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工程机械电气系统的可靠性设计

发表时间:2017-05-19 作者: 李荣涛   来源: 互联网
在工程机械电气系统设计中,按照可靠性设计的原则对设计的各个环节进行综合考虑,包括发动机的起动、停车控制,传感器的选型,负极线的接线方式,线束的设计和布呈,控制软件的版本选择的防护措施等。

    引言

    工程机械是我国制造行业的重要组成部分,是我国制造业中发展最快、发展平稳、经济效益和产品市场前景较好,并已形成与国外产品有较强竞争力。

    1.电气系统设计

    电气系统的设计是否合理,直接关系到整机电器件的正常工作与否和全车的安全性,因此电气系统设计出发点基本都是以安全为主。电气系统的设计需要综合考虑各方面的因素,包括成本、性能、电器件型号等。

    (1)了解掌握《电气设计任务书》的技术要求和全车电气配置情况,进行原理图构思;再根据整机和其他各系统需求,进行电气系统原理图的设计和绘制。在进行原理设计时,要着重考虑主机的性能参数以及主机的功能。

    (2)成本分析:设定电气系统整体成本目标。在整体预算的范围内,考虑电气系统所占的比例和成本控制策略。

    (3)电器件选型:在成本预算范围内,选择满足性能参数的电器件厂家和型号。

    (4)整机线束设计:根据整机结构布局,进行线束的设计和绘制,主要考虑电气件的接插件型号以及线束的保护方法。

    (5)电气系统装配设计:根据整机的结构合理地对电气系统进行装配设计。

    上述为电气系统设计常用的方法,并形成了电气设计的技术性文件,下面就以工程机械的装载机为例对本方法进行验证。

    2.可靠性设计

    1)制定元器件大纲。主要内容包括:元器件控制大纲、元器件的标准化、元器件应用指南、元器件的筛选等。

    2)降额设计。就是使元器件或设备工作时承受的工作应力适当低于元器件或设备规定的额值,从而达到降低故障率、提高使用可靠性的目的。

    3)简化设计。就是在保证产品性能要求的前提下,尽可能使产品设计简单化。简化设计可以提高产品的固有可靠性和基本可靠性。

    4)余度设计。是系统或设备获得高可靠性、高安全性和高生存能力的设计方法之一。特别是当元器件或零部件质量与可靠性水平比较低、采用一般设计已经无法满足设备的可靠性要求时,余度技术就具有重要的应用价值。

    3.装载机电气系统设计

    1)原理图设计。经过与发动机、变速箱、液压等系统沟通,确定各个系统需求,完成原理图绘制。下面以装载机为例进行分析,电气系统原理图包含以下内容:(1)电器件符号和标志原理图须根据相关国家标准采用行业内普便使用和认可的符号和标志来代表相应电器件,在线路一侧按顺序依次标出字母和数字,即代表相应电路的线号和线径。(2)由于电气系统电器件繁多,连接线路更是复杂,原理图中一般也会将整套线束中使用的接插件和各接插件孔位表示出来,并且用序号进行区分。线束与线束之间、线束与电器件之间是通过接插件来连接的,根据导线的截面积和通过电流的大小合理选择接插件。

    2)成本分析。按照电气系统在整机所占比重,充分考虑每个电器件的性价比,在整体预算范围内,综合整机的工作环境和电气系统技术要求,选择性价比较高的电器件。以3吨装载机为例,电气系统整体成本基本应控制在4000元以内。