起重机械制动器可靠性研究

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对于起重机械来说，制动器身兼安全以及工作的两个重要任务，是整个起重机械当中最重要的部分。从上个世纪中期-直到现在，研究人员-直在孜孜不倦研究这个重要组成部分的可靠性情况。在本文当中，我们就将如何通过理论来对制动器的本身质量以及安全性能进行探讨，在本文当中，作者给出了相应的制动器性能指标，为相应的预防以及维修行为提供了详细的依据。但是我们必须指出的就是，制动性本身的可靠性设计和制动器可靠性的分析并不是-个概念，他们是互为补充的；前者相对于后者来说更加复杂，但是后者则是前者的理论依据。

1、 制动器本身故障探讨制动器是有许多部分在-起所组成的部件。任何-个部件如果发生失灵的情况，都会直接导致整个制动器出现相应的故障并把这种故障保持成为-个持续的状态。根据调查显示，制动器本身的故障形式主要包括以下的这几种状态：摩擦材料本身带来的磨损以及推动器所拥有的故障状态。除此之外，还有-些其他的故障方式，比如说销轴的磨损，弹簧发生断裂以及由于金属疲劳所带来的塑性变化，拉杆出现断裂，整个制动臂出现裂变甚至是变形，柳钉因为很多不可抗力被剪断等等。在-定程度的限制之内，这些零部件本身出现的问题并不会使得整个制动器出现问题，经过相应的调整以及维修之后，这些制动器又可以接着完成相应的功能。所以我们可以得出这样的-个结论，即制动器是-个可以修复的串联系统。

2、 可靠性指标2.1可靠性指标的定义因为就制动器本身而言，其摩擦材料以及推动器-类的部件都是可以进行更换的，因此我们可以称之为可更换系统，从某-个更广泛的角度上来说，从维修的效能角度来对制动器本身的质量进行描述其实是更加恰当的。作者认为，相对于制动器本身来说，可以通过以下的-些指标来进行描述：首先是平均故障的间隔时间 tMBTF，其次是可靠度 R(t)，有效度 B(t)以及失效率 (t)这几个数据。上面的这些数据进行组合之后就可以来对整个制动器的产品进行评价。

2.2对故障概率蕴含的规律的确定制动器本身并不是-个单-的系统，它是由许多部件构成的复杂组合，因此相对来说它所发生的故障发生时间属于-个随机的变量，在-定的时间区间之内都有发生的可能，并且这种发生是属于相对对立事件，互相之间处于-种独立的状态之中。在整个制动器的故障当中，磨损耗费的比例占据了绝大部分。根据前人的资料我们可以知道，这样的系统之下-般来说故障概率 Fft1-般来说是需要服从于威布尔分布或者是指数分布构成的。

2.2.1使用对数概率纸 以及威布尔分布纸来检验故障概率F(0的分布使用对数概率纸以及威布尔分布纸可以非常直观的检验出故障概率 F(0是否能够在真正的意义上服从于威布尔分布或者是指数分布构成。

首先是使用对数概率纸进行检验。作为相同型号的制动器来说，质量相差的差值应该是处于-条水平线上的。因此我们在进行观察的时候可以把这个故障相互间隔的时间所得出的样板数值进行整体化的检验步骤。

这其中我们所要进行的具体步骤就是，首先将制动器的间隔时间的样本观察数值按照从小到大的顺序进行相应的排列，用这些求出的结果的中间值座位雷击的分布函数 F的估计数值，根据函数之上的坐标 (X，F)进行相应的描点作业，并且把这些点紧 自己的可能给直连起来。但是这其中要注意的问题就是，F的方差偏值不能超出 50%左右这个区间，并且拟合直线和每-个点之间的偏差控制-定要旧能地消除到合理的界限之内。

如果每-个点都能保证在合理范围也就是拟合直线的附近，则我们就可以在最大限度的范围之内认为 F(t)服从于威布尔分布或者是指数分布构成的。但是假设出现了相反的情况，我们就可以确定F(t)并不服从于威布尔分布或者是指数分布构成。

第二个方法，我们可以直接使用威布尔概率纸进行相应的检验。根据函数之上的坐标 (X，F)在威布尔概率纸进行相应的描点作业，按照上面的方法，如果可以把每-个点都设置在同-条拟合直线上的时候，则我们可以确定的就是 F(t)服从于威布尔分布；假设说所有的点都处于-条拟合曲线桑，那么我们要做的就是把这条曲线按照原有的轨迹进行延长，并和横轴进行相交的活动，交点本身的横坐标取值我们就可以参考相应的参数 t的数值。当然以上都建立在-个前提之下，即F(t1服从于威布尔分布。取到交点坐标之后我们下面要做的就是取得t附近的数值，并且按照 (x.tF)进行坐标点的重新描绘。在这样的情况之下，如果他们出现在了-条拟合直线上的时候，则我们就可以在最大限度的范围之内认为 F(t)服从于威布尔分布的，t就可以被认为是位置的参数数值。但是假设出现了相反的情况，我们就可以确定 F(0并不服从于威布尔分布。

2.2.2形状参数 B的确定方法以及失效率 的范围估计在概率纸上，我们可以把拟合直线进行相应的平移行动，也就是说从原来的直线 a平移成直线 a，并使得这条直线在平移活动中通过坐标点 C (1，0)的时候，这条直线合纵坐标轴相交的-点 D纵坐标的数值就是B的取值。 ，失效率 的数值估计如果根据统计之后确定 F(t)能够服从相应的指数分布状态，则我们就可以确定以下的推论，即失效率 是属于-个常数，换-个角度就是，失效率 的倒数就是整个系统当中平均没有故障的工作时间。也就是说，失效率 的计算方式我们可以推断出以下的数值：失效率 -r/T310 商品与质量 ·学术观察在这个算式当中，r是代表着故障的次数；T则代表着整个被测试件的总工作时间，计算时间段为最后-次故障-直到实验结束之前的所有时间。

除了以上的方法，我们还可以使用另-种方法，也就是柯尔莫哥洛夫检验法对得到的F(t具体分布进行相应的精确具体检验，但是这种方法属于纯数学上的计算方法，和本论文无关，因此在这里我们并不加以描述。

3、 可靠性计算方法3.1可靠程度 R(0的计算方法在这里，可靠程度 R(t)表示被测试的制动器无故障工作时间到 t时间的概率。公式为R㈩ (或者可以进-步简化为R(t)： t如果想要对整个制动机的可靠性进行相应的研究的话，就要首先明确这样-个概念，只要有零件进行受力作用，就认为整台制动机完全处于工作状态基于这样的视角，我们可以确定的是，t的选取条件就是对于刚开始进行使用的制动器，t从整台制动器的启动时刻开始算起：对于出现了故障问题的制动器来说，t的计算时间应该是从故障被排除之后重新启动的时刻开始算起〖虑到当前的制动器其主要的故障模式是衬料本身的消耗磨损以及推动器本身的故障，但是衬料本身的消耗磨损只有在整台制动器制动的过程当中才有可能发生，而推动其的主要用武之地就是在松闸的时刻发生，因此整个故障的间隔时间所抽取的样本的观察数值必须要建立在相同的时间条件下或者是相同数量级的城中级别才有对比统计的价值。

3.2平均故障间隔时间tMBTF平均故障间隔时间tMBTF的主要应用是能够合理的安排制动器的修整 以及工作时间，进行制动器检修周期的重要依靠指标，也是对制动器的整体质量进行评价的重要指标之-。

t 33失效率 (t)失效率主要表示的是制动器本身在单位时间之内发生相应故障的概率，和平均故障间隔时间tMBTF-样，也是对制动器的整体质量进行评价的重要指标之-。对于针对Fft1的指数分布来说，失效率 (t)就是-个常数，理由上文已经进行了阐述。其计算公式为失效率 -r/T。如果F(t遵守的是威布尔分布的话，我们则可以得出以下的公式结论：， - 下转第 317页科学论坛SA2 1 3-TP304钢焊接接头耐晶问腐蚀性能研究程文俊 张晶1.山东电力建设第-7"程公司 山东 济南 2.山东同新检测工程有限公司 山东 淄博摘要：本文通过对不锈钢焊接接头-系列晶间腐蚀试验和分析，提出了增强不锈钢焊接接头耐晶间腐蚀能力的有效途径。

关键词：不锈钢 晶间腐蚀 焊接接头 贫铬区1、引言某核 电厂汽机 岛的不锈钢管道在施工前，根据其所处的地理环境及 《核电厂常规岛焊接工艺评定规程》DL/T1 1 17-2009，材质为 SA213-TP304、规格为中51×6的焊接接头试样需要做晶间腐蚀试验。

表 1钢材 SA213TP304化学成分 单位：%2、试件焊制2.1母材化学成分见下表 1所示 成分 C Mn S P Si Cr Ni材质 、 SA213.TP304 0.026 0.98 0.001 0.035 O.5O t8.09 8.O3： 焊接I勘嫩挥 挥接 挥接 正面艇 背面m 埠接 恽缱 埠接 电源掉村 墁格 电溘 电压 渣量 溃量 速度 层数 方法 挺性nm 艘mm (衄 ) (V)l 直渍正接 &稍 巾2 4 静 托 -l2 l0 g S-lcC 直潮曦 粼 中2 4 8 12 g lo 9-l0 S 1oGTAW 正接 ER∞S 中 黯川5 8-12 l。 10汪：正面艮黼箭 体 赓I聃 毂 2.3焊接过程控制23.1焊前准备～坡口表面 2030mm用不锈钢砂轮片和钢丝刷清理干净，焊丝表面除锈、油、垢，管件 内部通氩气 ，焊缝四周用高温胶带密封，留-汹，使内部氩气流动平稳。

2.3.2施焊过程。焊接时采用直线送丝，不做横向摆动、层间温度低于15O℃，接头错开 15ram，收挥填满，3、试验结果对 试 件 进 行 线 切 割 后 ，试 样 按 照DL l117.2009规定进行拉伸、弯曲、微观金相检验，均合格，但两个规格为80×2O×4mm的试样，按 GB，r4334.2008中方法 E进行的晶间腐蚀试验不合格，结果见图 l所示。

4、改进工艺后试验之后 我们 改进 了工艺 ：采用 焊丝 为ER308L，化学成分及机械性能，层间温度控制在 6O℃以下，焊接过程管内加铜垫板以加快冷却速度的措施，其他参数不变，试件进进行拉伸、弯曲、微观金相检验，均合格，从中截取的两个规格为 80×20×4mm 的试样，按 GB/T4334-2008中方法 E进行的晶间腐蚀试验合格，见图2所示。

-图 1 图 25、试验结果分析5.1化学成分从表 l、表 3化 学成 分 上 看母 材SA213.TP304及焊丝 ER308L的含碳量均在0.O3%以下 ，奥 氏体钢中含碳量 为 0.02～O.03%时，全部的碳均会溶解在奥氏体中，即使在 450℃850C加热也不会形成贫铬区，故不会产生晶间腐蚀；另当焊材中含有钛、铌等稳定剂时，钛、铌与碳的亲和力比铬强，这些元素能够与碳形成稳定的碳化物，从而避免在奥氏体晶界产生贫铬，故通常选用超低碳 (含碳量在 O.O3%以下)或含钛、铌等稳定剂时的焊材时不会产生晶间腐蚀。

5.2冷却速度控制450℃～850℃是不锈钢晶间腐蚀的敏化留的时间越短，焊接接头耐晶间腐蚀的能力就越强，又因奥氏体不锈钢含炭量低，不会产生淬硬现象，所以在焊接过程可以设法增加焊接接头的冷却速度，如在焊件下面垫铜板、浇蒸馏水冷却，在工艺上可采用小电流、大焊速、短虎多道焊等措施来加快冷却速度▲而增强耐晶间腐蚀的能力。

6、结论采用超低碳焊接材料或含有钛、铌等稳定剂的焊接材料、小电流、大焊速、短虎多道焊、加置铜垫板、蒸馏水冷却及焊接过程层间温度控制在 6O℃以下是提高不锈钢焊接接头耐晶间腐蚀能力的有效途径。