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【doc】柴油机高压泵螺钉断裂的可靠性研究.doc

【doc】柴油机高压泵螺钉断裂的可靠性研究

只是也许会幸福
2018-12-24 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《【doc】柴油机高压泵螺钉断裂的可靠性研究doc》,可适用于社会民生领域

【doc】柴油机高压泵螺钉断裂的可靠性研究柴油机高压泵螺钉断裂的可靠性研究第卷第期年月武汉理T大学(鸯至袭差)JournalofWuhanUniversityofTechnology(TransportationScienceEngineering)VoNoAug柴油机高压泵螺钉断裂的可靠性研究*梁前超彭彪倪蔚睦姚坚李伍生(海军工程大学"武汉)(海军保障基地"武汉)摘要:利用可靠性原理分析了柴油机高压泵螺钉断裂的故障分布及故障模式实船测量了高压泵端盖埋头螺钉的预紧力及动态载荷测量结果表职端盖螺钉组按规定二次对角拧紧,导致动载偏大,从而出现疲劳破坏问题解决后,疲劳强度计算表明此时螺钉的疲劳强度足够,不会出现疲劳破坏柴油机可靠性指标有较大提高关键词:可靠性预紧力疲劳强度应变测试中图法分类号:TE柴油机高压泵故障的可靠性分析柴油机及其零部件的故障分布虽有多种多样,但常见的是指数分布,正态分布,对数正态分布和威布尔分布由于威布尔分布适用性强,可以包括常见的几种分布,从舰船维修的角度来看,可重点研究威布尔分布所以利用现场数据进行可靠性评估时,用两参数的威布尔分布处理,并用最zb乘法(线性估计法)进行分布假设检验和参数估计引威布尔的密度数为厂(f)一(f)mexp一''式中:t为尺度参数为形状参数,一时t为指数分布,m时为正态分布(近似)分布参数估计)现场数据处理采用残存比率法)计算有关指标:()失效比率X(,),(十):At十内失效的样本数,时刻残存的样本数()残存比率(f)一一x()()可靠度R()一IlS(,)()xIn(f)()Y一lnlnR(f))经过前两步的处理,可以转人下面的参数估计当然对于机件则可以直接进入下面的参数估计采用最小二乘法将威布尔分布函数R(f)一exp(一ft)取二次对数后变为Y=bXA形式式中:X,y对于设备一级产品如前述(),(),对于机件一级产品则应按相应的现场数据计算图为现场数据是指数分布曲线图为现场数据是威布尔分布曲线计算机程序可以自动计算各参数值并检验分布结果图指数分布曲线回归后得回归系数如下y==aYbx一Bz一相关系数xYxYE(x一)(y一)'式中:InxyInyx=Inxi=lilil收稿日期:一ll梁前超男,岁,博士,副教授主要研究领域为柴油机可靠性工程及仿真国防重点科技攻关项目资助武汉理工大学(交通科学与工程版)年第卷yz:liyz一ix:n壹yz预紧力测试llf=l一In=当相关系数r时,说明回归系数的结果较好当r(时,可去掉个别异常样本再进行处理最后可以得到威布尔分布系数参数点估计,形状参数一,尺度参数~exp{n{实际数据图威布尔分布曲线)可靠性指标量值的计算根据计算出的威布尔分布参数,可以按下列公式计算常用的可靠性参数()可靠度R(,):exp(一,to)()失效率(,)=(mt)t一()平均寿命丁BF=r(m)()寿命方差D(,)Er()一厂(m)()可靠寿命一(lnR)"()中位寿命一~(nl)()特征寿命一(,)计算机程序自动计算各参数值,并进行参数估计后的检验,作出检验结果是或不是该分布某舰主柴油机高压油泵端盖螺钉经常发生断裂事故,并导致漏油,存在火灾隐患,且更换螺钉断头困难,急需消除该故障文中针对高压泵故障数据采用计算机分析计算,得出其故障分布规律为威布尔分布故障模式为高压泵上方的个关键压紧螺钉疲劳断裂其薄弱环节是高压泵螺钉受力不均匀,导致其他螺钉从个别断裂发展到多个断裂,从而导致高压泵漏油,柴油机被迫停车利用可靠性计算软件,从现场数据处理后得出攻关前的MTBF=h,采用如下的攻关措施提出次对角拧紧螺钉方案,通过测试螺钉预紧力,动载荷,对其进行了疲劳强度计算,结果表明次对角拧紧方案能消除螺钉断裂故障,可靠性指标有较大提高,M丁BF一h在高压泵个端盖螺钉光杆部位两侧沿轴向贴个应变片,用YJ一型静态电阻应变仪及PR一型预调平衡箱测试预紧力个端盖螺钉按规定次对角拧紧(第次Nm,第次lNm),各螺钉预紧力(应变)分布图如图所示个端盖螺钉次对角拧紧(第次Nm,第次Nm,第次lNm),各螺钉预紧力(应变)值如图所示由图,图可见,按规定次对角拧紧,各螺钉预紧力分布不均匀与平均预紧力相比螺钉高出,螺钉低了按次对角拧紧,各螺钉预紧力分布较均匀与平均预紧力相比次对角拧紧测量中最高正偏差为,最高负偏差为均匀性得到改善按要求施加预紧力后不卸载再用Nm预紧,整个螺钉组的预紧力水平基本上没有增加,均匀性得到改善一次对角拧紧补加lNm一再补加Nm"陲:r,,,图次对角拧紧预紧力分布图十次对角拧紧补加十再补加图次对角拧紧预紧力分布图动载荷测试利用YD一型动态电阻应变仪和TDS一型数字示波器测试了次对角拧和次对角拧紧时个端盖螺钉在不同转速下所受的动载,螺钉动载随转速变化如图,图所示其中个端盖螺第期粱前超等:柴油机高压泵螺钉断裂的可靠性研究钉在动载荷实艇测量过程中螺钉和螺钉应变片损坏,只得到个螺钉的动载荷值nrrain一图次对角拧紧螺钉动载荷(应变)值螺钉,一螺钉一一一亭暑r^rrain一'图次对角拧紧螺钉动载荷(应变)值由测试结果看出,端盖螺钉所受动载随转速的增大而增大,基本上呈线性变化次对角拧紧使端盖螺钉组预紧力分布均匀,动载也相应要均匀些,最大动载与最小动载之比为倍而次对角拧紧时最大动载与最小动载之比为倍同一转速下,各螺钉的动载不是均匀分布的,相差很大,如次对角拧紧在rrain时,螺钉所受动载是螺钉所受动载的倍,在拆卸螺钉时发现:次对角拧紧方案测量中,螺钉很松,旁边两个螺钉较松,螺钉和螺钉手拧不动,很紧次对角拧紧方案测量中,螺钉较松,螺钉特紧,螺钉和螺钉正常螺钉组动载荷测试结果说明,预紧力大,所受动载就小预紧力小,所受动载就大结论)通过现场故障数据,进行了可靠性理论分析,得出了高压泵故障分布与故障模式,提出了改善高压泵螺钉寿命的方法,结果表明其可靠性指标有较大提高)个端盖埋头螺钉分两次对角拧紧,各螺钉的预紧力并非是均匀的而分次对角拧紧,各螺钉的预紧力基本上是均匀分布的个端盖螺钉按要求施加预紧力后不卸载再用Nm预紧,整个螺钉组的预紧力水平基本上没有增加,而均匀性得到一定改善)某舰主柴油机高压泵端盖埋头螺钉按次对角拧紧方案施加预紧力,工作h后用ONm转矩补加预紧力,至今未出现端盖埋头螺钉断裂现象参考文献甘浪雄船舶在桥区安全航行可靠性分析武汉理工大学(交通科学与工程版),,():,WuXB,LiQB,ZhaoYH,etaAccretiondiskiustability,APJ,():,梁前超柴油机喷油器的有限元计算与可靠性提高内燃机工程():~曾正明实用工程材料技术手册北京:机械工业出版社,,OnReliabilityofIimmergingBoltbreakinginDieselPumpLiangQianchaoPengBiaoNiWeimuYaoJianLiWusheng(NavalUnivofEngineering,Wuhan)D(NavalEnsureBase,Wuhan)AbstractBymeansofthereliabilityprinciple,thecalculationandanalysishavebeenmadeforimmergingboltbreakinginthedieseThemethodisbasedonthestrainmeasuring,thebeforehandstressesanddynamicstressesofimmergingboltsinahighpressurebumparemeasuredItindicatesthatthebeforehandstressesarenoteveniftheboltsarefixedaccordingtOtwicediagonallineinstallingThecalculatingresultsoffatiguestrengthforboltsshowthattheirfatigueinvalidationwouldnothappenAtlast,thereliablilityenhancementofdieselengineiswellreceivedKeywords:reliabilitybeforehandstressfatiguestrengthstrain'Smeasuring

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