[发明专利]一种O形圈液压元件磨损寿命预测方法

说明书

本发明公开了一种O形圈液压元件磨损寿命预测方法，包括以下步骤：1)实验间接测定液压元件内泄漏量，归纳元件泄漏规律，根据泄漏阈值求解失效点与寿命值；2)基于Ansys计算O形圈液压元件的d₂`与P(t`)的关系并计算失效点的当量截面直径d_2m`；3)结合步骤1)与步骤2)，利用公式计算出K<sub>f</sub>；4)改变油液温度和压力值，计算出O形圈液压元件d<sub>2</sub>`与P(t`)以及寿命值；5)将油温、工作压力和寿命值形成关联预测向量，建立ELM模型并进行训练；6)利用寿命数据建立威布尔概率模型；7)建立基于ELM和威布尔概率的O形圈液压元件磨损预测模型，计算模型的寿命值并预测可靠度。本发明理论‑实验‑仿真相结合，能够精准的预测出O形圈液压元件磨损寿命。

技术领域

本发明涉及液压元件磨损检测领域，尤其涉及一种O形圈液压元件磨损寿命预测方法。

背景技术

液压系统作为装备中重要的组成部分，有着其他设备所代替不了的优点：单位体积功率大；实现安全保护；实现无级调速；原件标准化、系列化、通用化；布局灵活；易实现自动化；工作状况平稳。正因如此，液压系统在装备中被广泛应用，并往往处于控制和动力传输核心地位，发挥着举足轻重的效能。液压系统一旦失效导致故障，极有可能引发安全事故。

液压系统随着使用时间的增加，其性能会逐渐下降，当性能衰退到一定程度时，液压系统便无法完成规定功能，进入故障状态。液压系统故障模式主要有内泄漏、外泄漏、堵塞，其余依次为执行元件不响应、元件不动作或动作慢、噪声大、漏气、抖动、过热和爬行。液压系统产生内泄漏故障与液压元件O形密封圈磨损退化息息相关，其液压元件O形密封圈的寿命与使用环境及载荷存在着密切的联系。

液压元件的可靠性评定，历来受到设计、试验和使用部门的高度重视，在液压元件可靠性分析评定中，由于使用人员未对使用维护数据进行有效的记录，出现了大量的小子样问题。此时，要得到客观可信的可靠性试验分析与评估，关键就是要合理地、充分地利用可靠性信息。基于寿命数据，利用驱动的概率分布模型进行统计分析及寿命预测的方法，易于操作，但需要大量的寿命数据才能保证评定结果的可信度。液压元件属于试验费用昂贵的装备，实际生产中一般只进行有限的性能测试试验，并且，液压元件本身和使用环境的复杂性，其性能衰退演化规律难以进行机理建模。

在实际工程应用中，液压元件的可靠性数据匮乏，而且可靠性数据中往往缺乏对环境和载荷情况准确而细致的记录。因此，在可靠性数据匮乏的情况下，对O形圈磨损导致内泄漏故障的液压元件寿命预测成为一个具有挑战性的问题。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是提供O形圈液压元件磨损寿命预测方法，能够的到液压元件预测寿命值以及预测可靠度。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

按照本发明，提供一种O形圈液压元件磨损寿命预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：基于粘着磨损机理和Archard模型建立O形圈液压元件磨损模型，其数学公式表示为：

ΔV＝K_fP(t)t (1)

其中，ΔV：磨损体积；K_f：磨损率；P(t)：接触压力；t：使用次数或使用寿命；

步骤2：实验台间接测定液压元件内泄露量，归纳液压元件内泄露发展规律，根据内泄露阈值求解失效点与寿命值；