本發(fā)明涉及煤巖截割機(jī)械，具體涉及一種截齒系統(tǒng)可靠性分析方法。

背景技術(shù)：

1、截齒系統(tǒng)作為懸臂式掘進(jìn)機(jī)最關(guān)鍵的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，承擔(dān)著破巖任務(wù)，其可靠性直接決定了掘進(jìn)機(jī)的工作性能和使用壽命，對(duì)煤礦井下的掘進(jìn)效率以及隨之產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益有直接影響。通常，可以通過兩種途徑來提高截齒系統(tǒng)可靠性，一是提高截齒系統(tǒng)中截齒的可靠性；二是研究截齒系統(tǒng)更為合理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。受原材料性能、熱處理方式、焊接質(zhì)量等技術(shù)水平的制約，截齒的可靠性提升遇到了瓶頸。因此，對(duì)截齒系統(tǒng)可靠性進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，是指導(dǎo)截齒系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、維修決策和備件管理的重要依據(jù)?，F(xiàn)階段雖然對(duì)截齒系統(tǒng)可靠性的評(píng)估方法進(jìn)行了廣泛研究，但還沒有一個(gè)同時(shí)考慮到環(huán)境、區(qū)域和聚集度對(duì)截齒系統(tǒng)可靠性的影響的技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題或者至少部分地解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N截齒可靠性分析方法。

2、根據(jù)第一方面，一種截齒系統(tǒng)可靠性分析方法，所述方法包括：

3、s1：獲取煤巖硬度，根據(jù)煤巖硬度確定不同煤巖硬度下對(duì)應(yīng)的截齒允許失效數(shù)量，基于所述煤巖硬度和對(duì)應(yīng)不同煤巖硬度的截齒允許失效數(shù)量建立截齒系統(tǒng)環(huán)境可靠度模型；

4、s2：將截齒系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)劃分條件劃分為不同區(qū)域，確定劃分后各區(qū)域內(nèi)的截齒允許失效數(shù)量以及截齒系統(tǒng)總體截齒允許失效數(shù)量，基于失效截齒數(shù)量、各區(qū)域內(nèi)的截齒允許失效數(shù)量以及截齒系統(tǒng)總體截齒允許失效數(shù)量建立截齒系統(tǒng)區(qū)域可靠度模型；

5、s3：獲取截齒實(shí)時(shí)位置信息，根據(jù)所述截齒實(shí)時(shí)位置信息以及距離閾值確定聚集效應(yīng)下的允許失效數(shù)量，基于失效截齒數(shù)量和聚集效應(yīng)下的截齒最大允許失效數(shù)量建立截齒系統(tǒng)聚集度可靠度模型；

6、s4：結(jié)合所述截齒系統(tǒng)環(huán)境可靠度模型、截齒系統(tǒng)區(qū)域可靠度模型以及截齒系統(tǒng)聚集度可靠度模型，建立截齒系統(tǒng)可靠性分析模型。

7、優(yōu)選的，步驟s1中，根據(jù)煤巖硬度劃分不同的煤巖環(huán)境，定義任一煤巖環(huán)境下的對(duì)應(yīng)不同煤巖硬度的截齒允許失效數(shù)量和單部件可靠度，根據(jù)全概率公式，建立截齒系統(tǒng)環(huán)境可靠度模型，截齒系統(tǒng)環(huán)境可靠度模型的可靠度公式為：

8、

9、式中，ej為系統(tǒng)所處的第j種環(huán)境，為第j種環(huán)境下系統(tǒng)的截齒允許失效數(shù)量，為第j種環(huán)境下單部件的可靠度，p(ej)為全概率公式，e為所包含最大不同環(huán)境數(shù)量，為從n個(gè)部件中選擇i個(gè)部件的組合數(shù)，n為部件總數(shù)。

10、優(yōu)選的，步驟s2中，根據(jù)截齒系統(tǒng)鉆進(jìn)煤巖的順序，將截齒系統(tǒng)按預(yù)設(shè)劃分條件劃分為不同的區(qū)域，截齒系統(tǒng)區(qū)域可靠度模型的可靠概率公式為：

11、

12、式中，nf為失效部件數(shù)量；s為截齒系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)劃分條件劃分區(qū)域數(shù)量；為第l個(gè)區(qū)域允許失效的部件數(shù)量；sl為系統(tǒng)的第l個(gè)區(qū)域；為第l個(gè)區(qū)域的部件總數(shù)；k為截齒系統(tǒng)總體截齒允許失效數(shù)量；g為系統(tǒng)的第l個(gè)區(qū)域任意部件數(shù)量；

13、基于截齒系統(tǒng)區(qū)域可靠度模型的可靠概率公式，得到截齒系統(tǒng)區(qū)域可靠度模型的可靠度為：

14、

15、優(yōu)選的，劃分后各區(qū)域內(nèi)的截齒允許失效數(shù)量的和大于截齒系統(tǒng)總體截齒允許失效數(shù)量，劃分后各區(qū)域內(nèi)的截齒允許失效數(shù)量均小于截齒系統(tǒng)總體截齒允許失效數(shù)量。

16、優(yōu)選的，步驟s3中，失效的某一數(shù)量的截齒中任意2把的距離均小于距離閾值時(shí)形成的聚集效應(yīng)，某一數(shù)量指聚集效應(yīng)下的允許失效數(shù)量。

17、優(yōu)選的，截齒系統(tǒng)聚集度可靠度模型的可靠概率公式為：

18、

19、式中，為失效部件形成聚集的情況總數(shù)，nf為失效部件數(shù)量；r為單個(gè)部件的可靠度，n為系統(tǒng)部件總數(shù)量，na為可能因聚集而導(dǎo)致系統(tǒng)失效的失效部件最少數(shù)量；

20、基于截齒系統(tǒng)聚集度可靠度模型的可靠概率公式，得到截齒系統(tǒng)聚集度可靠度模型的可靠度為：

21、

22、優(yōu)選的，根據(jù)所述截齒實(shí)時(shí)位置信息以及空間坐標(biāo)系，獲取截齒坐標(biāo)；基于所述截齒坐標(biāo)搭建任意兩截齒間距離模型；基于所述任意兩截齒間距離模型構(gòu)建截齒系統(tǒng)所有部件的相對(duì)距離矩陣；基于所述距離閾值以及相對(duì)距離矩陣確定失效部件形成聚集的情況總數(shù)。

23、優(yōu)選的，截齒系統(tǒng)可靠度模型的可靠度公式為：

24、

25、截齒系統(tǒng)可靠度模型的概率公式為：

26、

27、式中，ej為系統(tǒng)所處的第j種環(huán)境，為第j種環(huán)境下單部件的可靠度，nf為失效部件數(shù)量，s為截齒系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)劃分條件劃分區(qū)域數(shù)量，為第l個(gè)區(qū)域允許失效的部件數(shù)量，sl為系統(tǒng)的第l個(gè)區(qū)域，na為可能因聚集而導(dǎo)致系統(tǒng)失效的失效部件最少數(shù)量。

28、本公開實(shí)施例提供的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

29、本發(fā)明實(shí)施例通過考慮環(huán)境、區(qū)域和聚集度對(duì)截齒系統(tǒng)可靠性的影響，分別構(gòu)建了環(huán)境、區(qū)域、聚集度單獨(dú)影響以及上述三種因素綜合影響下的截齒系統(tǒng)可靠性模型。本發(fā)明考慮環(huán)境、區(qū)域和聚集度影響的截齒系統(tǒng)可靠性模型符合工程實(shí)際，為截齒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化和可靠性改進(jìn)提供了有效的指導(dǎo)意見，同時(shí)為截齒系統(tǒng)的維修和備件管理提供了理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。

技術(shù)特征：

1.一種截齒系統(tǒng)可靠性分析方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種截齒系統(tǒng)可靠性分析方法，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種截齒系統(tǒng)可靠性分析方法，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種截齒系統(tǒng)可靠性分析方法，其特征在于：劃分后各區(qū)域內(nèi)的截齒允許失效數(shù)量之和大于截齒系統(tǒng)總體截齒允許失效數(shù)量，劃分后各區(qū)域內(nèi)的截齒允許失效數(shù)量均小于截齒系統(tǒng)總體截齒允許失效數(shù)量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種截齒系統(tǒng)可靠性分析方法，其特征在于：步驟s3中，失效的某一數(shù)量的截齒中任意2把的距離均小于距離閾值時(shí)形成的聚集效應(yīng)，某一數(shù)量指聚集效應(yīng)下的截齒允許失效數(shù)量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種截齒系統(tǒng)可靠性分析方法，其特征在于：截齒系統(tǒng)聚集度可靠度模型的可靠概率公式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種截齒系統(tǒng)可靠性分析方法，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種截齒系統(tǒng)可靠性分析方法，其特征在于：截齒系統(tǒng)可靠度模型的可靠度公式為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種截齒系統(tǒng)可靠性分析方法，通過考慮環(huán)境、區(qū)域和聚集度對(duì)截齒系統(tǒng)可靠性的影響，分別構(gòu)建了環(huán)境、區(qū)域、聚集度單獨(dú)影響以及上述三種因素綜合影響下的截齒系統(tǒng)可靠性模型。本發(fā)明考慮環(huán)境、區(qū)域和聚集度影響的截齒系統(tǒng)可靠性模型符合工程實(shí)際，為截齒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化和可靠性改進(jìn)提供了有效的指導(dǎo)意見，同時(shí)為截齒系統(tǒng)的維修和備件管理提供了理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：秦彥凱,賈炎,尚超,梁好,趙鵬程,范三程,權(quán)鈺云,葛秦龍,桑朋德,高瑞文,李杰,劉亮,賀志凱,龐新宇,張永飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山西天地煤機(jī)裝備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6