浅析大吨位液压裂管器液压系统可靠性研究

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1、2013年5月机床与液压Mav2013第4l卷第9期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．9DOI：10．3969／j．issn．1001～3881．2013．09．049大吨位液压裂管器液压系统可靠性研究吕刚，原思聪，欧阳恒(1．西安建筑科技大学机电工程学院，陕西西安710055；2．中国兵器工业第203研究所，陕西西安710065)摘要：介绍一种大吨位地下管线液压裂管器液压系统的组成和工作原理，并应用可靠性原理针对其液压系统的失效问题建立了逻辑模型，计算出不同工况下的可靠度，分析液压系统失效的原

2、因，并提出了提高可靠性的建议。关键词：液压裂管器；液压系统；可靠性中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)9—179—3ReliabilityResearchonHydraulicSystemofHeavy—tonnageHydraulicPipebursterLVGang，YUANSicong，OUYANGHeng(1．MechanicalandElectricalEngineeringCollege，Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology

3、，Xi’allShaanxi710055。China；2．No203ResearchInstituteofChinaOrdnanceIndustries．Xi’anShaanxi710065。China)Abstract：Thecompositionandworkingprincipleofthehydraulicsystemofheavy—tonnagehydraulicpipebursterwhichwasusedinundergroundpipelinewereintroduced．Failureofhydrauli

4、csystemwasanalyzedbyusingthereliabilitytheory，andlogicmodelwassetup．Onthebasisoflogicmodel，hydraulicsystemreliabilityunderdifferentworkingconditionswascalculated．Thenthefailurereasonsofhydraulicsystemwereanalyzed．Thesuggestionsforincreasingreliabilitywereputforwar

5、d．Keywords：Hydraulicpipeburster；Hydraulicsystem；Reliability大吨位液压裂管器是一种用于地下管线非开挖置换的技术装备。非开挖技术是指利用岩土导向技术和定向钻进技术，在地表不开挖和地层结构破坏极小的情况下对各种地下管线进行铺设、修复或更换的一种新技术。该技术具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合成本低、施工安全性好等优点，特别适合于一些无法进行开挖作业的区域，如穿越闹市区、文物保护区、公路、铁路、建筑物、河流等。目前，随着环保要求的提高和城镇化的发展，液压裂管器的

6、使用率也逐步提高。因此研究液压裂管器液压系统的可靠性，对于提高其使用效率、降低维护成本、延长经济寿命，都具有重大意义。1液压裂管器液压系统介绍液压裂管器液压系统原理图如图1所示，分为5个独立的子系统：主伸缩子系统、前夹紧子系统、后1一油箱2一进油滤油器3-_内燃机4—变量柱塞泵s一齿轮泵夹紧子系统、拧卸子系统和动力头旋转子系统。6一截止阀7一回油滤油器8、It、l2一单向阀9、l4一先导式溢流阀lO一压力表l3一先导式减压阀l5、l6一调速阀19一节流阀液压系统工作时，每一个工作过程都包括两种典21一液压马达17、2O、2

7、2、23、24～三位四通手动换向阀25～液压锁型工况——装杆和卸杆。下面分别就这两种典型工况18、26、27、28一液压缸的动作顺序加以说明。图1液压裂管器液压系统原理图收稿日期：2012—03—14基金项目：国家十二五科技支撑计划重点项目子项目(2011BAJ02B02-02)；陕西省科技攻关项目(2011K10．18)；陕西省教育厅自然专项(09JK559)作者简介：吕刚(1976一)，硕士，讲师，研究方向为机电一体化。E—mail：lghba@sohu．com。·180·机床与液压第41卷1．1装杆工况表1液压元件在

8、百万小时内的平均失效率操作工将第一根拉杆放人后夹紧装置中，后夹紧缸27将拉杆一端的阳螺纹头夹住，动力头马达21正转，动力头上所带阳螺纹与拉杆另一端所带阴螺纹咬合上紧，动力头旋转子系统压力上升，溢流阀9溢流，马达21停止转动。然后后夹紧油缸27松开，液压缸18前行至最大行程处停止。前夹紧缸26夹紧拉杆的阴