這部分是我們把大齒輪解體以后,這個中間是個油槽,有這樣一個縱向裂紋,這個裂紋分了兩叉,也是個人字型。大家注意,這個齒輪是中間跟軸互相配合的。我想提一個問題,我回縮一下,這個大家看齒已經斷了,浮板也已經斷了,我想現在提一下問題,這個裂紋從輪轂向齒發展,還是先斷了齒,后導致輪轂斷開的?這個地方輪轂里面有一個有槽,為了配合安裝用。我很著急的告訴大家,為了節省時間,這個裂紋源是在油槽這兒,因此破綻不是從齒向輪轂破綻,而是從輪轂的硬力集中明顯的油槽向外擴展,最后導致斷齒。這樣一個分析結論跟實際發生過程,當時他們得到的結論正好是反過程,我們經過失效分析,給他提供了非常重要的信息,它的破綻過程是從輪軸開始。斷了齒以后,這個齒輪還在繼續運轉,后果不堪設想,好在沒有產生更嚴重的后果。這是它的一個裂紋的發展過程。這是整個的一個齒輪的剖面,這是它的一個軸骨的部分,這是它的齒面部分。
這是掃描電鏡看到的效果,這個是油槽的表面向外擴展,這是擴展的整個的紋理,所以我們通過掃描電鏡把這個擴展的方向可以找到。我們說叫裂紋萌生、擴展,最后斷開,這樣一個過程。這個過程可以進行數據模擬,計算一下它的安裝應力,這個工作我們也做了。齒輪嚙合過程中出現的一些問題,我們也進行了模擬。實驗跟模擬,跟失效分析可以相結合,我們可以找到失效的完整過程。
這是一個重要的螺栓,這個過程其實也很簡單,時間關系就不多說了。這個重要的螺栓最后斷了,斷了以后,什么問題呢?大家看這是它的一個螺紋的形貌,這個螺紋的形貌看起來非常粗糙,螺紋的表面粗糙度導致了斷裂,都是在第一道螺紋、第二道螺紋斷掉,跟我們的制造工藝有很大的問題。這是一個熱處理的組織,組織非常不均勻,我們可以找到很多的信息。
最后一個話題,我們有了監測,我們可以找到最嚴重的失效的狀況,因為失效是我們不希望發生的,我們可以把這個信息反饋回來,最后做到預防維修。不要小看它,不是僅僅壞了以后去修,這個維修,我們現在強調的是維護保養的一個統稱,維修的方式主要是三種,事后、計劃、事前,最先進的維修方式是事前維修。油液監測也好、狀態監測也好,主要是實現事前維修。
重要的理論指導就是全生命周期的維修,論證、設計、制造、使用、淘汰五個階段,都有監測問題,都有狀態評價問題,都有維修問題,因此我們說是一個全生命周期的維修。
預防維修在這里面需要用到故障診斷,故障診斷就是要在狀態監測基礎上加上預測預警,最后可以把故障做到可控,故障可控,失效也就可控了。
預防維修里面現在比較成熟的理論是以可靠性為中心的預防維修。可靠性是維修科學的兩個重要的理論基礎,一個是可靠性理論,還有一個叫維修性,也叫可維修性。可靠性是提高壽命、降低故障率;維修性是通過有效維修,可以使故障率得到進一步控制,因為我們不可能想象,我們通過我們的努力,我們可以把故障率降到零,不太現實。因此從可行角度來講,故障率控制在可控范圍情況下,我們通過維修可以去彌補,所以這是一個重要的發展。
從維修的角度來講,現在全壽命周期因此跟今天的主題,大數據工程要結合起來,其實現在就是談到一個什么?維修的角度是現在要有這樣一個數據庫,需要有這個大數據支撐,才能做好真正的維修,因此現在比較倡導的是資產管理。我的風場是一個資產,單臺風機是一個資產,從整個對象來講,涉及到這樣一些內容,在全員、全面的角度來講,如何使費用降到最低,這是我們維修的一個重要的目標,也就是它的價值目標,因此我們這個系統其實是體現了一個資源管理的思想,它體現出一個系統性和全面性。
以上就是把這三個主要問題跟大家做了一個分享,我們在這里面涉及到關鍵問題,跟大家簡單歸納一下。一個是磨損控制、剩余壽命的問題,跟油液監測相關的,在油里面加一些減磨的、降阻的一些添加劑,特別是一些納米添加劑,這樣可以起到非常有效的改善性。特別是可以實現零磨損,自修復,當然這個概念炒得有點熱,但是這個效果,我們其實通過實驗也有明顯效果,這也是一個很重要的方向。另外關于可靠性,零部件有可靠性,油也有可靠性。上午談到這樣一個主題,我們說整體系統和構成系統零部件的局部的關系是什么樣的關系呢?我們期望整體功能大于局部之和,這樣一個目標,當然我們現在有的時候恰恰相反。不同系統的組成,最后的綜合可靠性是不一樣的,所以這里面對于可靠性是一個很關注的問題,包括可靠性系統里面構成的基本組成。維修性是可靠性的一個重要的補充,它可以在可接受的故障范圍里面,可以使你通過維修,可以恢復你的功能,使整體成本得到控制。
另外一個維修標準、狀態評價、服役性能,另外相關的實驗。我們的核心技術在這里邊,主要是以設備工程學為支撐,全系統維修,在這里面有相應的手段,比如減震、隔震、磁力耦合技術。另外齒輪箱除了制造、除了用有,還有一個很重要的安裝因素,校中安裝技術,也是一個很重要的問題。另外遠程監控,維修的糾正的措施,強調原位加工技術和原位修復技術。
簡單小結一下。跟大家匯報了三個主要問題,我想主要的結論,維修是一個系統功能,是一個龐大的系統,是個全設備維修。狀態監測是非常重要的狀態,失效分析是一個有效的補充,可以使我們產品不斷完善、不能梯段。全生命理論是我們重要指導。我非常贊同今天這樣一個平臺,使我們整個產業鏈上下游形成紐帶,大家聯合在一起,合作是硬道理,有了合作才能形成合力,有了合力,我們才能勇往直前,謝謝大家!
主持人:非常感謝王教授的精彩報告,王教授和我們共同分析了油液監測、狀態監測及失效分析,應該說油液監測技術是設備磨損狀態監測的核心技術,它主要是通過分析潤滑油的性能變化,和其攜帶的磨損顆粒的信息來獲得機械設備潤滑和磨損狀態,對于保證設備可靠性運行有著重要的作用。
溫馨提示:本演講為現場實錄,難免會出現錯誤,如有發現,請告知我們,謝謝合作