小型电磁阀可靠性增长试验的初步研究.pdf

2006年第3期
文章编号:1002-5855(2006)03-000704
小型电磁阀可靠性增长试验的初步研究
罗强
(北京航天发射技术研究所,北京100076
摘要对一类小型电镃进行可靠性增长试验的研究,主要包括可靠性增长模型的选取与变
换、试验方案设计、数据分析与处理等工作。根据可靠性增长模型制订相应的可靠性増长试验计
划,确定増长目标,齦踪试蝓过稞并汘进行改进。根据试验数据绘制了实际可靠性増长曲线并与计
划出线对比,进行可靠忭增长评价。试验结果表明经可靠性增长试验后,电磁阅的可靠性有了较
人提高。研究表明,本文提出的试验方法对类似小型阀件也具有一定的指导意义
关键词电磁阀;可靠性增长试验; Duanc模型
中图分类号:THI38.52
文献标识码
Tentative research about rel ia bility growth test of diminutive solenoid valve
LUO Qiang
(Bcijing Institute of Spacc Launch Tcchno logy, Beijing 100076, China)
Abstract Research abo ut reliability gro ut h test of a kind of diminutive solenoid valve includes reliabili-
ty growth model, test plan design, data analysis, etc. The test plan was made, and the growth aim
was determined according the mo del. The reliability growth curve was co mpared with the plan cruve
in order to evaluate the reliability growth. The test result shows that the reliability of the solenoid
valve has raisd obviously after the reliability growth test, and it also shows that the test method has
directive functions to the same category of solenoid valves
Key words: solenoid valve; reliability growth test, Duane mo del
概述
型,其模型参数的物理意义容易理解,使」制订j可
电磁阀是航人、航空和工业控制中人量使用的靠性增长计划,表示形式简洁,可靠性增长过程的
控制元件,其性能及可靠性对完成系统务有直接踪和评佔方使。但 Duane模型的点什计精度
的影响。某系统使用的一类小型电磁网是为适应絀高,不能给出当前MTBF的区间计,拟合优度
雾、腐蚀性气体等特殊环境所硏制的新产品,为充验方法比较粗略。但由」电磁阀试验主要关注其
分激发产品故障,进一步提高产品可靠性,对该电半均元放障间隔次数,対」佔计精度和优度檢验的
阀进行了可靠性增长试验。通过可靠性增长试验精度要求不高,H.出」 Duane模型简单易用,改本
改进产品设计或工艺,使之满足既定的MIBF目次可靠性增长试验采用 Duane进行分析和跟踪。
标值和可靠度要求。山于电磁阀结构较为简单,且2.2 Duane模型
其可靠性利使用寿命常用作次数而不是用时间米
Duane模型采用累积失效次数N与累积试验
衡量,因此需要根据其特点选取适当的可靠性增长时间r来描述, Duane模型认为在品研制过程
试验模型并设计相应的试验方案。
中,只要不断对产品进行改进,累积失效率
2模型选取
(ル与累积试验时问1,可以用双对数坐标纸上的
2.1选収原贝
条直线米近似描述,其数学表示为
Duane模型是目前最常用的可靠性增长试验模
ln入(t)-1na-mlnr
作者简介:岁强(1973-),男,北京人,『程师,主要从事液体推进剂加注和树门研究等『.作。
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式中a尺度参数(a>0
瞬时失效率入(D的LSE
增长率(0
化为指数形式的累积失效率a。(D为
可修复产品定型后可认为其失效时间服从指数
在试验中得到的是累利积火效率,在累积试猃分布,即n时刻的MTBF的LSE为
间1的瞬时火效率入(以为
(12
d!
试验方案
将产品可靠性水平用MTBF表示,则累积
1 Duane模型变换
MTBF利瞬付MTBF分别为
Duane模型采用累积失效次数N与累积试验
a。(
J间ィ来描述,但该类电磁阀在系统中不完?是持
续通电「作的,很难用累积试验叶间表示,因而用
(1-m)
(4)工-作次数米衡最。而日根据以往使用经,电磁阀
其中,尺度参数a的倒数1/a是 Duane模型失效模式主要为“开启”或“关闭”失效,其次オ
累积MTBF曲线在双对数坐标纸纵轴上的截距、是密封失效,前者与动作次数有关,后者与动作次
反映了产品进入可靠性增长试验时的初始MIBF数和通电时间均有关。所以在制订试验方案时,以
水平。增长率m是累积MTBF曲线和瞬时MTBF试验次数为市,兼顺连续通电时间。设总试验次数
曲线的斜率,表征产品MTBF随试验时间逐渐増为n,总通电时间为r,建立一个n、T写 Duane
的速度。
模型中的累积试验时间之间的映
2.3 Duane模型的最小:乘法分析
出J」最小二乘法估计精度较高,且易」在计算
即将 Duane模型中的累积试验时间当量为总
机上编程实现,故试验中采用了该方法进行尺度参通电次数n与总通电时间T之和。设试验次数与
数a和增长率m的求解
通电时间是连续的,即一定试验次数中必然包含
将式(3)用双对数坐标表示为
定的连纭通电时间,那么经式(13)变换后,就可
n。()-- Ina I min
以用总试验次数n代替累积试验时同r,用p表
出累积试验时问及其対应的累积失效次数示,将平均尤故障间隔时间MTBF转换为平均尢
N()得到累积MIBF为
故障间隔次数,并仍用MIBF表小,这样,经过
.(1)
上述变换后可以仍然采用 Duane进行试验和分析
n(t
3.2试验计划与预测
根据 Duane模型,有
In 6. (ti)--ina +mint; +e
(1)试验计划
电磁阀可靠性増长试验讣划分为3个阶段,即
内此,残差平方和为
预测阶段、可靠性增长试验阶段?使用验证阶段。
①预测阶段根据该电憶阀的历次使用情况,
2-〉ln2ル+Ina-mln2(8)得出初始使用次数和对应的失效次数,并求出初始
在残差平方利最小的情况下可得到a与m的MTBF值。根据电阀在设各中的使用情况给出
最小二乘估计(LSEB),为
MTBF的目标偵
②可靠性增长试