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这个地方的局部,就是这个地方的断口,这是宏观的一个图象,大家看有明显的痕迹,因此失效分析来讲,特别是对于断裂,断口分析是最重要的一个回缩记录的原始数据,这个就把断口记录下来了。
这部分是我们把大齿轮解体以后,这个中间是个油槽,有这样一个纵向裂纹,这个裂纹分了两叉,也是个人字型。大家注意,这个齿轮是中间跟轴互相配合的。我想提一个问题,我回缩一下,这个大家看齿已经断了,浮板也已经断了,我想现在提一下问题,这个裂纹从轮毂向齿发展,还是先断了齿,后导致轮毂断开的?这个地方轮毂里面有一个有槽,为了配合安装用。我很着急的告诉大家,为了节省时间,这个裂纹源是在油槽这儿,因此破绽不是从齿向轮毂破绽,而是从轮毂的硬力集中明显的油槽向外扩展,最后导致断齿。这样一个分析结论跟实际发生过程,当时他们得到的结论正好是反过程,我们经过失效分析,给他提供了非常重要的信息,它的破绽过程是从轮轴开始。断了齿以后,这个齿轮还在继续运转,后果不堪设想,好在没有产生更严重的后果。这是它的一个裂纹的发展过程。这是整个的一个齿轮的剖面,这是它的一个轴骨的部分,这是它的齿面部分。
这是扫描电镜看到的效果,这个是油槽的表面向外扩展,这是扩展的整个的纹理,所以我们通过扫描电镜把这个扩展的方向可以找到。我们说叫裂纹萌生、扩展,最后断开,这样一个过程。这个过程可以进行数据模拟,计算一下它的安装应力,这个工作我们也做了。齿轮啮合过程中出现的一些问题,我们也进行了模拟。实验跟模拟,跟失效分析可以相结合,我们可以找到失效的完整过程。
这是一个重要的螺栓,这个过程其实也很简单,时间关系就不多说了。这个重要的螺栓最后断了,断了以后,什么问题呢?大家看这是它的一个螺纹的形貌,这个螺纹的形貌看起来非常粗糙,螺纹的表面粗糙度导致了断裂,都是在第一道螺纹、第二道螺纹断掉,跟我们的制造工艺有很大的问题。这是一个热处理的组织,组织非常不均匀,我们可以找到很多的信息。
最后一个话题,我们有了监测,我们可以找到最严重的失效的状况,因为失效是我们不希望发生的,我们可以把这个信息反馈回来,最后做到预防维修。不要小看它,不是仅仅坏了以后去修,这个维修,我们现在强调的是维护保养的一个统称,维修的方式主要是三种,事后、计划、事前,最先进的维修方式是事前维修。油液监测也好、状态监测也好,主要是实现事前维修。
重要的理论指导就是全生命周期的维修,论证、设计、制造、使用、淘汰五个阶段,都有监测问题,都有状态评价问题,都有维修问题,因此我们说是一个全生命周期的维修。
预防维修在这里面需要用到故障诊断,故障诊断就是要在状态监测基础上加上预测预警,最后可以把故障做到可控,故障可控,失效也就可控了。
预防维修里面现在比较成熟的理论是以可靠性为中心的预防维修。可靠性是维修科学的两个重要的理论基础,一个是可靠性理论,还有一个叫维修性,也叫可维修性。可靠性是提高寿命、降低故障率;维修性是通过有效维修,可以使故障率得到进一步控制,因为我们不可能想象,我们通过我们的努力,我们可以把故障率降到零,不太现实。因此从可行角度来讲,故障率控制在可控范围情况下,我们通过维修可以去弥补,所以这是一个重要的发展。
从维修的角度来讲,现在全寿命周期因此跟今天的主题,大数据工程要结合起来,其实现在就是谈到一个什么?维修的角度是现在要有这样一个数据库,需要有这个大数据支撑,才能做好真正的维修,因此现在比较倡导的是资产管理。我的风场是一个资产,单台风机是一个资产,从整个对象来讲,涉及到这样一些内容,在全员、全面的角度来讲,如何使费用降到最低,这是我们维修的一个重要的目标,也就是它的价值目标,因此我们这个系统其实是体现了一个资源管理的思想,它体现出一个系统性和全面性。
以上就是把这三个主要问题跟大家做了一个分享,我们在这里面涉及到关键问题,跟大家简单归纳一下。一个是磨损控制、剩余寿命的问题,跟油液监测相关的,在油里面加一些减磨的、降阻的一些添加剂,特别是一些纳米添加剂,这样可以起到非常有效的改善性。特别是可以实现零磨损,自修复,当然这个概念炒得有点热,但是这个效果,我们其实通过实验也有明显效果,这也是一个很重要的方向。另外关于可靠性,零部件有可靠性,油也有可靠性。上午谈到这样一个主题,我们说整体系统和构成系统零部件的局部的关系是什么样的关系呢?我们期望整体功能大于局部之和,这样一个目标,当然我们现在有的时候恰恰相反。不同系统的组成,最后的综合可靠性是不一样的,所以这里面对于可靠性是一个很关注的问题,包括可靠性系统里面构成的基本组成。维修性是可靠性的一个重要的补充,它可以在可接受的故障范围里面,可以使你通过维修,可以恢复你的功能,使整体成本得到控制。
另外一个维修标准、状态评价、服役性能,另外相关的实验。我们的核心技术在这里边,主要是以设备工程学为支撑,全系统维修,在这里面有相应的手段,比如减震、隔震、磁力耦合技术。另外齿轮箱除了制造、除了用有,还有一个很重要的安装因素,校中安装技术,也是一个很重要的问题。另外远程监控,维修的纠正的措施,强调原位加工技术和原位修复技术。
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