潜水电泵可靠性强化试验与统计分析的研究

作     者：钟华 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈文华;李立新

授予年度：2006年

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：潜水电泵 可靠性强化试验 数据统计分析 

摘      要：本文以QDX1.5-32-0.75型潜水电泵为研究对象，对潜水电泵的失效检测、可靠性强化试验以及试验数据的统计分析进行了系统、深入的研究。 首先，简述了可靠性研究的意义，回顾和评述了国内外可靠性研究的发展历史与现状。阐述了可靠性试验方法、可靠性试验数据的统计分析和存在的问题，以及潜水电泵可靠性研究的现状和存在的问题。 第二，对潜水电泵进行了失效模式影响及危害度分析(FMECA)，分析结果表明机械密封与轴承是潜水电泵的可靠性薄弱环节。机械密封的主要失效表现特征是泄漏，轴承的主要失效表现特征是振动加剧;结合潜水电泵典型的工作环境，对机械密封和轴承的失效机理进行了深入分析。失效表现特征的确定和失效机理的分析为下一步失效检测方法和可靠性试验方法的制订奠定了基础。 第三，以机械密封与轴承的失效表现特征为主要依据，在同时包含对其他失效检测的基础上，制订了潜水电泵的失效检测方法。以油水传感器检测机械密封的泄漏、以振动传感器检测轴承的振动和以工作电流值来检测潜水电泵整体的失效。研制了潜水电泵失效检测装置，开发了相应的检测软件，并制定了潜水电泵的失效判据。最后，用潜水电泵的失效检测实例，验证了失效检测方法和检测装置的有效性。 第四，开展潜水电泵的可靠性强化试验，以机械密封和轴承在潜水电泵典型的工作环境下的失效机理为依据，选取含10％的颗粒大小为100目棕刚玉砂的淡水作为强化应力，对5台QDX1.5-32-0.75小型潜水电泵进行了定时截尾为336小时的强化试验。试验中4台试样发生了失效，且发生失效的潜水电泵的机械密封的密封端面均出现了过量磨损，表明含10％颗粒大小为100目棕刚玉砂的淡水作为强化应力是适当的。 第五，选用指数分布来近似描述潜水电泵的寿命分布，并以失效率λ作为潜水电泵和可靠性指标。根据强化试验数据是小样本数据的实际情况，采用贝叶斯(Bayes)方法对试验数据进行处理。选择Gamma分布作为λ的先验分布，求得出λ的后验分布，并以此为依据，对失效率λ的估计值λ进行了推断。蒙特卡洛方法对Bayes方法的模拟评价验证了Bayes方法的正确性。 最后，对本文已经开展的潜水电泵可靠性研究工作进行总结，并对今后潜水电泵可靠性研究发展方向提出作者的一些见解。