JB T 6881-1993 泵可靠性测定试验.pdf

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1、J71 中人民只行业准JB/T 6881-93 泵可靠性测定试验1993-07-13发布1994-07-01实施中华人民共和国机械工业部发布中华人民共和国机械行业标准JB/T 6881-93 泵可靠定试验1 主题内容与适用范围丰标准规定了泵可靠性测定试验的指标选择、抽样规定、故障判据、试验程序以及试验数据处理方法等。可靠性测定试验是测定泵可靠性特征值的试验.目的是确定泵实际达到的可靠性水平，以便把这些资料记入技术文件回本标准适用于需要了解可靠性指标量值的泵产品.并对试验室和现场两种可靠性试验方式均适用。2 51用标准GB 3187 可靠性基本名词术语及定义GB 5080.4 设备可靠性试验可靠

2、性测定试验的点估计和区间估计方法(指数分布)3 可靠性指标及定义3. 1 平均寿命(meanlife) a 平均无故障工作时间(meantime between failures-MTBF) 粟运行中相邻两故障间工作时间的均值.b. 失效前平均工作时间(meantime to failure-MTTF) 泵从开始运行到发生不便于修理的故障时工作时间的均值c 平均检修寿命(meanoverhaullife-MOL) 军运行到需要解体检查修理时工作时间的均值-3.2 平均修里时间(meantime to repair-MTR) 直从发现故障到恢复规定功能所需时间的均值。3.3 有效度(availa

3、bility-A(/) 军在规定的时间区间内具有或维持真规定功能的概率-3.4 可靠度(reliability-R (/) 军在规定的条件下和规定时间内.完成规定功能的概率.上述各项指标的观1日l值求法按GB3187中的规定。4可靠性指标的选择4. 1 可以修复的泵产品可靠性指标应选用平均无故障工作时间(MTBF)和平均检修寿命(MOL)。4.2 某些原则上虽然可修复但是进行修理很不方便或很困难甚至是不可能修复的泵，可以当成平可修夏产品处理(如深井革和某些船用泵等).其可靠性指标选用失效前平均工作时间(MTTF).4.3 当有条件收集到泵维修数据的情况时，除4.1条或4.2条外，可靠性指标可同

4、时选用平均修复时间(MTTR)和有效度(A(t).工程上习惯称有效度为可用率，当故障问隔时间和维修间隔时间均服从指数分布时，有效度为z机械工业部1993-07-13批准1994-07-01实施J8/T 6881-93 MTBF A(,) 口平百rI lIlT平育MTBF+ MTTR 4.4 当考核泵的零、部件时(如叶轮、机械密封等)，除选用以上指标外，可靠性指标还可选用可靠度R(,) 5 抽样规定5. 1 抽样的目的是为了减少试验台量.节约费用，但必须保证样品的试验结果能够代表整批泵的水平。5.2 泵的可靠性测定试验用于下述情况:a 研制的模型或样机5b 批量生产.且体必须在本质上是同一的，也

5、就是说同一且体的泵是以相同的方法和稳定的工艺条件生产装配的，以保证可靠性试验具有代表性.如果可以证明泵的可靠性水平与泵的规格无关，方可将同型号不同规格的泵作为一个总体处理.受试泵必须从所代表的且体中，按随机方式一次计数抽样。5.3 现场可靠性试验应注意选点ga 用户的使用条件应与设计说明条件一致$b. 尽量优先选择被考核产品使用量大的用户:c 如选择多家用户，应注意考查具有相同或基本相同的使用条件-5.4 试验室试验应抽取同年生产的同一规格型号的军不少于3台。现场试验应从同时期运行的同一规格型号的泵中抽样，样丰量不少于5台，对于年产量超过150台的同种规格型号泵抽样量不少于15台.5.5 对现

6、场试验的泵产品，为尽可能多的暴露故障，样本量不一定要多，但需保证足够的试验时间，同时要保证受试泵的投运时间不应相差太犬。5.6 现场试验时，一般情况下应优先选择完全样本试验，即试验到每台抽样受试泵的检修寿命期为止。对于平均检修寿命较长的泵(MOL注3年)，可选择不完全样本试验.6 故障判据6. 1 故障凡是不能按订货数据单要求的运行工况完成其规定功能，或其性能指标劣化至允许范围以外的切现象就是故障.6.2 表现形式在额定扬程下流量达不到规定值或满足不了用户的使用值，不正常的外部泄漏、振动烈度大、润滑不良、局部过热、不正常的频繁更换易损件等都属故障.6.3分类I类故障危及人身和设备安全.造成重大

7、经济损失的故障.如断拙，炸裂等.E类故障主要零、部件严重损坏，需解体检修的故障.如叶轮裂纹、更换机械密封和轴承等.E类故障二泵功能下降，可用更换易损件和附带工具在较短时间内便于维修并容易排除的故障。如换填料等.N类故障一一不影响泵的功能和使用要求且无需停机而轻易排除的故障.如标牌脱落、轻微泄漏等-6.4 判据6. 4. 1 由于1 n m类故障引起的非计划停机均判为一次故障.6. 4. 2 有计划停机检修不计人故障次数，按计划更换易损件也不计入故障次数.6.4.3 lV类故障以及其他由于泵本机以外的原因引起的从属故障，如仪表失灵、误操作等均需记录但2 JB/T 6881-93 不计人故障次数-

8、6.4.4 故障类别的判定应以最终造成后果的严重程度为依据.6.4.5 由于各种泵的结构不同，同一名称的故障所致后果及排除的难易程度会有较大差别，因此要根据具体情况确定故障类别.6.4.6现场使用中如发现泵的若干个参数偏离了规定的使用范围，而且不能证明它们是同个原因引起的，则每一个参数的偏离都认为是受试泵的一次故障，有几个原因就认为是几次故障，若是由同一原因引起，则认为是一次故障.7受试产品的要求7. 1 受试产品应接第5章的规定抽样.7. 2 受试产品必须是检验通过的合格品，而且在完成性能参数试验之后应进行解体，只有当未发现零、部件有什么不正常的痕迹时才允许进行可靠性试验.7. 3 可靠性试

9、验可以在专门的试验台上进行.也可以在使用现场进行，但运行工况应在设计规定的工作范围内，运行环境应符合被试泵的使用说明文件的有关规定.7. 4 试验室试验应在规定工况下进行，并要配计时器，允许果用加速试验方法，但必须证明所用方法不改变失效模式和失效机理且加速量数足够准确.7.5 在使用现场实际工作负荷下进行试验时，其设备应具备下列条件=a 可以测定泵的扬程、流量、功率，测定精度不要求太高，方法不限sb 可以测量为判断泵的运转是否正常需测定的量，如轴承温度、外部世漏量、某些部位的压力或压力差等5c 事故保护或监测装置齐备.7.6 应对允许更换的部件和零件作出计划-8 试验程序8. 1 试验记录从给

10、定的泵产品且体中，随机抽取规定数量的样品投入规定的试验过程，记录和逐次罩积所有受试辜的相关试验时间、故障间隔时间和相关失效数，并记入表I中.8.2 相关试验时间受试泵相关试验时间根据GB5080.4的规定(见图1)确定.受试产F数￥失效 失效数矗1 b tm.1 一营. LA 4 白.，营，., tm.2 图1受试泵相关试验时间相关试验时闹t,., +tt., 白.+自.d白J tm.l+tm.2 h . . T=Tk_l+ .I 营m.j=1 j 试验进程3 试验地点军工作环挠5】受试罪顺序号章开始试验日期泵的运行记录表章投运日期噩工位号表1萨试验方案盖型号选用可靠性指标罪名称观测者姓名军制

11、造厂L目叶趴甸甸回响WUW军的实际工扭军的故障军的检悻扬程H商量Q功率N转速n效率，振动啤声陆障宜生除障发生罩积相到故障故障阱间隔故障捕除故叫工作量操作耗用检悖m m3fh kW r/min % mm/s dB 序号日期、验时间原因丑部值时间类别世时间人小时特点材料工具军设计点工况班量m3/h，h程m , 功率kW，转速r/minl率%，振动mm/Sl喋声dB 酣量时辑l20)，除采用数值分析方法以外还可采用图分析法.另外无论是大样本还是小样本如果有计算机编程能力时，应采用随机截尾处理方法. 图分析法利用各种概率纸如正态、威布尔、对数正态概率纸)对可靠性试验所获得的数据进行描点、估计分布参数和

12、可靠性特征值的方法gb. 数值分析法一一利用概率模型和统计模型进行可靠性指标估计的数学方法sc 随机截尾法一一对于不符合完全样本或不完全样丰中定时或定数截尾试验方案，所获得的可靠性试验数据如产品中途退出试验或既有故障卫有无故障的现场试验数据的情况)所采取的种特殊处理方法.11. 2 通过试验得到的数据，按泵的型号规格何不同的环境矗件区分各自母体，记入表1中。供整理的原始数据是z试验泵的台数川邑故障数 每台泵第z次故障的工作时间骂，故障间隔时间ti =Ti-Ti-11 罩积相关试验时间T三tiQ i 1 其中T，和Ti-1，分别为第2次和第i-1次故障发生时已运行的总工作时间.11. 3指数分布

13、当泵产品的寿命服且指数分布肘，得到MTBF指标后，就可相应得到j其他指标(如夫效率L叮靠度R等)的点估计值2MTBF主 一前f(3 ) . . . . . (4) R(r) = exp( 主-). . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 5 ) MTBF 区间估计(置信度Y=1-a=O.7)。定数截尾单侧置信下限;定时截尾单侧置信下限=2T MTBF? .;一-(6) 一(2，.)- tX!(2r) exp( 、运R的运1. . . ( 7 ) 2T 2T 商TBF注. . . . . . (8 ) ,_- X!(2r + 2) tX叮忏+川exp(一一一百

14、了一一一运R(叶运1 (9 ) 其中X()分布见表2.6 P(X2 X) = 0.35时) 11. 4. 3 按以下公式计算泵的平均无故障工作时间和平均检修寿命.来用正态分布时，L = 11.4.2 . (! 6) 阳市F而F一主STU , (17) 而L商前去S，9 式中二二和三.iE表3中选取。.fr . .;n 最用威布尔分布时JB/T 6881-93 丽TBF K , PZStb (18) 而E=tltEOLJ.叫式中叫由表3中选取.K，与b值由表4或因2中选取. , (n茸r).r,; 3 0.6125 4 0.489 5 0.421 6 O. 376 7 0.342 8 0.317

15、 9 0.296 10 0.279 11 0.265 12 0.253 13 0.242 14 0.232 b O. 365 3.0 0.420 2.5 0.444 2.4 0.461 2.3 0.480 2.2 0.498 2. 1 0, 523 2. 0 O. 547 1. 9 0.575 1. 8 0.605 1. 7 0.640 1. 6 10 和正态分布矗数午和r，的值v. (.或r)O. 70 15 0.73 16 0.75 17 0.76 18 0.77 19 0.78 20 0.79 21 0.80 22 0.80 23 0.81 24 0.81 25 0.82 表4威布尔分布

16、系数K, , 0.893 0.837 0.887 0.910 0.887 1. 00 0.886 1. 11 0.886 1. 26 0.886 1. 46 0.086 1.74 0.887 2.24 0.889 3.14 0.892 5. 29 0.897 15.83 , .r,; r , 0.224 0.83 0.217 0.83 0.210 0.84 0.203 0.84 0.198 。略85O. 193 Q.85 O. 187 0.85 o. 182 0.85 0.178 0.86 0.174 O. 86 。1710.86 b K. 1. 2 O. 941 1. 1 O. 965 1.

17、 0 1. 0 0.9 1. 05 0.8 1. 13 0.7 1. 27 0.6 1. 50 0.5 2.0 0.4 3. 32 0.3 8.86 。.2120 , 3 1 1 1 J8fT 6881-93 -1 I I I 1 1 1村寸斗一卡-l 士寸十-l -1 斗斗t! l寸I I-7 寸F也VFl , I I !一卡寸+ l -TI I I I Il 。5 O. , 0.3 I -+ 【寸l ll 卡一H-1才l十u l r J i l|寸I I I 寸I I , I l l 1 丁丁I I寸111111111 寸寸l斗寸1寸!. 111斗-!，、, b O. 5 。2 1 1.

18、5 Kb 图2威布尔分布系数1 1 J8fT 6881-93 ll. 4. 4 计算平均修复时间的方法与11.1.11.4. 2和11.4. 3条的规定类同，只是泵的修复时间包括故障诊断、修理准备及修理实施时间之和.11. 4. S 当己知平均修复时间后，有效度A(t)值就可以按观测值公式或根据参数分布规律求得.11. 4. 6 可靠度指标可按式(5)、式(7)、式(的或用图佑法求得.11. 4. 7 通过以上计算得到的可靠性指标，记入技术文件时应圆整成整数.平均无故障工作时间和平均检修寿命以及失效前平均工作时间和平均修复时间由最接近的R级数旱(100、120、160、200、250、320、

19、400、500、630、800、1000.)中选取.11.4.81￥放度和可靠度由最接近的R40级数系(0.5.0.53.0.56.0.60.0.63 , 0.67.0.71.0.75 , 0.80. 0.85.0.90.0.95)中选取.11. 5 试验报告试验报告必须完整到足以为最后评定产品提供可靠的依据.一般应包括下列内容ga 试验大纲，包括试验方案、试验计划、试验仪器、抽样规定等。b. 原始数据记录ac 数据分析报告zd 故障分析报告ge. l1J靠性保证措施报告Bf 试验结果总结报告:g 建议措施报告，h 可靠性增长报告.12计算实例12 一组试验泵产品共五台，按试验结果.确定其平均

20、寿命。试验数据如表5 表5故障时的植障号草号且运行时间T h 分号总号l 634 1 3 1054 2 7 1796 3 10 2492 4 15 。L=39395 19 2 551 l 2 765 2 4 2148 3 14 。L=2S124 16 3 512 i l 1022 2 6 3014 3 17 。L=41554 20 4 1126 1 8 1672 2 9 OL=2121 3 13 5 856 l 5 1907 2 11 2032 3 12 。L=30234 18 相邹西在故障同的主行时间，.h 634 420 7.12 696 1447 551 214 1384 364 512

21、 510 1992 1141 1126 546 449 856 1051 125 991 J8/T 6881 - 93 接第11章所列相关公式计算被试革的MTBF和MOL.试验泵的台数11= 5;且故障数r=20;累积相关试验时间T15750h. 确定无故障工作时间的分布.按式(10)计算平均无故障工作时间的观测值. . ,t; 商于霄 15罚。 -一一=V788hLU 按式(2)计算无故障工作时间的试验均方根差22:;0.35.根据11.4. 2条规定采用威尔布分布，按式门的计算平均无故障工作时间g商TBF= K. 号2:;，.由表3中选取，当r=20时，气=0.85K.由表4选取或由图2查

22、得，当时=0.589时.6=1.75.K.=0. 89 为计算列表7如下g表7T 1/1 2 1/1 t ti 1. 1 643 79430 551 62664 510 54733 420 38966 214 11974 1992 593959 742 105489 1383 313645 1141 224001 696 94311 364 30334 1126 218873 1447 3394154 512 55109 546 61672 14 2:r15 = 2837617 百丰百王_ 10.85 = 0.89 .1一一VX 2837617 = 713 h V 20 确定检修寿命的分布.按

23、式(11Jit算平均检修寿命的观1日l值g2:;OL, 商号=1 15750 = =-一一-=3150h h 按式(I3Jit算维修寿命的试验均方根差sSL = 为计算Sc列表8如下s理号n 1 2 3 4 5 2:; (OL，一丽在沪2:; (OL, -3150泸4二1一14 表BOLj OLj-3150 3939 789 2512 -638 4155 1005 2121 1029 3023 一1272:; (OL, - 3150) = 3114560 SL = 2且经EE=J开丽40=882h 5 -1 , ti 1. 1 449 43796 856 135466 1051 194001

24、125 4673 991 175037 OLj-3150)2622512 401044 1010025 1058841 1629 JB/T 6881- 93 按式(1日计算试验变异系数aI)L =击882/3150 0.28 因为vLO.35，根据11.4. 2条规定采用正态分布，按式(7)计算平均检修寿命zMOL商贾-:_ x S, 3150 - :_ X 882 .; 、I, n=5时由表3取毛O.421 V 商E二3150- 0.421 X 882 2780 h 记入技术文件时.MTBF可圆整为800h.MOL可圆整为2500h. 附加说明:本标准由沈阳水泵研究所提出并归口.本标准由沈阳水泵研究所负责起草.丰标准主要起草人史殿魁.15 肉串HEE唱同因国华人民共和机横行业标准泵可靠性测定试验中J8/T 6881-93 机幢工业部机幢标准化研究所出版盎行机械工业部机械际准化研究所印刷(;tl宫8144自梧邮编100081)不得翻印 版扭专有印张lf字盘川001994年4月第一在印酣定价皿元 1/16 开本880X1230 1994年4月第一脏印量。0.001-1000蝠号1173