針對滑環(huán)失效數(shù)據(jù)較少的特點,構(gòu)建導電滑環(huán)磨損失效模型,結(jié)合小子樣數(shù)據(jù)處理法和隨機性理論對滑環(huán)摩擦副進行可靠性評估研究。首先,考慮滑環(huán)摩擦副在熱力電多場耦合環(huán)境下的特點,應用傳熱學、赫茲理論、能量守恒定律量化多場耦合對滑環(huán)摩擦副的影響,再結(jié)合Archard模型理論構(gòu)建導電滑環(huán)摩擦副磨損失效模型。然后,采用小子樣數(shù)據(jù)的虛擬增廣法和Boot-strap法對仿真數(shù)據(jù)進行擴展,根據(jù)滑環(huán)磨損特征量分布規(guī)律分別得到隨機失效閾值與固定閾值下的可靠度函數(shù)曲線,以某廠制造的導電滑環(huán)為例,進行滑環(huán)摩擦副可靠性評估,實驗結(jié)果表明隨機失效閾值下的可靠度與實際更接近。研究表明所構(gòu)建的磨損模型和方法可以有效地對導電滑環(huán)進行可靠性評估,避免了傳統(tǒng)的必須依賴大量試驗數(shù)據(jù)的方法,解決了缺少滑環(huán)試驗數(shù)據(jù)而難以進行可靠性評估的問題,填補了導電滑環(huán)可靠性研究的空白。

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【部分圖文】：

圖1 盤式滑環(huán)結(jié)構(gòu)圖

導電滑環(huán)由多個環(huán)道構(gòu)成,盤式滑環(huán)結(jié)構(gòu)如圖1所示,通過滑環(huán)的各個觸頭與匯流盤各環(huán)道盤面接觸形成摩擦副,將電流、信號等數(shù)據(jù)進行傳輸。導電滑環(huán)摩擦副在導電滑環(huán)運行過程中,由于電流傳輸、摩擦、接觸載荷作用下,滑環(huán)摩擦副處在熱力電多場耦合的環(huán)境,多場之間相互耦合加劇摩擦副磨損。其中,觸頭與....

圖2 導電滑環(huán)磨損失效模型構(gòu)建流程

導電滑環(huán)摩擦副在磨損過程中,由于摩擦副熱力電多物理場之間相互耦合影響,使滑環(huán)摩擦副的磨損程度難以計算。因此,本文結(jié)合赫茲理論、傳熱學、能量守恒、Archard模型解決滑環(huán)多物理場耦合對滑環(huán)磨損影響,建立導電滑環(huán)磨損失效模型。其中應用赫茲接觸理論建立滑環(huán)摩擦副接觸模型,預測接觸載荷....

圖3 導電滑環(huán)電流傳輸

At=π?c2=π(3rF4E)23(2)1.2.2滑環(huán)摩擦副接觸溫升模型

圖4 導電滑環(huán)摩擦副傳熱過程

導電滑環(huán)摩擦副在運行過程中,由于熱力電多場耦合影響,產(chǎn)生熱量,接觸區(qū)域溫度升高,同時由于接觸區(qū)域溫度高于周圍環(huán)境,與周圍環(huán)境進行熱交換。導電滑環(huán)摩擦副熱源主要是由電流傳輸、觸頭與匯流盤鍍層摩擦產(chǎn)生,其中電流傳輸產(chǎn)生熱量包括觸頭與匯流盤之間的接觸電阻熱、電流流經(jīng)盤面產(chǎn)生的焦耳熱。同....

本文編號：4039410