【摘要】：作為我國重大科技基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目—500m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST(Five hundred meter Aperture Spherical radio Telescope),是目前世界上最大、最靈敏的單口徑射電天文望遠(yuǎn)鏡。液壓促動(dòng)器作為FAST主動(dòng)反射面系統(tǒng)中的核心動(dòng)力控制單元,在觀測運(yùn)行時(shí),2225臺(tái)液壓促動(dòng)器彼此耦合協(xié)同工作,且現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣,要求長期穩(wěn)定。因此,這對FAST液壓促動(dòng)器的可靠性要求很高。本文就FAST液壓促動(dòng)器整機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)研究后,開展了促動(dòng)器可靠性增長的實(shí)踐研究工作。首先,從理論層面對FAST促動(dòng)器液壓系統(tǒng)進(jìn)行故障模式及危害度分析,確定關(guān)鍵元件的可靠度,做出了液壓系統(tǒng)初步的可靠性評估,確定了促動(dòng)器MTBF時(shí)間。然后,考察傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)測試耗時(shí)長、效率低且測試手段局限性等問題。引入了液壓有源測試?yán)碚摵陀性礈y試儀的測試方法,可有效提高測試效率和確定故障點(diǎn)的準(zhǔn)確性。再次,應(yīng)用一種液壓促動(dòng)器在線可靠性測試試驗(yàn)裝置,進(jìn)行促動(dòng)器可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)。該試驗(yàn)裝置裝有多種傳感器,結(jié)合數(shù)據(jù)采集技術(shù),可同時(shí)對FAST促動(dòng)器多個(gè)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行信息采集,實(shí)現(xiàn)了液壓促動(dòng)器整機(jī)液壓可靠性試驗(yàn)的全程監(jiān)測。針對耗時(shí)長的問題,應(yīng)用恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)方法,以工作負(fù)載與促動(dòng)器運(yùn)行速度為加速因子來縮短試驗(yàn)時(shí)間。在較短時(shí)間內(nèi)充分暴露,FAST促動(dòng)器故障特征與薄弱環(huán)節(jié),試驗(yàn)驗(yàn)證分析了FAST液壓促動(dòng)器可靠性。最后,液壓促動(dòng)器在可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)中所暴露出的重復(fù)性故障和關(guān)鍵性故障進(jìn)行了深入分析,就系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)缺陷的故障機(jī)理進(jìn)行了深入研究,并提出了相應(yīng)的可靠性增長措施,驗(yàn)證了措施的有效性,確保FAST液壓促動(dòng)器的高可靠性運(yùn)行。此外,本文所應(yīng)用的試驗(yàn)方法對液壓促動(dòng)器產(chǎn)品可靠性研究加速試驗(yàn)方法及可靠性增長研究方法具有重要的理論指導(dǎo)和實(shí)際應(yīng)用意義。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH751
【圖文】：

第 1 章 緒 論 課題背景及研究目的和意義射電望遠(yuǎn)鏡是用來觀測和研究來自天體射電波的基本設(shè)備，國家重大科技 500 米口徑球面射電 望遠(yuǎn) 鏡（ Five-hundred-meter Aperture Sphericalscope，英文簡稱 FAST）工程，為口徑 500 米、具有主動(dòng)反射面的球冠狀大遠(yuǎn)鏡，由中國科學(xué)院國家天文臺(tái)在貴州省南布依族苗族自治州平塘縣克度大窩凼洼地建造[1]。已于 2007 年 7 月 10 日獲得國家發(fā)改委的立項(xiàng)批準(zhǔn)， 月 25 日開始在貴州省平塘縣建造，F(xiàn)AST 射電望遠(yuǎn)鏡于 2016 年 9 月 21 日并投入運(yùn)行，其總體外觀如圖 1-1 所示。2017 年 10 月 10 日，F(xiàn)AST 射電望現(xiàn) 2 顆新脈沖星，這是中國射電望遠(yuǎn)鏡首次發(fā)現(xiàn)脈沖星[2]。目前，陸續(xù)共已 顆脈沖星[3]，建成后的 FAST 所能提供的觀測能力必將把我國帶入射電天文探測通訊的世界最前沿，使我國躋身成為世界射電天文強(qiáng)國的行列。

位置反饋的伸縮機(jī)構(gòu)，如圖 1-2 所示，促動(dòng)器液壓缸缸體一端與坐落在相連，缸桿連接到反射面的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上。每一臺(tái)液壓促動(dòng)器根據(jù)節(jié)點(diǎn)位置控制信號指令，通過促動(dòng)器伸縮桿的伸縮來調(diào)整節(jié)點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)調(diào)整[5]。FAST 主動(dòng)反射面系統(tǒng)具有的促動(dòng)器與索網(wǎng)拉索之間的復(fù)雜的用關(guān)系，F(xiàn)AST 液壓促動(dòng)器之間雖然彼此獨(dú)立，但單臺(tái)促動(dòng)器或多個(gè)索近的若干支鏈促動(dòng)器同時(shí)發(fā)生故障，這種相鄰區(qū)域的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的破壞產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而影響望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)觀測[6]。FAST 液壓促動(dòng)器系統(tǒng)油液污染、元件老化以及惡劣的工作環(huán)境都將加速促動(dòng)器群系統(tǒng)的故失效，影響 FAST 的正常工作。與此同時(shí)，復(fù)雜的山體環(huán)境以及液壓g 的自重使促動(dòng)器的維護(hù)維修變得非常不便[7]。因此，作為 FAST 主動(dòng)反主動(dòng)調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)單元，液壓促動(dòng)器系統(tǒng)是望遠(yuǎn)鏡正常運(yùn)行的關(guān)鍵組成是世界上罕見的典型局部大規(guī)模機(jī)電液一體化設(shè)備群系統(tǒng)，如何保障的可靠運(yùn)行與經(jīng)濟(jì)維護(hù)對工程技術(shù)界是重大挑戰(zhàn)。

圖 1-3 FAST 臺(tái)址現(xiàn)場施工情況性增長技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀面上的重大戰(zhàn)略部署，我國未來相當(dāng)長一段時(shí)期將發(fā)展，現(xiàn)實(shí)的發(fā)展要求優(yōu)先發(fā)展通用基礎(chǔ)部件，同樣需要科研工作者在可靠性、安全性等技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)跟

【參考文獻(xiàn)】

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1 牟冰;楊慶東;王軍見;;直驅(qū)雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)的可靠性增長措施[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2015年02期

2 何兆民;王少萍;;基于時(shí)變狀態(tài)轉(zhuǎn)移隱半馬爾科夫模型的壽命預(yù)測[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年08期

3 唐為明;陳霄;張賢立;劉皓玉;;航天器軟件可靠性增長模式研究與實(shí)踐[J];質(zhì)量與可靠性;2014年04期

4 張?jiān)斊?尚建忠;陳循;張春華;汪亞順;;三參數(shù)Weibull分布競爭失效場合加速壽命試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析[J];兵工學(xué)報(bào);2013年12期

5 趙靜一;姚成玉;;我國液壓可靠性技術(shù)概述[J];液壓與氣動(dòng);2013年10期

6 郭銳;張明星;趙靜一;;基于灰色理論的全液壓自行式平板車液壓系統(tǒng)故障樹研究[J];液壓與氣動(dòng);2013年04期

7 葛薇;王少萍;;航空液壓泵磨損狀況預(yù)測[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2011年11期

8 姜萬錄;吳勝強(qiáng);劉思遠(yuǎn);;指數(shù)加權(quán)動(dòng)態(tài)核主元分析法及其在故障診斷中應(yīng)用[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2011年03期

9 楊成剛;郭銳;紀(jì)宗艷;;液壓靜態(tài)測試系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用研究[J];機(jī)床與液壓;2011年02期

10 石健;王少萍;王康;;基于GSPN的機(jī)載液壓作動(dòng)系統(tǒng)可靠性模型[J];航空學(xué)報(bào);2011年05期

本文編號：2795384