics, Vol 23,1981, Feb, p1～13
[31] Max Engelhardt, Lee J.Bain, On the Mean Time Between Failure For Repairable System, IEEE Transactons on Relibility, Vol35, No4, Oct, 1986, p419～422
[32] H.Ascher, H.Feingold, Repairable System Reliability, 1984, Marcel Dekker.Inc
[33] 李文杰，张光函：风挡玻璃成型加工电液加载控制系统的可靠性，机床与液压，1997，(6)，p43～45
[34] 许耀铭，液压可靠性工程基础．哈尔滨工业大学出版社，1991，p141～196
[35] 赵静一，王益群：合成橡胶压块机液压系统的可靠性分析，同济大学学报，2001，12
[36] 朱琪，杨永萍，液压传动系统的工作可靠度及故障率分析，机械研究与应用，2000，6
[37] 赵静一，孔祥东，马保海，上官倩倩，液压系统可靠性研究的现状与发展，机械设计与制造，1999
[38] 柳曾兴，液压系统可靠性分析与计算，机电设备，1995，5
[39] 童镭，张晓云，胡要花，郭永刚，全寿命过程中影响换向阀可靠性的因素，
机床与液压，2003，1
[40] 胡黄卿，液压系统的节能设计探讨，液压与气动，2001，5
[41] 赵喜荣，任德志，徐莉萍，孙政策，管道对液压系统静动特性的影响，机床与液压，1997，5
[42] 史维祥，流体传动几个重要方面的发展，液压气动与密封，2000，2
[43] 张河新、范天堂，集成块内阻试验研究，矿山机械，1994年第4期
[44] 杨灿军、陈鹰、路甬祥，人机一体化智能系统理论及应用研究探索，机械工程学报，2000，6：p42～47
[45] 吉鸿涛、方跃法、房海蓉，人与人机一体化系统，机械工程师，2001，12
[46] Y. Himeno, T. Nakamura, S. Terunuma, T. Furubayashi. Improvement of Man-Machine Interaction by Artificial Intelligence for Advanced Reactors Reliability Engineering and System Safety.1992, 38:135～144
[47] 盛骡，谢式千，潘承毅，概率论与数理统计，高等教育出版社 1979，3，p179～180
[48] http://www.cnki.net/
[49] http://www.changye.net/
[50] http://www.east-hydraulic.com/
[51] http://www.fxyyj.com.cn/
[52] http://www.cjgc.com/hfmg.htm
[53] http://www.zgbfw.com
[54] http://www.ypall.com
[55] http://www.imvp.china-fire.com/012.htm
[2] 孙玉清，船用大功率液压泵站的研究，大连海运学院，硕士学位论文，1989
[3] 明仁雄等，滚装船压载阀组电液遥控系统，液压和气动，2001年第2期
[4] 高峰，挖掘机的节能技术研究，浙江大学，博士学位论文，2002
[5] 金晓宏，大型阀门开度控制系统的研究，武汉冶金科技大学学报，1997年第2期
[6] 孙文质，液压控制系统，国防工业出版社，1985，p56～66
[7] 苏尔皇，管道动态分析及液流数值计算方法，哈尔滨工业大学出版社，1985，p6～10
[8] 日本油空压协会，，机械工业出版社，1984，p56
[9] 孙玉清，张洪朋，安骥：船舶液压系统管路中液压油的流动分析，大连海事大学学报，2001年第4期
[10] 刘惠枝、高万功，工程流体力学，大连海运学院出版社，1988，p97～98
[11] D．麦克罗伊，H．R．马尔汀，流体动力控制分析与设计，机械工业出版社，1985，p204～222
[12] 杨培元、朱福元，液压系统设计简明手册，机械工业出版社，1999，p73～80
[13] 李利，液压集成块智能优化设计理论和方法研究，大连理工大学博士论文，2002，p77～80
[14] 苏尔皇，液压流体力学，国防工业出版社，1979
[15] 何永森、刘邵英，机械管内流体数值预测，国防工业出版社，1999
[16] 陈照弟、李洪人，包含动态摩擦的管路分段集中参数键合图模型的研究，机床与液压，1999年第一期
[17] Rexroth行走机械用液压机电子控制元件
[18] 雷天觉，新编液压工程手册，北京理工大学出版社，1998
[19] 祝燮权，实用五金手册，上海科学技术出版社，1994，3．7
[20] 王少萍，工程可靠性，北京航空航天大学出版社，2000，p9～24
[21] [苏]T．A．瑟里岑著，曾德尧译，液压和气动传动装置的可靠性，国防工业出版
社，1981，p1～15
[22] 曾声奎、赵延弟，系统可靠性设计分析教程，北京航空航天大学出版社，2001 p9～33，
[23] 贺国芳，许海宝，可靠性数据的收集与分析，国防工业出版社，1995
[24] [苏]C．B．阿斯塔霍夫等，船用机械设计与使用可靠性评价
[25] [苏]T．M．巴夫塔等，飞行器液压系统的可靠性
[26] Hydraulic mechanism in automation, oxford-N.Y[97]
[27] GJB 450—88，装备研制与生产的可靠性通用大纲
[28] 陈学楚，维修基础理论，科学出版社，1998，82～85
[29] Central Institute of Electron Physics. The Nohomogeneous Possion Process-A Model, for the Reliability of Complex Repairable Systems Microelectron Reliab, Vol 29, No3, 1989, p381～386eliability, Tchnometrics, Vol 23, Feb, 1981, p1～13
[30] W.A.Thomoson, On the Foundation of Reliability, Tchnometrics, Vol 23,1981, Feb, p1～13
[31] Max Engelhardt, Lee J.Bain, On the Mean Time Between Failure For Repairable System, IEEE Transactons on Relibility, Vol35, No4, Oct, 1986, p419～422
[32] H.Ascher, H.Feingold, Repairable System Reliability, 1984, Marcel Dekker.Inc
[33] 李文杰，张光函：风挡玻璃成型加工电液加载控制系统的可靠性，机床与液压，1997，(6)，p43～45
[34] 许耀铭，液压可靠性工程基础．哈尔滨工业大学出版社，1991，p141～196
[35] 赵静一，王益群：合成橡胶压块机液压系统的可靠性分析，同济大学学报，2001，12
[36] 朱琪，杨永萍，液压传动系统的工作可靠度及故障率分析，机械研究与应用，2000，6
[37] 赵静一，孔祥东，马保海，上官倩倩，液压系统可靠性研究的现状与发展，机械设计与制造，1999
[38] 柳曾兴，液压系统可靠性分析与计算，机电设备，1995，5
[39] 童镭，张晓云，胡要花，郭永刚，全寿命过程中影响换向阀可靠性的因素，
机床与液压，2003，1
[40] 胡黄卿，液压系统的节能设计探讨，液压与气动，2001，5
[41] 赵喜荣，任德志，徐莉萍，孙政策，管道对液压系统静动特性的影响，机床与液压，1997，5
[42] 史维祥，流体传动几个重要方面的发展，液压气动与密封，2000，2
[43] 张河新、范天堂，集成块内阻试验研究，矿山机械，1994年第4期
[44] 杨灿军、陈鹰、路甬祥，人机一体化智能系统理论及应用研究探索，机械工程学报，2000，6：p42～47
[45] 吉鸿涛、方跃法、房海蓉，人与人机一体化系统，机械工程师，2001，12
[46] Y. Himeno, T. Nakamura, S. Terunuma, T. Furubayashi. Improvement of Man-Machine Interaction by Artificial Intelligence for Advanced Reactors Reliability Engineering and System Safety.1992, 38:135～144
[47] 盛骡，谢式千，潘承毅，概率论与数理统计，高等教育出版社 1979，3，p179～180
[48] http://www.cnki.net/
[49] http://www.changye.net/
[50] http://www.east-hydraulic.com/
[51] http://www.fxyyj.com.cn/
[52] http://www.cjgc.com/hfmg.htm
[53] http://www.zgbfw.com
[54] http://www.ypall.com
[55] http://www.imvp.china-fire.com/012.htm