JB-T 50033-1999 内燃机 冷却水泵 台架可靠性考核.pdf.pdf

J 96 JB/T 500331999 内燃机 冷却水泵 台架可靠性考核 （内部使用） 1999-12-30 发布 2000-06-01 实施 国 家 机 械 工 业 局 发 布 I 前 言 本标准是对 JB/T 5003394内燃机 冷却水泵 台架可靠性考核的修订。修订时对原标准作 了编辑性修改，主要技术内容没有变化。 本标准自实施之日起代替 JB/T 5003394。 本标准的附录 A、附录 B、附录 C 都是提示的附录。 本标准的附录 D 是标准的附录。 本标准由全国内燃机标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：上海内燃机研究所。 本标准主要起草人：徐洽胜。 本标准于 1994 年首次发布。 JB/T 500331999 1 1 范围 本标准规定了中小功率内燃机用冷却水泵台架可靠性考核评定方法、 试验方法、 故障分类及判定规 则。 本标准适用于批量生产的中小功率内燃机用冷却水泵（以下简称水泵）台架可靠性考核评定。 2 引用标准 下列标准所包含的条文， 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均 为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 JB/T 8126.21999 内燃机 冷却水泵 性能试验方法 3 评定方法 3. 1 可靠性考核指标 3. 1. 1 首次故障前平均工作时间（MTTFF）为出现首次故障时的累积工作时间的平均值，h。 a）点估计值为： MTTFF= r 1 + = = r i rn j ji tt 11 ×Af （1） 式中：n试验样泵台数； r试验样泵中发生首次故障（轻度故障不计）的台数； ti第 i 台样泵发生首次故障时的累积工作时间，h； tj在可靠性试验结束时，未发生故障的第 j 台样泵的累积工作时间，h； Af加速系数，Af=3。 注：试验结果当 r=0时，其产品的 MTTFF值按试验截尾时间、加速系数与试验样泵台数的乘积计。 b）对置信度为（1）的首次故障前平均工作时间的单侧置信区间下限估计值为： （MTTFF）L，1= ()22, 2 11 2 + = = + r r i rn j ji x tt ×Af （2） 式中：风险系数（或称显著性水平） ； x2（，2r+2）置信度为（1） ，自由度 （v）为2r+2的x2分布分位数， 可由附录A（提示的附 录）中的x2分布分位数表求得。 3. 1. 2 平均故障间隔时间（MTBF）为相邻两次故障之间的平均工作时间，h。 国家机械工业局 1999-12-30 批准 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 内燃机 冷却水泵 台架可靠性考核 （内部使用） JB/T 500331999 代替 JB/T 5003394 2000-06-01 实施 JB/T 500331999 2 a）点估计值为： MTBF= a 1 c r t n i i = ×Af或MTBF= a o r nT ×Af （3） 式中：n试验样泵台数； tci第i台样泵的累计工作时间，h； To定时截尾试验时所规定的试验截尾时间，h； ra试验截止时间内发生故障（轻度故障不计）的总数。 注：试验结果当 ra=0 时，其产品的 MTBF值按试验截尾时间、加速系数与试验样泵台数的乘积计。 b）对置信度为（1）的平均故障间隔时间的单侧置信区间下限估计值为： （MTBF）L，1= ()22, 2 o a 2 +r x nT ×Af （4） 3. 1. 3 无故障性综合评分值（Q）为产品无故障性的综合评定指标。 Q=100 () () = o 1 fo o MTBF r i iiE K AnT （5） 式中： （MTBF）o规定的水泵产品应达到的MTBF目标值，h； ro在试验截止时间内（包括性能试验期间）样泵发生的各类故障的总数； Ki第i个故障的故障危害系数，各类故障的危害系数规定如下： 严重故障K1=60 一般故障K2=30 轻度故障K3=9 Ei第i个故障的故障发生时间系数 Ei= i TT T + o o 2 （6） 式中：Ti第i个故障发生时样泵累积工作时间，h。 注：当计算结果 Q0 时，以零分计；当 ro=0时，Q=100。 3. 2 可靠性考核方法 水泵产品的可靠性考核系通过台架可靠性试验和用户调查等两个方面进行。 3. 2. 1 台架可靠性试验 3. 2. 1. 1 台架可靠性试验方法按第4章的规定进行。 3. 2. 1. 2 考核指标为首次故障前平均工作时间 （MTTFF） 、平均故障间隔时间（MTBF）和无故障性综 合评分值（Q）等三项。 3. 2. 2 用户调查 3. 2. 2. 1 用户调查应着重调查水泵在用户正常使用中的实际可靠程度，摸清使用中出现的主要故障模 式，统计产品使用中首次故障前平均工作时间。 3. 2. 2. 2 用户调查应写出用户调查报告，并附盖有被调查单位公章的证明。 3. 3 故障判定 台架可靠性试验中所发生的每一个故障均应按第5章的规定逐一判定。 JB/T 500331999 3 3. 4 可靠性评定 3. 4. 1 水泵产品在按照3.2规定考核结束后，应按 3.1 的计算公式算出各项考核指标的具体数值，并 编写产品可靠性考核报告。 3. 4. 2 在产品的可靠性考核指标均达到规定的目标值时，评定该产品达到的可靠性等级，若其中有一 项考核指标达不到规定的目标值，则该产品可靠性考核不合格。 4 试验方法 4. 1 试验样泵 4. 1. 1 被抽样泵应符合产品图样和有关技术文件规定的要求。 4. 1. 2 被抽样泵应是工厂检验部门检验合格的产品。 4. 1. 3 抽样方式为随机抽样法，在制造厂抽样时，样本母体一般不少于100台。在用户单位或市场抽 样时，必须是半年以内出厂的产品，库有量不限。 4. 1. 4 试验样泵数为2台、抽样数为3台，其中一台作为备用样泵，以便在非样泵本身问题造成无法 正常试验时启用。 4. 2 试验项目及方法 4. 2. 1 性能试验 台架可靠性试验前，应按JB/T 8126.2测定水泵在标定工况时的扬程和轴功率。 4. 2. 2 台架可靠性试验 4. 2. 2. 1 可靠性试验装置见图1。 1直流电动机；2被测水泵；3差压计；4进口压力计；5进水管；6水泵进水阀；7加热器； 8放水阀；9水箱进水阀；10封闭式水箱；11水位计；12压缩空气阀；13安全阀； 14真空压力计；15放气阀；16温度传感器；17出口调压阀；18出水管 图1 试验装置示意图 JB/T 500331999 4 4. 2. 2. 2 试验规范 a）水泵试验转速为标定转速的1.1倍，并圆整到百位数。 b）水泵转速循环试验 转速从零升到试验转速的时间为15 s，保持30 s，从试验转速到零为15 s，1 min为一个循环。 c）试验循环总次数定为3×104次（运转时间500 h） 。 4. 2. 2. 3 试验条件 a）试验介质用清水，水温为95，测温仪表精度应不低于1级； b）水泵采用带传动，带张紧力按水泵在发动机上工作时的要求；齿轮传动的水泵也可用带传动进 行试验； c）封闭水箱加压压力等于水泵工作的冷却系统散热器真空压力阀的压力值。压力测量仪表精度应 不低于1级； d） 带风扇工作的水泵试验时应加装配重盘。配重盘的重量与风扇重量相等， 安装位置与风扇相同， 配重盘的不平衡量应符合表1规定。 表 1 风扇外径 mm 400 400500 500600 600750 配重盘不平衡量 g·cm 18±2 36±3 54±4 72±5 e）水泵试验转速时扬程H H=（n/n0）2 ×H0 （7） 式中：H水泵在试验转速时的扬程，m； n水泵试验转速，r/min； n0水泵标定转速，r/min； H0水泵标定转速时扬程，m。 f）允许偏差 累积循环次数±50次； 水泵试验转速±1%； 水温±2； 水泵试验转速时的扬程±15%。 4. 2. 2. 4 水泵泄水孔泄水量的测量 用一小容器收集泵泄水孔泄水量， 为防止容器内水的蒸发， 在容器内加入适量机油。 用重量法计量 泄水孔泄水量。 4. 2. 2. 5 试验记录 每隔24 h测取水泵转速、水温、进口压力、进出口压差、累积循环次数。停机10 min，观察水泵 泄水孔泄水情况，并作好记录。 试验过程中， 若发生故障应随时记录在附录B（提示的附录） 冷却水泵台架可靠性试验故障记录表 中，并按第5章进行统计。 JB/T 500331999 5 4. 2. 3 性能复试 可靠性试验结束后样泵至少放置24 h，按4.2.1规定进行性能复试。 4. 2. 4 检查水泵零件是否有损坏情况。 4. 3 试验报告 根据试验结果填写试验报告，应包括： a）附录B中的冷却水泵台架可靠性试验故障记录表； b）附录C（提示的附录）中的冷却水泵性能试验结果汇总表。 5 故障分类及判定规则 5. 1 故障分类 水泵在使用中发生丧失其规定功能的事件或现象称之故障， 按故障发生的原因和故障后果影响水泵 正常工作的严重性，将故障分为严重故障、一般故障和轻度故障等三类。 5. 1. 1 严重故障（类） 指水泵主要件损坏或漏水的故障。 5. 1. 2 一般故障（类） 指一般零件损坏或性能下降超出规定允许范围的故障。 5. 1. 3 轻度故障（类） 指不解体即可排除的故障。 5. 2 故障判定规则 5. 2. 1 故障类别可按附录 D（标准的附录）判定。由于水泵的结构有差异，如发现附录D中未列入的 故障模式，可根据故障分类原则，参照附录D中的实例来判定其类别。 5. 2. 2 故障排除以后又重复出现同一故障，应分别统计其故障次数。 5. 2. 3 计算故障发生时间应以水泵发生故障时累积工作时间计，如故障发生在试验开始时，其累积工 作时间为零。 5. 2. 4 在台架试验结束后的性能复查和拆泵检查时发现的故障，则按水泵发现故障时的累积工作时间 计。 JB/T 500331999 6 附 录 A A1 已知自由度v和，由表A1求出x 2（，v） 表 A1 v 0.95 0.90 0.80 0.70 0.50 0.30 0.20 0.10 0.05 1 0.00393 0.0158 0.0642 0.148 0.455 1.074 1.642 2.706 3.841 2 0.103 0.211 0.446 0.713 1.386 2.408 3.219 4.605 5.991 3 0.352 0.584 1.005 1.424 2.366 3.665 4.642 6.251 7.815 4 0.711 1.064 1.649 2.195 3.357 4.878 5.989 7.779 9.488 5 1.145 1.610 2.343 3.000 4.315 6.064 7.289 9.236 11.070 6 1.635 2.204 3.070 3.828 5.348 7.231 8.558 10.645 12.592 7 2.167 2.833 3.822 4.671 6.346 8.383 9.803 12.017 14.067 8 2.733 3.490 4.594 5.527 7.344 9.524 11.030 13.362 15.507 9 3.325 4.168 5.380 6.393 8.343 10.656 12.242 14.684 16.919 10 3.940 4.865 6.179 7.267 9.342 11.781 13.442 15.987 18.307 11 4.575 5.578 6.989 8.148 10.341 12.899 14.631 17.275 19.675 12 5.226 6.304 7.807 9.034 11.340 14.011 15.812 18.549 21.026 13 5.892 7.042 8.634 9.926 12.340 15.119 16.985 19.812 22.362 14 6.571 7.790 9.467 10.821 13.339 16.222 18.151 21.064 23.685 15 7.261 8.547 10.307 11.721 14.339 17.322 19.311 23.307 24.996 16 7.962 9.312 11.152 12.624 15.338 18.418 20.465 23.542 26.296 17 8.672 10.085 12.002 13.531 16.338 19.511 21.615 24.769 27.587 18 9.390 10.865 12.857 14.440 17.338 20.601 22.760 25.989 28.869 19 10.117 11.651 13.716 15.332 18.338 21.639 23.900 27.204 30.144 20 10.851 12.443 14.578 16.266 19.337 22.775 25.038 28.412 31.410 （提示的附录） x2分布分位数表 JB/T 500331999 7 附 录 B 生产厂 产品型号 编号 出厂日期 序 号 故障出 现时间 月、日 累积循环次数 （或 累积工作时间） 次（h） 零部件 名 称 故障 模式 故障 类别 故障排 除措施 排除故 障时间 min 故障原 因分析 备 注 1 2 3 试验员 试验负责人 试验起止日期 附 录 C 生产厂 产品型号 编号 出厂日期 实测结果 序号 检测项目 单 位 检测工况 试验前 试验后 n= 1 水泵扬程 m Q= n= 2 水泵轴功率 k W Q= 试验员 试验负责人 试验起止日期 （提示的附录） 冷却水泵台架可靠性试验故障记录表 （提示的附录） 冷却水泵性能试验结果汇总表 JB/T 500331999 8 附 录 D D1 内燃机冷却水泵故障模式分类表见表D1。 表D1 序号 故障类别 名 称 故障模式 情 况 说 明 1 总 成 不 泵 水 传动失效等 2 水泵轴 断 裂 失 效 3 轴 承 损 坏 失 效 4 总 成 异 响 5 总 成 漏 水 壳体、结合面等处 6 总 成 扬程下降 性能复测时，扬程比试验前下降10% 7 总 成 轴功率增大 性能复测时，轴功率比试验前增加10% 8 总 成 泄水孔泄水 累积泄水量10 g 9 总 成 泄水孔泄水 1 g累积泄水量10 g 10 总 成 泄水孔泄水 0累积泄水量1 g 11 总 成 结合面漏水 不解体即可排除 12 总 成 漏 油 轴承处渗润滑脂 （标准的附录） 内燃机冷却水泵故障模式分类表 JB/T 500331999 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 内燃机 冷却水泵 台架可靠性考核 （内部使用） JB/T 500331999 * 机 械 科 学 研 究 院 出 版 发 行 机 械 科 学 研 究 院 印 刷 （北京首体南路 2 号 邮编 100044） * 开本 880×1230 1/16 印张 3/4 字数 18,000 2000 年 2 月第一次版 2000年 2月第一次印刷 印数 1500 定价 15.00元 编号 991244 机械工业标准服务网：http:/www .JB.ac.cn