试验可靠性应用（共10篇）
试验可靠性应用 篇1
0 引言
众所周知,可靠性试验是产品研制生产过程关键试验之一,是产品可靠性工作的重要组成部分。可靠性试验标准主要是GB/T 5080《设备可靠性试验》系列标准及GJB 450A-2004《装备可靠性工作通用要求》。其规定的各种试验属于传统可靠性试验的范畴,在我国得到了不同程度的开展。
继电保护是保障电网安全的第一道防线,其正确、快速、可靠的动作将有效遏制系统状况恶化,起到保障电网安全可靠运行的作用,反之则可能加速系统崩溃,导致电网大面积、长时间的停电。一直以来,我国对继电保护可靠性的研究,主要侧重于系统级建模分析,而对继电保护装置可靠性研究,特别是可靠性试验研究较少。
本文在总结可靠性试验的基础上,着重介绍继电保护装置的可靠性试验研究应用情况,并在此基础上提出开展继电保护装置可靠性试验标准研究制定、平均无故障时间的运行数据统计分析,以及可靠性加速试验的试点工作。
1 可靠性试验
1.1 试验分类
可靠性试验分为可靠性验证试验、可靠性测定试验[1]。可靠性验证试验验证设备可靠性特征值是否符合其规定的可靠性要求,可靠性测定试验测定设备可靠性特征值。可靠性试验被列为国军标可靠性工作系列中的第四系列,包含环境应力筛选、可靠性研制试验、可靠性增长试验、可靠性鉴定试验、可靠性验收试验、可靠性分析评价、寿命试验等试验内容[2]。
可靠性试验按试验场地分为实验室试验和现场试验,按施加应力原则分为激发试验和模拟试验,按应用阶段分为研制阶段、生产阶段,按试验目的和性质分为工程试验和统计试验[3]。可靠性试验分类如表1所示。
上表列出的可靠性试验项目,在我国军工行业开展较早、较全,但有些项目目前也是基本没有开展[3]。就继电保护装置而言,目前在技术研究及工程实践中应用较多的主要是环境应力筛选、可靠性验证试验(鉴定试验、验收试验)和可靠性测定试验(寿命试验)。例如,继电保护装置例行(出厂)试验中的“连续通电试验”,型式试验中的温度试验、振动试验,均属于环境应力筛选。装置的MTBF值测试属于可靠性验证试验。有鉴于此,本文以下简要介绍环境应力筛选、可靠性增长试验、可靠性验证试验、可靠性测定试验。
1.2 环境应力筛选
环境应力筛选在产品上施加环境强度应力,以鉴别和剔除产品工艺和元件引起的早期故障。环境应力筛选既适用于产品批量生产阶段,也适用于产品研制阶段。
若没有特殊要求,环境应力筛选使用温度循环及随机振动两种应力。温度循环筛选的试验参数包括试验温度范围、温度变化速率、温度循环次数。环境应力筛选对高低温极限值没有具体的规定,只要求“由产品有关技术条件确定”[4]。温度变化速率一般为5℃/min,温度循环次数为10次或12次。随机振动筛选的试验参数包括功率谱密度、频率范围、随机振动时间,通常要求功率谱密度为0.04 g2/Hz,频率范围为20～2 000 Hz区间,随机振动时间不超过20 min。另一种典型的环境应力筛选类型是电应力[5]。根据是否要求筛选结果与产品可靠性目标或成本阈值建立定量关系,环境应力筛选分为常规筛选、定量筛选[4,5]。定量筛选需要基于元器件失效率、能承受的最大温度速率、最佳循环次数等基础数据,目前仍有许多亟待解决的实际问题,仍需开展大量的试验。
统计表明[6],在电子产品的生产过程中,环境应力筛选可以暴露绝大多数的产品工艺和元器件的早期缺陷,使产品的可靠性得到极大提高。
1.3 可靠性增长试验
可靠性增长试验通过发现故障、分析和纠正故障以及对纠正措施的有效性进行验证以提高产品可靠性水平。可靠性增长试验要求有明确的增长目标和增长模型,重点是进行故障分析和采取有效的设计更改措施[2]。参考文献[7]规定了可靠性增长试验的要求和方法,给出了可靠性增长试验的图分析法杜安(Duane)方法与平均故障率曲线图法,以及统计分析法AMSAA方法。参考文献[8]规定了编制可靠性增长大纲的要求和导则,包括管理、计划、试验、失效分析和改进技术。
参考文献[9]结合工程中的实际经验,介绍了可靠性增长过程及实现途径,并且利用AMSAA模型评估产品的可靠性增长,实现了MTBF值的可靠性目标值。
1.4 可靠性验证试验(鉴定试验、验收试验)
可靠性鉴定试验验证产品设计是否达到规定的可靠性要求,可靠性验收试验验证批量生产产品的可靠性是否保持在规定的水平,二者均属可靠性验证试验。试验验证的可靠性指标主要是成功率、平均无故障时间(或失效率)。
成功率试验方案以二项分布为基础,具有截尾序贯试验、定数试验两种试验形式[1]。试验方案参数为R0、DR、α、β,其中R0为可接受的成功率,DR为成功率鉴别比,α为生产方风险,β为使用方风险。
截尾序贯试验判决准则为:r≤sns-h,接收;r≥sns+h,拒收;sns-h
其中,h为接收拒绝线截距,s为接收拒绝线斜率,nt为截尾试验数,rt为截尾失效数,r为累积失效数,ns为累积试验数。定数试验根据接收判决试验数nf、拒收判决失效数rRE,决定接收或拒收。
截尾序贯试验、定数试验在平均失效数、平均累积试验数、最多失效数、最多累积试验数各有特点,选择依据可参照GB/T 5080.5附录A。
此外,逐批检查计数抽样程序[10]可用于成功率的验证试验。试验方案不采用使用方风险作为确定试验数的基础风险,生产方风险在0.001～0.20之间,成功率等于1-AQL(可接受质量水平)。
恒定失效率下的平均无故障时间(或失效率)的验证方案为截尾序贯试验和定数(定时)试验,参数包括m0、α、β、Dm,其中m0为可接受的平均无故障时间,α为生产方风险,β为使用方风险,Dm为平均无故障时间的鉴别比。GB/T 5080.7针对不同参数值给出序贯试验方案(方案编号(4:1)至(4:10))、定时(定数)试验方案(方案编号(5:1)至(5:10))。GJB 899-1990附录A提供截尾序贯试验方案(方案1至方案8)、定数(定时)试验方案(方案9至方案17,方案19至方案21),其与GB/T 5080.7规定的试验方案存在对应关系[11]。
1.5 可靠性测定试验
可靠性测定试验测定设备可靠性特征值,主要指标是成功率、平均无故障时间(或失效率)。测定的可靠性特征值分为点估计和区间估计[1,11]。平均无故障时间的点估计以及区间估计如表2所示。
注:TN为到规定截止时间的累积相关试验时间,Tr为到规定失效数的累积相关试验时间,r为失效数,XP2(v)表示自由度为v的X2分布的P分位数理论值。
成功率的点估计和区间估计如表3所示。
注:n为试验次数,r为失效数,FP(v1/v2)表示自由度分别为v1和v2的F分步的P分位数理论值。
GJB 899-1990附录A对平均无故障时间的点估计、区间估计也做了具体规定。
2 可靠性试验在继电保护装置中的应用
2.1 可靠性指标体系
目前继电保护可靠性研究主要针对继电保护可靠性评价指标及计算模型方面展开[12]。继电保护装置作为可修复产品处理,可靠性评价指标主要是成功率、平均无故障时间、可用度[13]。成功率评价装置在电力系统发生故障条件下动作行为,平均无故障时间、可用度反映装置正常运行可靠性。
长期以来业界关注的重点是成功率,并且普遍使用“正确动作率”来描述。这种算法简单、明了,对我国继电保护水平整体提高发挥了很大作用。但由于统计方法没有考虑诸如区外故障正确不动作的次数(“正确不动作率”)等因素,不能全面反映装置的可靠性。为此,业界有专家建议采用“平均无误动作时间”和“无误动工作概率”来评价保护可靠性,或者将可靠性细分为保护系统可靠性和保护动作可靠性,参考文献[14]则根据被保护设备的事故频率加以区分,并提出新的评价指标。这些工作都推进了继电保护可靠性指标的深入研究。业界对继电保护装置的平均无故障时间、可用度指标没有疑义。
可靠性指标可以通过系统设计分析、可靠性试验、运行数据统计三种途径获得。由于继电保护装置复杂、基础元件可靠性指标缺失,以及试验难以全面模拟装置实际运行的各种复杂情况,装置成功率指标主要通过运行数据统计获得[15,16]。对于平均无故障时间指标,既通过试验获得,也通过运行数据统计获得。目前继电保护厂家及专业试验室主要通过可靠性试验获得[17],尚缺乏通过对装置运行故障统计计算得出的数据。
2.2 平均无故障时间的验证方案设计
设产品平均无故障时间的真值为m,在定时截尾试验中的接收概率为:
式中r为试验方案中允许的失效数,T为总有效试验时间[11]。给定m0、m1(或Dm)、α、β后,可以得出满足条件的T和r[18]。
由于生产方倾向于夸大数据m0,导致总有效试验时间T难以控制,同时使用方重点关注m1、β,因此GJB 899附录A5.3给出了使用方风险β=10%、20%、30%的“其他定时试验方案”。继电保护装置试验验证试验通常选择使用方风险β=10%、判决失效数不超过10,累积有效试验时间不超过15倍的m1。试验方案如表4所示[11]。继电保护装置试验样品数根据批量大小确定[17]。
2.3 加速试验技术的应用
随着技术发展以及设备的高可靠性、长寿命要求,从试验投入与试验效果两方面,对传统可靠性试验技术提出了新的挑战。从20世纪中叶开始,国内外逐步开展了以高加速寿命试验(HALT)、高加速应力筛选(HASS)、加速寿命试验(ALT)为代表的加速试验技术研究,首先应用于武器装备、航空航天等重大领域的关键技术研究,并逐步向民用产品扩展[19]。加速试验在不改变产品失效机理的前提下,通过强化试验条件,使受试产品加速失效,以便在较短时间内获得必要信息,来评估产品在正常条件下的可靠性或寿命指标。加速试验施加的环境应力包括温度循环、振动、湿度、电应力,对试验设备要求很高,如要求采用液氮快速制冷温箱实现温度快速变化、采用气动式三轴六自由度振动台保证低频振动特性。图1列出传统可靠性试验与加速试验的应对关系。目前加速试验中研究较多的是高加速寿命试验、高加速应力筛选,最具备实施条件的是高加速寿命试验[20,21]。
加速试验在继电保护领域应用报道不多,目前仅有部分专业院校[22]。统计表明,继电保护装置出现最多的故障模式是焊接问题,其次是元器件损坏、印制板损坏、参数漂移、结构件缺陷,这些缺陷都可以通过温度循环和随机振动的应力大小、施加顺序、循环次数设计加以有效激发。参考文献[22]对四种型号的继电保护装置进行了试验,查找装置的薄弱环节,并采取改进措施提高了装置的可靠性。某型号装置综合强化试验情况如表5所示。
为了实现迅速暴露装置缺陷的目的,加速试验的试验条件往往超出正常工作极限,表5中环境温度达到-60℃、+140℃,振动强度达到40 Grms,均远远超出了继电保护装置的正常工作范围。
此外,国内部分继电保护装置厂家联合专业试验设备厂家,针对继电保护装置开展了部分加速试验项目,取得试验数据并加以研究分析。总体而言,继电保护装置加速试验的有效性仍处于评估阶段。
3 需要开展的工作
3.1 可靠性试验标准研究与制定
目前国内可靠性试验标准主要是GB/T 5080及GJB系列,均是通用标准,GB/T 5080系列标准针对一般民用电子元件及设备、GJB系列标准主要针对军用产品。电力行业也制定了相关行业可靠性标准[23,24],但主要针对电力系统一次设备,缺乏专门针对继电保护装置、反映继电保护装置特点的可靠性试验专用标准,亟待开展相关标准的研究制定工作,规范继电保护装置可靠性试验的指标体系、数据水平、试验方案、试验项目。
指标体系方面,规范可靠性指标体系,明确成功率计算方法。数据水平方面,规定适当的成功率指标与平均无故障时间数据,并不是越高越好。试验方案方面,制定典型试验方案,明确生产方及使用方风险选择,确定试验样本规模、失效数的选择。试验项目方面,规范可靠性试验过程的功能试验、环境试验项目。
3.2 平均无故障时间的运行数据统计分析
随着设备寿命周期管理(LCC)逐步推广,业界对继电保护装置平均无故障时间(MTBF)数据越来越重视,因为它涉及到设备维护成本。继电保护装置MTBF数据可以通过试验获取,也可通过现场运行故障统计计算得出,后者更有实际意义。当前,国际主流继电保护厂家都已开展此项工作,国内也有部分厂家开展MTBF指标的现场数据统计分析工作。
在对现场故障数据统计分析过程中,可以通过设计特定数学模型,确立硬件平台、装置、模件可靠性指标的相互关系,进而得到硬件平台、装置、模件三级MTBF指标,这对制造厂家提高装置可靠性水平有极大帮助。本文这里不详细展开论述。
3.3 加速试验的开展
国内对继电保护装置的加速试验仍处于试点阶段,其有效性有待评估。鉴于加速试验设备价格较为昂贵,有条件的继电保护厂家,可以和试验设备厂家合作,首先开展研究高加速寿命试验(HALT)的研究。
目前高加速寿命试验尚无标准化的规范指南,典型的高加速寿命试验包括四个步骤,即温度步进应力(temp step stress)、快速温度变换(rapid thermal transitions)、随机振动(random vibration)、温度及振动综合应力(combine environment of temperature and vibration)。
4 结语
可靠性试验是提高产品可靠性的重要手段之一。当前继电保护装置开展的环境应力筛选、可靠性验证与测定试验,对提高装置可靠性水平发挥了重要作用,但同时,也存在着继电保护装置可靠性标准缺失、装置现场故障数据应用不足等问题。
为了适应电力系统技术进步对继电保护装置提出的更高要求,有必要开展继电保护装置可靠性试验标准的研究制定、平均无故障时间的运行数据统计分析,并试点继电保护装置的可靠性加速试验。
试验可靠性应用 篇2
航天产品的可靠性增长试验方法
对航天产品的可靠性增长试验方法进行了研究总结,阐述了以单机和系统级试验相结合,初样和试样阶段试验相结合,可靠性增长试验和预鉴定试验相结合的可靠性增长试验方法.对这些方法的.应用进行了讨论.实践证明,以上述三结合方式进行的可靠性增长试验,在工程中具有较好的可操作性,降低了可靠性增长试验的门槛,使可靠性增长试验易于开展,对促进航天产品可靠性水平的提高起到了重要作用.
作 者：朱曦全 Zhu Xiquan 作者单位：北京航天强度环境研究所,北京,100076刊 名：导弹与航天运载技术 ISTIC PKU英文刊名：MISSILES AND SPACE VEHICLES年，卷(期)：“”(1)分类号：V416关键词：航天产品 可靠性增长试验 试验方法
偏光片可靠性试验方法研究 篇3
关键词： 偏光片；可靠性；潮热试验
中图分类号：TN141.9 文献标识码：B
The Research of Polarizer Reliability Test Methods
HAN Ming-dong1， WANG Xiao-yan1， ZHANG Yan1， LIU Kai1， ZHANG Zhi-dong2
（1. Hebei Jiya Electronics Co.， Ltd.， Shijiazhuang Hebei 050071， China； 2. Hebei university of Technology， Tianjin 300401， China）
Abstract： As one of the main raw material of the LCD， reliability of polarizers direct impact the service life of the LCD and the results. This paper summarizes the grading of polarizer reliability， various failure phenomenon and analyze the reasons for the emergence of various failure phenomenon， summed up the method to determine the merits of Polarizer.
Keywords： polarizer； reliability； hot flushes test
引 言
因為偏光片在LCD的最外层，它的失效会让人第一眼看到，所以偏光片的可靠性对LCD非常重要。如何验证偏光片的可靠性，如何对比评价偏光片可靠性，是LCD工厂需要了解和解决的问题。
1 现象分析
偏光片的失效现象主要有以下几种：
（1）偏光片与玻璃分层：表现的现象为偏光片从玻璃上翘起，偏光片与玻璃之间出现气泡，偏光片出现偏光片亮线。具体现象可参考图1、图2。
（2）偏光片的偏光效率降低，严重时出现偏光片发白或发黄变色现象，具体现象可参见图3、图4。
（3）偏光片各层之间分开，参见图5。
2 原因分析
出现偏光片失效的原因，是偏光片承受不了恶劣的环境，或者偏光片的质量比较低。按照偏光片可靠性等级可以分为普通偏光片、中耐久偏光片和高耐久偏光片。因为偏光片的最大供应商是日东，整个行业基本都参照日东的标准把偏光片进行分解，分级的结果是：
普通偏光片 40℃，90%RH
中耐久偏光片60℃，90%RH
高耐久偏光片80℃，90%RH
但是实际使用只按照以上的分级进行偏光片选择使用，无法满足各种各样的产品要求，当条件超出以上条件时就会出现无法预料的情况。我们对比了不同生产厂的偏光片性能，并且对造成各种失效的原因进行了实验分析。
下面来讨论偏光片可靠性验证中出现的问题及如何更好地辨别偏光片的优劣。
将偏光片裁切成一定尺寸的小片，贴到玻璃上，经过脱泡后，揭掉偏光片的保护膜，进行相关的可靠性实验。我们结合最终客户的使用情况及反馈的实验现象，分析摸索出各种失效现象产生的原因，以及如何验证处不良的失效现象。具体如下：
（1）偏光片与玻璃分层，出现偏光片翘起，亮线等
出现此种现象的原因，认为此种现象与偏光片的胶水层有关，亮线是偏光片与玻璃分层后再冷却的过程中出现的，也可以认为是偏光片的翘起。对普通级偏光片，分别用40℃，90%RH；60℃，90%RH；80℃，90%RH进行验证，从不同生产厂家的偏光片来看，压敏胶质量好的偏光片工厂生产的普通偏光片，按照40℃，90%RH；60℃，90%RH条件分别做120小时的验证，没有出现偏光片变白的失效现象，也不会出现偏光片翘起和亮线的现象。而把条件提高到80℃，90%RH，120小时，此时就会出现偏光片的变白失效现象，但是仍然不会出现偏光片的翘起，亮线现象。而对于一些压敏胶质量差的偏光片，也按40℃，90%RH；60℃，90%RH 120小时的条件分别做可靠性验证，实验后没有出现偏光片变白的失效现象，但是都出现翘起和亮线现象。按照60℃，90%RH条件实验的失效现象更严重，在12小时后就出现了亮线现象。并且通过对一些库存时间比较长，超过有效期的偏光片，进行以上条件的验证，也可以发现以上现象。
（2）偏光片发黄
将偏光片不贴到玻璃上，通过UV炉后，偏光片会出现变黄收缩的现象，而把偏光片贴到玻璃上通过UV炉就不会出现变黄的现象。另外，贴到玻璃上的偏光片进行超过150℃的烘烤也会出现偏光片的变黄现象。结合以上的实验认为，UV光不会引起偏光片的变黄，通过UV变黄的原因是因为UV光照射过程中产生了过高的温度所导致。所以，出现偏光片变黄现象的主要原因是偏光片承受了过高的温度。
（3）偏光片分层，严重时偏光片变白，偏光片层变色收缩
对于客户反馈出的偏光片分层现象，对不良的普通偏光片分别做不同的温度条件40℃，90%RH；60℃，90%RH；80℃，90%RH 48小时的实验。实验后，前两种偏光片仍然完好无损，80℃，90%RH 48小时的实验，偏光片变白，但是没有出现分层现象。用以上的条件无法对分层现象进行判别。
我们通过摸索，采用水浸泡的方法才能重现此种现象，实验条件是40℃，水浸泡。实验结果，浸泡到2小时后不良的偏光片就会出现分层现象，偏光层开始收缩，比较好的偏光片没有变化。4小时后不良的偏光片会出现偏光片各层完全分开，PVC层完全失效变白，比较好的偏光片出现轻微的分层现象，日东等一流厂家的偏光片没有出现任何的变化。
3 结 论
（1）偏光片与玻璃分层，出现偏光片翘起，亮线的现象可以用潮热实验的方法进行验证，为加快速度可以用提高温湿度条件的方法加速失效现象的出现；
（2）偏光片发黄的现象，可以用高温的方法进行验证；
（3）偏光片分层，严重时偏光片变白，偏光片层出现变色收缩，此种现象可以用40℃水浸泡4小时的方法进行验证。
参考文献
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试验可靠性应用 篇4
可靠性强化试验能够很好地弥补传统的可靠性试验技术在时间和经费上不能与装备研制需求相适应的不足,但是由于国外对我国的技术封锁,大大限制了可靠性强化试验技术在国内的发展。因此,研制开发具有我国自主知识产权的可靠性强化试验设备具有紧迫性和必要性。常规PID控制只适用于具有良好动态性能、控制精度要求不高的线性定常系统,然而可靠性强化试验设备的温/湿度控制系统是一个大迟滞、时变、非线性的复杂系统。因此,采用传统的经典控制方式难以取得理想的控制效果。
本研究提出采用比例控制结合模糊PID自适应控制的双模控制器,并采用Matlab进行仿真。
1可靠性强化试验设备温/湿度控制系统的机理分析
温度控制系统的结构原理,如图1所示。
试验箱内部通过两个风扇组形成的强制对流环境将温度搅拌均匀,因此试验箱内部可以近似地看成一个均匀的温度场。升温时,PLC通过温控仪表控制试验箱内的加热组电路的通/断进行加热;降温采用液氮降温,PLC通过控制电磁阀来控制液氮罐的开/合程度,液氮通过防止超压的安全开关注入试验箱内,温度降低,水蒸气凝结成的水通过出水口流出试验箱。
湿度控制系统的结构原理,如图2所示。
加湿时,PLC通过控制电磁阀控制蒸气发生器的开/合程度,水蒸气通过防止超温超压的安全开关注入试验箱内,湿度升高。除湿时,PLC通过控制电磁阀来控制液氮罐的开/合程度,液氮通过防止超压的安全开关注入试验箱内,温度降低,水蒸气凝结,相对湿度升高,绝对湿度降低,温度恢复到初始状态,相对湿度降低,凝结成的水通过出水口流出试验箱。
试验箱内部温度调节和湿度调节相互影响、相互制约。由于降温和去湿都采用液氮,降温时,水蒸气凝结,相对湿度升高,绝对湿度降低,同样,去湿时也会使试验箱内的温度降低;加热组加热时会影响试验箱内的湿度;蒸气加湿时同样可能会引起试验箱内温度的波动。
可靠性强化试验设备温/湿度控制系统存在以下主要特征:
(1) 是一个多输入、多输出、非线性、时变、大滞后的复杂系统;
(2) 可靠性强化试验设备要求大的温变率以及较高的稳态精度;
(3) 温/湿度控制之间相互影响,存在强耦合。
2模糊控制的应用
2.1模糊PID自适应控制系统的原理
常规PID控制系统一般只适用于能得到精确模型的线性系统,因此本研究针对可靠性强化试验设备温/湿度控制系统复杂、难以建立准确模型的特点,采用模糊PID自适应控制进行系统设计[1]。
模糊PID自适应控制是找出P、I、D这3个参数与e和ec之间的模糊关系,在运行中通过不断检测e和ec,根据模糊控制规则对3个参数进行在线修改,以满足不同e和ec时对参数的要求,从而使被控系统有良好的动、静态性能。
3个参数对控制系统的作用如下:
(1) 比例系数kp的作用是提高系统的响应速度和调节精度,但kp过大会使系统产生超调,甚至导致系统不稳定;
(2) 积分系数ki的作用是消除系统的稳态误差,但ki过大会在相应过程初期产生积分饱和,从而引起响应过程的较大超调;
(3) 微分系数kd的作用是改善系统动态特性,但kd过大会延长调节时间,降低系统的抗干扰性能。
模糊PID自适应控制系统的结构,如图3所示。
PID参数的整定必须考虑不同时刻3个参数的作用以及3个参数之间的相互关系。PID参数整定的原则如下:
(1) ︱e︱较大时,应取较大的kp,较小的ki和kd;
(2) ︱e︱和︱ec︱中等大小时,应取较小的kp和kd,ki取适当值;
(3) ︱e︱较小时,应取较大的kp和ki。︱ec︱较大时,取较大的kd;︱ec︱较小时,取较小的kd;通常,kd取适当值。
2.2模糊PID自适应控制系统设计
将偏差e、偏差变化率ec以及3个参数的变化量Δkp、Δki、Δkd的变化范围定义为模糊集上的论域:(-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6),其模糊子集分别为e、ec、Δkp、Δki、Δkd={NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB},子集中的元素分别代表负大、负中、负小、零、正小、正中、正大,设它们均服从正态分布。然后根据工程人员实际经验和PID参数整定的原则,得到3个参数的变化量Δkp、Δki、Δkd的模糊校正规则表[2,3]。
根据各模糊子集的隶属函数和各输出变量的模糊控制规则,经过模糊合成推理离线计算得到模糊控制表。在线运行时,控制系统对输入变量模糊化,查表得到模糊整定的Δkp、Δki、Δkd,然后计算得到当前的kp、kd、ki:
kp=kp0+Δkp (1)
ki=ki0+Δki (2)
kd=kd0+Δkd (3)
2.3控制系统的进一步优化
为满足可靠性强化试验设备大温变率的要求,本研究提出采用双模双段(P-Fuzzy)的模糊PID控制器,根据不同时刻的不同条件采用不同的控制方式。当偏差e大于某一阈值时,采用比例控制,提高系统的响应速度;当偏差e小于某一阈值时,切换为模糊PID自适应控制,以减少超调,获得较好的动态性能。整个温度控制系统的结构,如图4所示。
试验设备对湿度的控制要求相对较低,因此湿度控制系统采用模糊PID自适应控制器即可。
3控制系统仿真分析
根据被控系统大惯性、大滞后的特点,本研究采用
阶跃响应曲线比较,如图5、图6所示。
输入值变化响应曲线比较,如图7、图8所示。
加随机扰动响应曲线比较,如图9、图10所示。
4结束语
根据仿真结果可知,相对于常规PID控制器,采用双模双段(P-Fuzzy)的模糊控制器具有响应快、超调小、抗干扰能力好等特性,并且具有较好的动、静态性能,能满足可靠性强化试验设备温/湿度控制系统的需求。
实践证明,该模糊控制器具有广阔的推广应用前景,有利于我国可靠性强化试验技术的发展。
摘要：在对可靠性强化试验设备温/湿度控制系统的工作机理进行分析的基础上,针对系统的特点,提出了采用比例控制结合模糊PID自适应控制(P-Fuzzy PID)的双模控制器,并且运用Matlab软件对简化的温/湿度控制系统进行了仿真。结果表明,针对时延、迟滞系统,P-Fuzzy PID双模控制器具有较好的动、静态性能。
关键词：模糊自适应控制,双模控制器,仿真,可靠性强化试验
参考文献
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试验可靠性应用 篇5
【关键词】RTK；可靠性；测量精度
1.RTK技术的原理与应用
实时动态（RTK）差分定位原理是在基准站上设置GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续观测。根据基准站的已知三维坐标求出各观测值的校正值（坐标改正数、距离改正数或载波相位），并通过无线电通讯传输设备将校正值实时发送给各流动站，流动站将接收的GPS卫星信号与基准站传来的校正值进行差分计算，从而实时高精度地解算流动站的三维坐标。其工作原理它的系统由GPS接收设备，无线电通讯设备，电子手簿，蓄电池，基站和流动站天线及连线配套设备组成。目前，双频GPS接收机使用RTK技术，在10km范围内，实时定位精度可达到厘米级，已广泛应用于地形测量、地籍测量及各种工程测量等碎部点的数据采集及工程放样中。实时动态差分定位是GPS技术发展的一个新突破，它即克服了常规测量要求点间通视，费工费时而且点位精度不均匀，同时又避免了GPS静态及快速静态定位需要进行后处理。如果采取适当的测量措施，使其满足一、二级控制测量精度要求，将大大减轻测量作业的劳动强度，提高作业效率。
2.RTK定位精度及可靠性因素分析
RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，主要有以下几个因素。
2.1初始整周模糊度(初始化)
在RTK测量的作业模式中，OTF法（即on the fly,属运动中解算整周模糊度，即在流动站运动状态通过观测至少5个历元，按一定算法求出整周模糊度之差）已有多种算法，是一种有前途的方法。
在OTF解算未知的模糊值时，至少需要有5颗共同卫星，卫星数越多，解算模糊值时的速度越快，越可靠。研究表明，卫星数增加太多对提高RTK点位精度不显著，但可提高观测成果的可靠性。
2.2基准站与流动站间的数据传输
由于RTK技术是在两台GPS接收机间加一套无线电通讯系统来完成，在流动站完成初始化后，将基准站传送来的载波观测信号和流动站接收到的载波观测信号进行差分处理，实时求解出两点间的基线值，进而由基准站的坐标求得流动站的WGS-84坐标，通过坐标转换，即可实时求得流动站的坐标并给出其点位精度。因此，基准站和流动站的观测质量好坏以及无线电信号传播质量好坏对定位精度影响很大，主要包括卫星星数、大气状况等。
2.3GPS的测量误差
对流层和电离层都会对GPS信号传播造成影响，基线越长，影响越大。当基线较短时，其影响能够模拟，残差可通过观测值的差分处理得到削弱或消除。环境对RTK影响的主要因素有地形、基准站与流动站之间的障碍物、覆盖物、多路径效应误差、电波干扰等。观测方案和观测者的操作对RTK结果的质量和可靠性影响也很大，如：基准站位置的选择、校正点的选取、对中误差、天线姿态、观测次数等。
3.RTK精度可靠性试验方法
3.1用静态测量结果进行试验
作为RTK测量起算数据的高级控制网,一般用GPS静态获得,具有很高的可靠性。为检核坐标转换参数、已已知点纳入到测量链中的方式进行检查,这是一种十分有效的方法,可在任何情况下时使用。即在布测控制网时用静态GPS或全站仪多测出一些控制点，批量作业前用RTK测出这些控制点的坐标进行比较检核，发现问题即采取措施改正。
3.2双基站或多基站试验检测
在测区内同时建立两个以上基准站,每个基准站采用不同的頻率发送改正数据,流动站用变频开关选择性地分别接收每个基准站的改正数据,从而得到两个以上解算结果,比较这些结果就可检验其质量状况。这种方法的变通是在不同时段两次架站,但缺点是工作效率较低,所以使用不多。
为保证RTK测量精度的可靠,在同一地区,可以建立多个固定的基准站点,并统一求解转换参数和基准站点的WGS-84坐标。在RTK测量过程中,对同一待测点,用不同基准站点分别测量坐标,在限差范围内求均值。有条件的单位或地区,即具有多套相同型号GPS-RTK仪器的单位或地区,可分别同时在多个基准站点架基准站,同一台流动站只需改变每个基准站发射电台的频道,就可分别测出对应不同基准站的同一点的坐标,不但起检验的作用,而且能提高RTK精度。
3.3不同时段测量试验
对于缺少其他检验条件的待测点,还可以用同一基准站在不同时段(如隔几天)测量,若结果不同,则必有一个是错误的,需再次测量;若结果在限差范围内,则说明测量值正确,可取中数。
3.4测前测后的控制点检验
为保证RTK测量的可靠性,建议在每个基准站点附近设立几个检验控制点,每次RTK作业前,在架好基准站，流动站初始化后,就测试检验控制点,以判断卫星信号的正测试检验控制点,再次检测卫星信号的正常情况,来判断前面所测点位的可靠性。有条件的话,在作业中,检测一下附近控制点,可随时判断卫星信号的正常情况。特别注意,在同一地区若有相同型号的GPS接收机,如果转换参数不同,容易发生在公共频道(或相同频道)接收了其他单位参考站发出的数据链而导致测量数据错误。因此,有必要对本单位的GPS接收机设置特殊的识别码,以防止接收错误的数据链,同时加强对控制点或相关地物点的检测判断。
4.试验分析
从上述那些问题可以看出
4.1应用GPSRTK实时定位技术进行城市低等级平面控制测量，平面点位精度一般优于±5cm，其高效率、灵活、误差不积累、厘米级的高精度越来越受到测绘人员的青睐。在满足CJJ/T73—2010相应技术要求下，可代替相应等级的常规导线测量。
4.2与静态、快速静态GPS测量相比较，RTK无足够的几何检核条件，笔者认为不宜用来作首级控制。在使用RTK布设加密控制点时要加强检核，若代替一、二级点时可以采取在不同的基准站上分别独立施测或设立双基站的方式施测，取中数使用，这样不但避免了粗差，而且使点位精度得到提高。
4.3RTK定位的数据处理主要是基准站和流动站间的单基线处理，而基准站和流动站的观测数据质量及无线电信号的传播质量对定位精度的影响极大。因此，把基准站设立在要进行RTK测量区域的较高点上，提高基准站和流动站天线的架设高度。基准站与流动站应同步锁定5颗以上的卫星，且PDOP值应小于6。
4.4RTK测点必须在求取WGS-84坐标到地方坐标系转换参数的高级控制点的范围内，同时尽量均匀分布，最高、最低点也尽可能选点。点校正应选择4个（含4个）以上精度较高、分布均匀的控制点进行，对校正值较差的控制点应舍弃。
5.结束
综上所述，应用RTK技术进行平面控制测量是可行的，主要得益于RTK自身定位理论的优良性，并在作业时注意基准站位置的选择、控制流动站到基准站之间的距离、为求转换参数（点校正）而选择具有控制和代表测区范围及高度的数量足够的公共点。这样，RTK完全可以满足低等级控制测量，且各点间不存在误差积累。RTK测量与GPS静态测量相比，较易出错，必须进行质量控制，尤其在控制测量中更要进行内部和外部的可靠检验。■
【参考文献】
［１］徐绍铨等.GPS测量原理及应用.[M].武汉大学出版社.2003.
［２］李本玉,高伟,胡晓.GPS实时动态定位技术的发展与应用研究[J]．矿山测量，2009.
提高轨道车辆可靠性的性能试验 篇6
在风洞实验室中,根据实际情况人工模仿相关的气候条件,对轨道车辆进行有说服力的空调试验。当前,这些试验可以根据车辆运营商的需要,除了证明单一部件的性能外,还可以对运营中出现的故障进行分析。
1 可靠性
根据文献[1]的说明,可靠性是产品在给定的条件下,在规定的期限中不出现故障的可能性。技术系统经常在产品的寿命周期内表现出一个失效关系,这在术语上称之为“浴盆曲线”(图1)。
开始出现的故障是由装配缺陷或设计缺陷引起的。所以在寿命周期的初始阶段,系统的可靠性比较低。在消除这些故障之后,失效率接近于较低的一个常数。这个常数保持在整个使用周期内。这些失效现象主要是由操作故障、维护缺陷,或没有完全消除早期失效范围内的故障引起的。在寿命周期的后期阶段,由于磨耗和疲劳现象增加,失效率重新上升。可靠性直接对可支配性产生影响。根据文献[1]的说明,可靠性作为一种可能性来定义,指的是一个系统如果按规定使用和维护在规定的时间之前,或在定义的期间内处于正常功能状态的可能性。
通过频繁的维护可达到高可靠性,但这样降低了可支配性。原则上要求在改善可靠性的同时,也要提高可支配性。
为了保证可靠性,需要采用一个全面的质量安全程序,例如对于轨道车辆,要求符合标准EN 50126“可靠性、可支配性、完整性和安全性的规范和证明(RAMS)”中的规定。此程序的其中一部分要求证明,在规定的气候条件下所有系统的性能。
尽管很多单一部件由制造商单独地进行过测试,在整个系统运行中还是会经常出现一些故障。因此,必须对整个系统在规定的气候条件下,对所有部件功能进行试验。通过这些性能试验,也可以对极端气候条件下的可靠性进行预测。
2 实践中的可靠性
德国联邦铁路几十年前提出“所有人谈论天气,我们不”的口号。他们通过口号指出,利用铁路进行旅行在任何天气都可以准时,并可以保证舒适性——与当时的汽车形成鲜明对比。
今天的情况如何呢?汽车在乘坐舒适性方面早已赶上来,并且所有的上班族都有过在寒冷的冬日等候晚点列车的经历。铁路运营中的晚点和故障出现的主要原因是,在特殊的气候条件下车辆缺乏可靠性。在车辆投入运营之前,对所有部件进行详细的气候试验,可以提前发现缺陷并予以解决。
为了能够有效地进行气候试验,要求对部件的耐气候性具有尽可能详细的专业知识。由于铁路企业的相关故障记录仅包括有限的信息,因此,在RTA试验中心的学位论文[2]中,通过对铁路运营商和轨道车辆行业的问卷调查,获得了详细的关于车辆部件和系统在特殊气候条件下的故障情况。
图2为不同车辆部件故障频率的研究结果。
图3为不同部件在不同气候条件下的关联性。从图3可以看出,在气温和空气湿度较高的夏季,对于变频器和空调装置的考验比冬季条件要高,而在冬季会引发受电弓和信号鸣笛出现故障。
图4为单一部件故障频率和故障重要性的进一步调查结果。这些结果来自于对2005年9月在维也纳举行的“提高轨道车辆可靠性的气候试验”研讨会中的80位铁路专家问卷调查。这些结果在部件故障频率分布方面,与文献[2]中的问卷结果可以进行对比。有趣的是几乎所有列举部件的关联性都分布在“高”一类中。这说明所有的专家大部分从其经验中认识到特殊气候条件下可靠性的确是一个问题。
3 气候条件
对于特殊部件,为了使气候性能试验尽可能地接近现实情况,不仅仅要考虑临界的运行条件,而且还要考虑自然中出现的气候条件。
在标准EN 50125-1:2000“车辆设备的环境条件第一部分:铁道车辆运行必需的设备”和标准EN 60721-3-5:1998“环境条件分类,第三部分:环境影响因素及其极限值的分类,第5节:轨道车辆的组装”中,描述了不同气候区域的环境条件以及应用方式,并且进行了分级。
虽然标准中给出的关于温度、相对湿度、风速、太阳辐射、降雨等极限值可以作为性能试验的参考值,但没有说明性能试验中实际的临界气候条件、多种因素如何相互作用,以及气候条件详细的布置。
例如,在EN 50125-1中关于降雨规定,降水量6 mm/min其产生的影响必须要考虑到风和车辆运动方面的因素。如果涉及到部件的防水性能或刮雨器性能,这的确是对于实际降雨的一个准确的描述。对于司机的视野,降雨较大以及外部温度较高,在内部玻璃上产生凝结水,并由此带来的潮湿都是需要研究的问题。
对于降雪、冰冻和冰雹,在标准EN 50125-1中同样仅仅只有提示:“必须考虑到雪和/或冰雹的影响。要考虑到降雪的所有可能的形式。在车辆上可能有大量的粉末状雪并且融化。列车中后面的车辆大部分会遇到这样的情况。另外,在静止状态时融化的雪会重新结冰。”或者“必须注意由降水形成的冰或降下的冰霜,对运行车辆所有设备产生的影响,包括安装在车辆内部和外部的所有设备。”
4 性能试验
在性能试验中,必须模拟运行状态以及相应的气候条件,以便发现可能存在的缺陷,如错误的结构设计或没有考虑到的相互影响。对于性能试验,最近在相关标准中可以理解为“型式试验”和“验证”的含义。
根据标准EN 50215的规定,“型式试验是用于证明一个或多个装置、一个系统或整个车辆的结构设计符合要求的技术规范和相关标准。”
根据标准EN 50126,“验证是通过检验和客观的证据,证明满足规定的要求。”
4.1 气候条件的分类
轨道车辆上几乎所有的单一部件都要在严格的气候条件下进行性能试验,以检验系统的可靠性。这些性能试验根据要求的气候条件,可以分为下列几类:
(1) 极端气温和湿度下的机械、电动、电子和气动部件;
(2) 降雨和气流对整列车密封性的影响,特别是风挡、车门和车窗。检验刮雨器的性能也很重要;
(3) 潮湿的雪对于所有暴露在外部的机械部件,如车门、脚蹬、车钩和车顶设备会产生影响;
(4) 干雪被高速风吹动时经常会侵入吸气口,并且对车辆的密封产生影响;
(5) 机械部件如受电弓、断路开关、车门、脚蹬和车钩上的结冰会引起部件功能故障或系统功能的失效。
4.2 准动态试验
在实验室中对静止的车辆进行试验还不够,除了在实验室中制造相应的气候条件外,还必须要模拟车辆的运行。为了使用风机模拟运行产生的气流,以及在风洞中应用滚动试验台,双轴滚动试验台中有一根轴是传动轴,可以用来测量传递的牵引力和制动力。这样可以确定车轮圆周力与运行速度的关系曲线,其中要考虑对应运行状态下辅助机组的能耗。
与在摩擦试验台上进行的制动试验相比,其主要优点是实际的轮轨接触、气流的模拟、可以适当使用雪和冰,以及应用装配所有关键部件的完整被试车辆[4]。
对于滚动试验另外一个重要的方面是制冷设备的配置和测试。在引用文献[5]中详细阐述了在滚动试验台上不同系统试验的试验目标。在风洞中,不但可以接近现实的模拟环境状态——温度、湿度和光照,也可以通过滚动试验台模拟机械载荷[6]。很重要的一点是模拟行驶气流,以模拟在车辆上具体安装情况下冷却器的气流关系。
4.3 实践得出的经验
气候试验可以在列车交付前帮助证明轨道车辆的可靠性。如果发现有缺陷,大多数情况下可以在气候试验中使用对比的方式,以较低的费用解决这些问题。这样解决问题的优点是可以立即检验相同条件下采用改进措施的效果。
由于可以发现几乎所有试验检查的缺陷,所以气候试验的花费是非常值得的。所有在车辆交付前发现的故障,可以减少运行后部件出现的早期失效问题,并且可以避免花费昂贵的维修改造费,这样就能降低故障,并且节约运营后的额外开支。
4.4 试验运行示例
4.4.1 车体
隔热和密封性不好对于车辆内部的气温会产生很大的影响,或者在车厢内和司机室中会出现冷凝水现象。当外部温度非常低时,通过台区域的地板温度可以降到冰点,这可能会导致结冰,从而成为安全隐患。
对于出现这种问题的原因可以在风洞中进行确定:利用烟雾和气流可以确定泄漏的位置,或者使用温度传感器检验车体、车门、车窗和通过台的隔热情况。
4.4.2 车门和脚蹬
在车门区域,冰雪的堆积使车门不能打开或者不能完全打开或关闭,或者脚蹬不能自动翻转,以及可能造成可拉伸的脚蹬不能正常操作。
通常采用一些结构上的处理方式,或对控制系统稍微进行一些改动,就足以解决或改善相应的问题。利用重复制造的冰雪条件,可以有效地检验这些改进措施。
4.4.3 司机室前窗玻璃和侧窗玻璃
由于玻璃加热性能不足或者吹风不利条件下,司机室的前窗玻璃和侧窗玻璃会出现凝结水现象。冰雪的堆积使视野条件恶化直到雨雪刷完全失效。
刮雨器、玻璃清洁系统和加热系统与司机室的空气调节配合不利,可能是造成产生这种现象的一个原因。通过在不同的气候条件下变化调整,可以找到解决方案。
4.4.4 带制动设备的转向架
转向架的部件如减振装置、撒砂装置、倾摆机构和制动装置都是对安全性能至关重要的部件,这些部件即使在极端的气候条件下也不能失效。在这些大部分暴露在外面的部件上面会有冰雪堆积。这样的后果是功能上的部分受损一直到完全的失效,例如撒砂装置的冻结。
在风洞中利用滚动试验台,可以接近实际模拟车下条件。对于这些问题可以检验一些辅助措施,如对撒砂装置加热,或包裹隔热材料是否有效。
4.4.5 电源供应和电子设备
车辆的全部电源供应从受电弓通过主开关、变压器、变流器、蓄电池到电子设备,必须在任何气候条件下都保持可靠的性能。对于所有的电子部件,温度过低或过高以及过大的空气湿度都可能出现问题。在出现冰冻时,大多数情况下受电弓也会出现机械问题。
通过进行风洞试验,可以及时地发现此类问题,并且采取改善措施。
4.4.6 空调装置
空调装置对于轨道车辆的安全性意义不是很重要,但是在出现故障或失效时,对于司机室的工作条件以及乘客的舒适度都会有感官上的影响。在极端高温(超出设计要求,例如35 ℃以及对于中欧地区超出50%相对湿度),空调装置不会完全停机,而是仅仅降低了制冷效率。另外,空调通风设备也用来供应车内新鲜空气。
对于在不同负载下车辆内部气流分布的调整、空调系统控制的最优化以及极端工况下最大消耗功率等数据的获取,绝对有必要在风洞中进行相关的试验。
5 总结
上述的性能试验仅仅是几个从实践中得出的例子。在后面的表1中全面概括了不同部件的一些典型的性能试验,除了描述故障情况和试验中的气候条件,对于性能要求也进行了简短的说明。
关于性能试验执行和评价的详细的技术说明,保证了较高程度的标准化。对于其他极端气候条件下的性能试验,以及性能试验效率持续的评定,从运行中得到的反馈是必不可少的。
性能试验本质上的贡献在于,降低运行中的风险以及提高轨道车辆在所有气候条件下运行的可靠性。从实际试验中可以看出,对完整车辆进行检验是必要的,因为最好的部件控制并不能保证整辆车正常运行。
在风洞中进行试验较大的优点是气候条件的可重复性,因此,可以立即验证采用的改进措施——这可以节约时间和费用。
参考文献
[1]B.Bertsche,G.Lechner.Zuverlssigkeit im Fahrzeug-undMaschinenbau,Springer-Verlag,2004.
[2]G.Richter.Entwicklung und Bewertung neuer Funktionstests imKlima-Wind-Kanal Wien zur Erhhung der Verfügbarkeit undZuverlssigkeit von Schienenfahr-zeugen,Technische Hochschulein Aachen,2005.
[3] G.Haller.Climatic tests to increase reliability of rail vehicles[C].Proceedings of RTA Workshop Vienna,2005.
空气压缩机可靠性试验节能研究 篇7
1. 空压机可靠性试验现状分析和能量回收率评价
常见的可靠性试验选择3类场所进行:生产企业、用户和检验机构。
(1) 生产企业试验。空压机生产厂气动设备多, 对压缩空气有需求, 可以利用试验用的空压机替代企业本身空压机站的部分功能。
空压机可靠性试验有两种模式可将压缩空气接入空压机站系统, 一是在原用气点或空压机站安装试验用空压机, 排气接入压缩空气管路, 供气动设备使用。优点是气路系统不用改动, 压缩空气能回收利用率高, 缺点是现场不一定具备安装条件, 即便通过改造得以实现, 但下一台被测样机如果型号不同就很难再接入, 致使改造的投入利用率低。同时, 试验安全性和试验管理质量都难以保证。第二种模式是在企业的试验场所, 用压缩空气管路接入生产的用气系统中, 优点是设备安装方便, 运行安全, 试验质量能保证, 缺点是管路系统会造成压力损失, 降低了压缩空气能回收利用率。
上述两种模式都有一个问题无法解决, 就是空压机试验和企业正常生产不同步, 企业非生产时间不需要压缩空气, 而可靠性试验要求连续, 这段时间产生的压缩空气得不到有效利用。因此, 在生产企业进行空压机可靠性试验, 可以回收部分空气能, 但回收利用率很低。
(2) 用户处试验。在用户使用场所试验也是压缩机可靠性试验的常用方法, 特别是大型空压机, 需要用户具备运行的条件, 包括电负荷、安装基础等。在使用现场试验的优点是试验成本低, 压缩空气可利用, 试验条件好、安全性高。缺点是试验受用户生产计划支配, 试验时间不紧凑, 完成整个试验耗时很长, 甚至成倍增加, 此外, 用户生产负荷变化可能会造成样机不能在满负荷下运行, 使试验无效。
(3) 检验机构试验。根据设备供销协议要求必须由第三方检验, 也是空压机可靠性检验的常见模式。检验机构具备优良的试验条件和专业人员, 试验结果准确, 可信度高, 试验安全性高, 时间安排紧凑, 效率高。缺点是检验机构一般不开展其他产品的生产业务, 试验产生的压缩空气无法利用。
2. 压缩空气能回收利用方法
常用的压缩空气能回收利用方法是把试验产生的压缩空气直接用于原设计的使用场合, 绝大多数都是作为动力源驱动气动工具、气动设备或气体输送等。这种回收利用的方法要求试验和回收利用时间上要同步, 负荷上要同步。但试验必然存在的不稳定性和连续性要求, 与使用设备的稳定和断续性工作要求很难达到同步, 这就造成能量回收利用率低, 或不能回收利用。
储存或是转化这部分能量, 以普遍需求的能量形式提供, 这样使用场合多, 能同步完成能量回收。对于前者, 目前有需求。比如把压缩空气储存在容器里, 可以用于消防救援, 用压缩空气吹散井下或局部空间的有毒气体, 保护人员, 或用于启动某些特定的大型内燃机, 或用于某些精密仪器设备的冷却等, 但压力容器的运输成本、运输安全、储存成本、储存安全、经营许可等一系列问题需要解决。对于后者, 我国目前普遍使用的能源有电、燃气、燃油、蒸汽等, 其中把压缩空气能转化为电能最为可行, 并有很好的前景。随着国家政策调整, 允许个人或企业自发电多余部分接入电网, 卖给国家, 这使得压缩机可靠性试验过程生产的电量都能被直接同步利用。
3. 空气压缩机可靠性节能试验台设计
为了避免重复投资, 空气压缩机可靠性试验台建在第三方检验机构较为合理, 设备利用率高, 生产企业把待检产品交于检验机构检验将大大减少成本, 能量回收利用率提高到最合理的水平。试验设备空气能发电系统见图1。
3 工位试验系统可供3台空气压缩机同时进行可靠性试验, 被检产品可以单台试验, 也可多台试验, 型号可以相同, 也可以不同, 只要额定排气压力≥膨胀机进气压力即能保证整个系统正常运行。
4. 系统工作原理
(1) 截止阀在设备停机后关闭, 在设备开机前打开, 起到断开局部设备而不影响其他设备运行的作用;空压机排气管路上的自动控制调节阀用于自动控制空压机的排气压力, 使可靠性试验稳定有效;减压阀用于空压机压力高于膨胀机进气压力时的排气系统减压, 保证储气罐中压力稳定, 使不同压力的空压机可以同时试验;止回阀用于防止试验空压机故障或停机调整时压缩空气倒流, 防止空压机反转, 防止储气罐系统失压;膨胀机进气管路中的自动控制调节阀用于压缩空气量变化时的自动切换, 切换单台运行或多台运行, 保持膨胀机和发电机的较高效率。
(2) 空气压缩机试验各自独立运行, 任何1台可以随时启停调试, 更换零部件, 互不影响, 只要将需要调整的空压机停机后, 关闭排气管上的截止阀即可, 下次开机前再打开该阀门, 不影响整个系统的运行, 排气管路中的减压阀可以确保阀下游的储气系统压力稳定, 并满足膨胀机进气压力的要求, 排气压力较高的空压机才需要接入减压阀。如果空压机自身排气不带有储气装置, 排气系统压力不能稳定时, 可以在排气管路上的截至阀上游接入1个储气罐, 自动调节阀即能保证空压机的稳定运行。为了提高系统的运行效率, 减少减压阀减压对压缩空气能量带来的损失, 被试空压机的选择尽量使额定排气压力接近膨胀机进气压力。
(3) 选择2台膨胀机驱动2台发电机的组合是为了适应空压机试验中因样机的需要调整时压缩空气量的变化引起的波动, 两套发电系统功率一大一小, 当压缩空气量小时, 小功率发电装置运行, 气量中等时, 运行大功率发电装置, 气量大时两套装置同时运行, 这样配置可以保证发电系统始终保持在接近额定状态下运行, 接近最高效率。
空压机额定排气压力从0.25 MPa到45 MPa有各种规格, 一套试验装置不能完全满足多种规格的试验需求, 中高压空压机建1套系统, 低压空压机建1~2套系统是比较合理的模式, 能满足大多数生产企业的试验需求。压力偏离膨胀机设计需求的要减压的产品试验数量可控, 在提高机械效率, 减少一次性投资和提高设备利用率上达到最佳匹配。
5. 试验系统节能评估
试验可靠性应用 篇8
通信系统是靶场的中枢神经, 其可靠性指标往往要求很高, 平均无故障时间 (MTBF) 一般要求达到几千小时。如何通过较少的试验时间来评定这样高的可靠性指标, 是亟待解决的问题。若按照以往采用的经典统计方法进行试验评定, 即使选用高风险检验方案, 至少也需要上千小时的试验时间, 这样将使现场试验时间拖得很长, 其可靠性评定和验收难度很大。但在同样风险情况下, 如果采用Bayes序贯截尾检验方法, 充分利用各通信子系统或设备出所鉴定和进场验收的试验数据, 作为验前数据, 可大大减少系统现场试验时间, 节省大量试验经费。
1 可靠性验收试验评定的基本过程
采用Bayes序贯截尾检验方法进行通信系统可靠性验收试验评定, 其基本过程是:在可靠性逻辑框图设计的基础上, 先进行大量通信系统的设备和子系统的验前可靠性数据的收集、统计和分析, 再对验前信息进行综合 (也称折合) , 求出系统平均无故障时间的验前概率, 再根据选定的Bayes序贯截尾检验方案进行通信系统可靠性评定。
2 可靠性逻辑框图设计
通信系统根据其组成关系, 可以划分为多个层次:系统、子系统、设备等。各个层次又对应不同的可靠性框图, 上一级可靠性框图中的一个方框, 代表下一级的一个可靠性框图。因此, 通过逐渐分解, 可靠性框图将变得越来越复杂。但如果按照功能进行合理归类、简化, 合理设计可靠性逻辑框图, 则复杂的系统看起来并不复杂。例如对于某一系统支线, 将信道、切换设备、末端设备分别归类, 则可简化可靠性逻辑框图, 如图1所示。
3验前信息统计与综合
验前信息统计以图1为例进行说明。分别对主用信道、备用信道、切换设备、末端设备的出所鉴定、进场验收等连续可靠性考核试验时间和失效数进行统计。这里需要说明的是, 对于配置基本相同的n条支路, 同时进行m小时验前连续可靠性考核试验, 则可认为每条支线总的试验时间等于m×n h。通信系统在出所鉴定、进场验收等过程中, 大部分可靠性试验是各子系统试验和设备级试验, 由此得到的可靠性试验数据是一系列分散数据。只有将这些分散数据综合成系统的等效数据, 才能作为系统的验前信息使用。
通信系统的可靠性试验数据综合方法, 其思路是根据λ=-lnR/tr (其中R为系统可靠度, λ为失效率, tr为完成任务时间) , 当λ的验前密度给定时, 确定R的验前密度, 由此计算R出的验后密度及一、二阶原点距。通过串联系统和并联系统的可靠性指标综合公式, 建立起等效系统的 (N0, η0) 和各单元的 (Ni, ηi) 之间的关系, 从而解出验前等效失效数N0、等效任务数η0和等效试验时间t0, 最终求出验前概率。
3.1求解N0、η0和t0
根据杰弗莱规则, 无验前信息时, 失效率λ的验前密度
于是, R的验后密度为:
式中, η0=t/tr。
R的验后密度为负对数Gamma密度函数
对于串联系统, 设有m个相互独立的指数寿命型通信单元组成的串联通信系统, 每个单元的可靠度为Ri, 系统的可靠度为
将式 (3) 、式 (4) 、式 (5) 、式 (6) 联立解得N0和η0, 再由η0=t0/tr, 解得t0。其中 (N0, η0) 为m个单元组成的串联系统综合后的等效系统的等效失效数和任务数。
对于并联系统, 设有m个相互独立的单元组成的并联系统, 其可靠性指标综合公式为
对Q的验后密度作Mellin变换, 可得:
式中, Rj的一阶和二阶验后原点距E (Rj/Nj, ηj) 、E (R2j/Nj, ηj) 由 (3) 、式 (4) 给出, 于是有:
由R=1-Q, R2=1-2Q+Q2, 可得:
E[R/N0, η0]=1-A, (11)
E[R2/N0, η0]=1-2A+B, (12)
等效系统的可靠性R的验后密度为
对于串并联复杂系统, 以图1为例说明。根据图1, 有:
式中, N并和η并由式 (15) 和式 (16) 解得:
由上式可以解得如图1所示的串并联复杂系统t0和N0。
3.2求解验前概率π0
无验前信息可用时, 令π0=0.5;若有验前信息, 结合t0和N0, 则有:
式中, θ0=MTBF (因为通信系统为可修复系统) , MTBF值可由近似公式求得:
4 选定检验方案并判决
综合考虑可利用的验前信息、允许的平均试验时间、截尾数 (即试验失效数) 及实际风险等因素, 可选定表1中的4种Bayes序贯截尾检验方案。图2为方案判决标准图。表2为方案1～方案4的判决标准。
注:表中t为总试验时间, t对应的值为≤θ1的倍数, 如方案1中, 总试验时间t≤1.3863θ1, 失效数为3时拒收。
5 结束语
Bayes序贯截尾检验方案中若π0=0.5, 即无验前信息可用, 相当于经典统计方案。在取αNπ0=βNπ1=0.15, d=2.5, N=0的情况下, 要求现场试验时间应>1.4122θ1, 若在充分获取可信的验前信息条件下, 例如验前概率为0.7, 则对于相同的αNπ0、βNπ1、d、N, 要求现场试验时间应>0.6541θ1, 显然采用Bayes序贯截尾检验方案比经典统计方法大大缩短了试验时间, 并节省了大量试验经费。这种方法不仅适用于通信系统可靠性评定, 对其他电子系统的可靠性评定也有较好的推广价值。
摘要：按照经典方法, 靶场通信系统可靠性验收试验需要相当长的时间, 实现起来难度较大。详述了如何采用Bayes序贯截尾检验方法, 在充分利用可信的验前信息条件下, 进行通信系统可靠性评定, 重点给出了求解验前等效失效数、验前等效试验时间和验前概率的方法, 并选定Bayes序贯截尾检验方案进行可靠性判决。Bayes序贯截尾检验方法可大大缩短现场试验时间, 对工程实践有一定的指导意义并具有一定的推广价值。
关键词：通信系统,可靠性,评定,Bayes法,序贯截尾检验
参考文献
[1]张金槐, 唐雪梅.Bayes方法[M].长沙:国防科技大学出版社, 1993.
[2]张尧庭, 陈汉峰.贝叶斯统计推断[M].北京:科学出版社, 1991.
力矩限制器EMC试验可靠性探究 篇9
随着工业机械和电子技术的迅速发展, 越来越多的电子产品在工程机械行业得到应用, 起重机力矩限制器就是其中一种。力矩限制器是起重机上的重要超载保护装置, 力矩限制器可靠工作与优良性能关系工程机械主机的质量与施工安全。
由于工业机械对电子产品的电磁兼容性要求越来越高, 国家推出了最新的《工业机械电气设备内带供电单元的建设机械电磁兼容要求》GB/T 28554-2012。本文主要以GB/T 28554-2012为试验依据, 结合力矩限制器的结构以及工作原理, 对力矩限制器的EMC试验可靠性进行研究。
1 力矩限制器EMC试验与可靠性分析
1.1 EMC试验标准
力矩限制器依据《TSG Q7014-2008起重机械安全保护装置型式试验细则》设计并进行测试, 2012年国家推出《GB/T28554-2012工业机械电气设备内带供电单元的建设机械电磁兼容要求》, 要求工程机械的内带供电单元按照此规范进行设计并通过检测。与TSG Q7014-2008使用的检测条件对比, GB/T 28554-2012对静电放电试验及瞬态脉冲试验提出了更高的要求。
1.2 问题分析及改善措施
随机选取20台力矩限制器, 按照GB/T 28554-2012标准进行EMC试验, 发现有6台力矩限制器未达到测试标准, 通过率只有80%。试验中力矩限制器主要出现以下问题:
通过分析与研究, 认为以下几个方面的设计对EMC试验存在影响:
1) 外壳内壁到PCB的距离, 对静电放电试验存在影响;
2) 外壳整体尺寸, 对静电放电试验存在影响;
3) PCBA接地点的数量, 对瞬态脉冲试验存在影响;
基于以上几个问题点, 分别进行重新设计并进行相关试验进行验证。
1.2.1 外壳内壁到PCB的距离
力矩限制器的结构件要求能够有效地对电磁波进行衰减隔离。若力矩限制器的壳体内壁到PCB板边缘距离过近, 易受到电磁干扰。为了确定力矩限制器的壳体内壁到PCB板边缘距离对试验有无影响, 做了如下试验:分别定制4只外壳, 壳体内壁到PCB板边缘距离分别为4mm、6mm、7mm、8mm, 进行EMC试验。通过试验, 看到外壳内壁到PCB板边缘距离大于6mm的样品均能通过EMC试验标准。
如果外球的半径趋近无穷大时, 则采用下式
C=111.156r
在导体内部附加电场E′的方向与外加电场EO相反。当导体两端的正负电荷积累到一定程度时, E′的强度就会达到足以把EO完全抵消。此时导体内部的总场强E=EO+E′, 其结果处处为零, 自由电荷不再移动。故可以确认外壳内壁到PCB板边缘距对电磁抗干扰性存在影响, 外壳内壁到PCB板边缘越大, 抗干扰能力越强。综合力矩限制的结构设计要求, 力矩限制器的外壳内壁到PCB板边缘距离确定为7mm。
1.2.2 外壳整体尺寸
力矩限制器应用工程机械, 对与抗振性能、防水防尘、防腐蚀等提出较高的要求, 力矩限制器外壳采用铝合金材质。但铝合金材质的外壳抗疲劳性差, 对裂纹有很高的敏感性, 进行EMC试验时容易受到电磁干扰。用探伤设备对出现问题的力矩限制器进行检测, 出现黑屏的机台外壳存在裂纹。故可以确认力矩限制器在受到应力时, 产生了裂纹, 并对EMC试验结果存在影响。
当应力水平相同时, 高应力区的材料体积随着外壳尺寸的增大而增大, 在使用寿命给定的情况下, 结构件的尺寸越大, 抗疲劳性就越强, 电磁抗干扰性越强。综合考虑成本及安装开孔尺寸, 重新设计外壳, 将外壳尺寸放大, 并增加外壳的厚度。对重新设计的外壳进行EMC试验后可以确认外壳整体尺寸对EMC试验存在影响。
1.2.3 PCBA接地点的数量
力矩限制器的PCB板通过4个安装孔接地, 因力矩限制器的PCB板尺寸大于240*220mm, 不能保证有效降低电磁抗干扰性影响。
当结构件不接地或者接地数目过少时, 此时的屏蔽作用是单方面不完全的。若结构件内有正带电体存在的话, 此时结构件的内表面因感应而带负电, 而外表面则是带正电;如果结构件内是带负电, 则内表面为正感应电荷, 外表面为负感应电荷, 电场依然分布到外面去, 不能起到隔断的作用。
结构件接地, 内部空间整个区域电势Ψ满足拉普拉斯方程:
▽2=0
其边界有两个, S1为结构件内表面, S2为结构件外表面。
对S1有:S1=0
S0为结构体内电荷的表面, q1为结构件内电量:
对S2有:S2=0
故增加多个接地点, 使外表面的电荷由于接地而消失, 电场局限在内部, 结构件外电场和电势可唯一确定且其值仅由外部电量决定。即使结构件内电场变化也不会干扰外界。
可以看到, 接地点小于5个时, EMC试验均不能通过, 因此PCBA接地点数量对试验结果产生影响。因此根据设计要求, 力矩限制器的节点设置为6个。
1.3 采取整改措施后试验结果
针对力矩限制器出现的问题做出整改措施: (1) 壳体内壁到PCB板边缘距离设定为7mm; (2) 增大外壳尺寸; (3) 增加PCB印制板上接地点数。
经改善设计, 进行EMC试验, 20台力矩限制器全部通过试验达到GB/T28554-2012标准, 证明整改措施有效。
2 结论
随着电子装置在工程机械工作领域使用的增多, 需要确保工程机械对于外部电磁场有足够的抗扰度。电磁环境非常复杂, 有可能因为一根电线的摆放位置不同而导致结果不同。
通过本次对力矩限制器EMC试验的可靠性研究, 根据GB/T 28554-2012标准进行EMC试验, 对力矩限制器的研发给出整改建议, 以减少电磁干扰对力矩限制器的影响。通过此次试验, 说明力矩限制器EMC试验的可靠性研究能够有效地发现力矩限制器在研发过程中出现的问题, 保证了产品质量, 提升了工程机械的安全系数。
摘要：随着工业机械的发展, 电子产品在工程机械中所占比重越来越大, 工程机械对电子产品的电磁兼容性要求也越来越高。本文作者以某公司力矩限制器产品为例, 进行EMC试验的可靠性研究。
关键词：力矩限制器,可靠性,EMC试验
参考文献
[1]李旭华。电磁兼容测试的发展动态, 电工电气, 2009。
喷雾器可靠性试验台设计 篇10
植保机械产品质量对农产品质量安全、生态环境及操作者人身安全有重大影响。产品质量出现问题,如出现药液渗漏或射程满足不了需要,安全防护设施和措施不力,农药的有效利用率低等,会对农产品质量安全、生态环境及操作者人身安全造成危害。轻者导致农产品药物残留较多,品质较差,对生态环境造成轻度污染,并对操作者人身安全造成一定损害;重则会严重污染生态环境,引起食品中毒和操作者人体中毒或者作物停止生长和死亡。
建立质量安全型、资源节约型、环境友好型农业,与农药和植保机械的推广应用有很大关系。粮食增产、稳产与植保机械的推广应用关系也比较大,而且从农产品质量安全方面来看,要抓关键环节、关键技术。这些都与植保机械关系密切。因此,提高喷雾器产品作业性能质量和使用可靠性有重要的现实意义。
喷雾器是我国广大农村常用的植保机械。手动植保机械约有35个品种,全国保有量约6 000多万台,占总植保机械的80%左右,担负全国农作物病虫、草害防治70%以上面积。其中,手摇背负式喷雾器应用最为普及,几乎家家户户都有,因此手摇背负式喷雾器产品质量直接涉及到千家万户的切身利益,其工作可靠性和耐久性是设计者与生产厂家最关注的实际问题。在行业标准《JB/T 6661-2006喷雾器》中,可靠性(有效度)设为A类指标,是最重要的项目。为考核机具的耐久性和测量工作可靠性,需为喷雾器(也只有手摇喷雾器需要)设计一个可靠性试验台,即设计一个机械手来模拟人工作业并能有效控制的装置。目前,国外无同类手动喷雾器试验台,国内虽有相似的装置,但体积较庞大,结构稍复杂。另外,摇杆上下往复运动的位置也受到限制,对测试性能有诸多要求,不能完全反映喷雾器的性能。为了解决手动喷雾器可靠性试验问题,湖南省农业机械鉴定站研制了3W型喷雾器可靠性试验台,如图1所示。它采用电磁调速电机直联高传动比的蜗轮减速器驱动曲柄连杆机构,实现机械代替人工的自动作业。整个试验台结构紧凑,操作方便,运行平稳,实用可靠。
1.喷雾器 2.控制器 3.调速电机 4.联轴器 5.曲柄连杆机构
1 试验台结构
所设计的试验台由电机、联轴器、蜗轮减速器、喷雾器以及曲柄连杆机构试验部件等组成,结构原理如图2所示。工作时,电机通过联轴器将动力传递到减速器,减速器连接曲柄连杆机构带动喷雾器手柄,计数器统计手柄的旋转次数,当喷雾器药箱空气室压力过大时,本试验台可自动过载保护。
1.电机 2.联轴器 3.减速器 4.曲柄 5.连杆 6.喷雾器手柄
1.1 电机的选用
常见的喷雾器外形尺寸(长×宽×高)为350mm×170mm×400mm,手柄长L为400mm。
为确定喷雾器测试实验装置用电机功率,先任选正常劳力2人(甲、乙)对常用两种型号喷雾器进行10min左右的模拟操作,分别测量手柄上下往复运动过程中最大的作用力及一般摇速,测得平均手摇摆角为26°,两人手摇时测试数据如表1所示。
功率计算公式为
P=Me×n/9 549 (1)
式中 P—功率(kW);
Me—扭矩,Me=F×L(N·m);
n—手摇频次(r/min)。
测算两种型号喷雾器平均驱动功率分别为0.025kW和0.026kW。为了调节测试范围,考虑到YCT系列电磁调速异步电动机是一种交流恒转矩调速电机,工作时通过可控硅控制达到均匀无级调速,具有速度负反馈自动调节系统,无失控区,调速范围最大可达10:1,控制功率小,便于自控、群控或遥控,启动性能好,启动转矩大,启动平滑和使用维护方便等特点,故选用电磁调速电动机(型号YCT112-4A,功率0.55kW,额定转矩3.6N·m,调速范围125～1 230r/min,转速变化率≤2.5%)。
1.2 减速箱选择
植保机械行业标准中规定,手摇式喷雾器手摇频次小于30次/min。根据电磁调速电动机的调速范围和喷雾器的工作速率要求,考虑扭矩配比需要,根据现有研究,减速器在不超出减速机额定扭矩的前提下,降速时按速比提高了输出扭矩,按速比的平方降低了负载的惯量。蜗轮蜗杆减速机具有反向自锁功能,有较大的减速比,输入和输出既不同轴又不在同一平面,呈正交输出。为使试验台结构紧凑,选取传动比为40:1的蜗轮减速箱(型号为WPA80-40),以满足设计要求。
1.3 联轴器
由于无其它特殊要求,本设计选用牙嵌式普通刚性联轴器。
1.4 曲柄连杆机构
将输出构件所受驱动力的方向与构件上作用点的速度方向之间的锐角称之为压力角α,其最佳值为0°(这时传动角γ为90°)。当压力角大于45°时,输出构件上作用的有害分力将大于有效分力。为了保证机构良好的传力性能,使机构运动平顺,小功率或低速运行机构一般压力角设计不超过50°(αmax≤50°,γmin≥40°)。如受力很小或不常使用的操纵机构,允许传动角较小,只要不发生自锁即可。设计步骤为:
1)按比例(选比例u=10)在平面上绘出摇杆的极限位置C1D和C2D,如图3所示。
2)依据行程速度变化系数k≤2(取k=1.12),按极位夹角公式
计算出极位夹角θ =10°。
3) 过C2点做一条直线与C1C2连线的夹角为90°-θ=80°,该直线与C1和C2的中垂线的交点O即为K圆的圆心。
4) 以O为圆心、OC2的长度为半径做K圆,则A点必在K圆的C1点至C2点的优弧(大于半圆的弧)上。为使极限位置中点有最小压力角α,得AD值(AD=450 mm) 。
5)当摇杆AB和连杆BC夹角为180°时,AC1=B1C1-AB1,或摇杆AB和连杆BC夹角为0°时,AC2=B2C2+AB2,可计算出曲柄AB,连杆BC的长度为
AB=(AC2-AC1)/2 (3)
BC=(AC2+AC1)/2 (4)
求得AB=80mm,BC=430mm。
若连杆BC长度设计可调整,则极位DC1和DC2可以偏移。
根据AD的数值确定D点与A点的相对位置,来确定试验台平台高度、夹持位置及喷雾器安放位置。
1.4.1 连杆
设计采用小汽车方向机构万向节,中部有螺纹,长度可调整,适合本实验台工作。
1.4.2 曲柄
按曲柄长度(AB=80mm)设计为圆盘式。为了适应不同的喷雾器,在圆盘上按渐开线排列设置数孔,以适应不同曲柄长度的调节需要。
喷雾器摆杆(手柄)的上下往复运动并不是匀速的,但速度和加速度均较小,在构件上形成的有害分力也小,不影响机构平顺运动,可以忽略。摆杆的速度和加速度为
当极位时,φ1=φ2, ω3=0。
式中 l1,l2,l3—摇杆AB、连杆BC和摆杆CD的长度。
φ1,φ2,φ3—摇杆AB、连杆BC和摆杆CD的转角(即与AD的夹角)。
ω1,ω2,ω3—摇杆AB、连杆BC以及摆杆CD的角速度。
ε3—摆杆的角加速度。
1.4.3 手柄装夹机构
手柄装夹机构设计为铁皮半圆抱箍对合,螺纹紧固,与连杆铰接。
1.5 控制电路
在喷雾器管路系统中引入压力传感器,设置控制电路,机具过载时实施保护。
工作原理如图4所示。当压力小于限值(0.5MPa)时,输出量为0,即S处于闭合状态,三极管Q处于截止状态,基极电流为0,继电器K的触点1和2处于闭合状态,电动机正常工作。
当压力大于或等于限值时,输出量为1,即S处于打开状态,三极管Q处于放大区,继电器K的触点1和3处于闭合状态,电动机停止工作。
1.6 计数系统
在曲柄圆盘上装一磁铁块,与霍尔传感器保持一定间距(4mm)。当曲柄转一圈时产生一个脉冲信号,传感器通过光电隔离芯片及数字编码芯片与单片机通用I/O引脚及外部中断引脚相连。对脉冲信号进行累积可获得总运转次数,结合实时时钟模块可获得喷雾器摇动频次。计数系统如图5所示。
其中,CPU采用AVR高性能单片机,具有丰富的扩展接口。内置的EEPROM用于意外掉电时保存数据。显示屏采用LCD大屏幕,具有汉字显示功能。传感器采用接近型霍尔开关,安装方法如图6所示。
1.机架 2.螺栓 3.数据线 4.传感器支架 5.传感器6.调节螺母 7.曲柄圆盘
2 实验结果与分析
喷雾器可靠性试验台调试完后,于2008年10月12日-22日在国家水田机械质量监督检验中心植保机械试验室,对3WB-16型背负式手动喷雾器进行了10万次的可靠性试验。试验介质为清水,试验时喷杆喷头插在药液桶内,循环用水,试验全过程无需加水。在9d(每天约8h)试验中,机具摇杆接头有疲劳断裂现象,经焊接修复,试验台其它系统工作正常。随后,在2009年3月和4月,又先后对2台3WBS-16N型喷雾器各进行了70h的可靠性试验,试验台的测试性能和工作可靠性达到设计要求。试验结果证明,该试验台完全符合行业标准《JB/T 6661-2006喷雾器》中对可靠性试验的要求。
摘要：喷雾器质量的好坏直接关系到操作者的生命安全,也关系到农作物的生产安全和综合效益。我国手动喷雾器量大面广,应用普遍。为考核喷雾器的耐久性,检验其工作可靠性,设计了专门试验台。该试验台采用调速电机直联高传动比的蜗轮减速器驱动曲柄连杆机构,实现机械代替人工的自动化作业。该试验台还设置机具过载保护控制电路和自动计数显示功能。试验台具有结构紧凑、轻小方便、运行平稳和使用可靠等特点。
关键词：喷雾器,试验台,结构设计,过载保护,自动计数
参考文献
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[2]徐灏.机械设计手册(1)[K].北京:机械工业出版社,1989.
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[4]柳平增,丁为民,薛新宇,等.植保喷头综合性能测试专用数控系统的设计[J].计算机测量与控制,2006,14(12):1602-1604.
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