内燃机冷却水泵总成台架可靠性考核

1、ICS 27.020J 96备案号：321472011中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准JB/T 8126.32011代替 JB/T 500331999内燃机冷却水泵第 3 部分：总成台架可靠性考核Internal combustion enginesCooling water pumpsPart 3：AssembliesReliability test rig assessment2011-05-18 发布2011-08-01 实施中华人民共和国工业和信息化部 发布 目次前言II1范围12规范性引用文件13评定方法13.1可靠性考核指标13.2可靠性考核方法23.3故障判定3

2、3.4可靠性评定34试验方法34.1试验样泵34.2试验项目及方法34.3试验报告45故障分类及判定规则55.1故障分类55.2故障判定规则5附录 A（资料性附录）x2 分布分位数表6附录 B（资料性附录）冷却水泵台架可靠性试验故障记录表7附录 C（资料性附录）冷却水泵性能试验结果汇总表8附录 D（规范性附录）内燃机冷却水泵故障模式分类表9图 1试验装置示意图3表 1配重盘的不平衡量4表 A.1x2 分布分位数表6表 D.1内燃机冷却水泵故障模式分类表9前言JB/T 8126内燃机冷却水泵分为六个部分：第1部分：总成技术条件；第2部分：总成试验方法；第3部分：总成台架可靠性考核；第4部分：水封

3、技术条件；第5部分：水封试验方法；第6部分：V带轮技术条件。 本部分为 JB/T 8126 的第 3 部分。本部分代替 JB/T 500331999内燃机冷却水泵台架可靠性考核。 本部分修订时对原标准作了编辑性修改，主要技术内容没有变化。 本部分的附录 A、附录 B、附录 C 为资料性附录。 本部分的附录D为规范性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国内燃机标准化技术委员会（SAC/TC177）归口。 本部分起草单位：上海内燃机研究所、广西玉柴机器股份有限公司、河南省西峡汽车水泵股份有限公司、浙江凯吉汽车零部件制造有限公司、湖北飞剑泵业有限公司。 本部分主要起草人：沈红节、李业联

4、、冯长虹、贾红荣、蒋弼夏、叶栩宏、刘兴海。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为：JB/T 500331994、JB/T 500331999。内燃机冷却水泵第 3 部分：总成台架可靠性考核1范围JB/T 8126 的本部分规定了中小功率内燃机用冷却水泵总成台架可靠性考核评定方法、试验方法、 故障分类及判定规则。本部分适用于批量生产的中小功率内燃机用冷却水泵总成（以下简称水泵）台架可靠性考核评定。2规范性引用文件下列文件中的条款通过 JB/T 8126 的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件， 其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达

5、成协 议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。JB/T 8126.2内燃机冷却水泵第 2 部分：总成试验方法3评定方法3.1可靠性考核指标首次故障前平均工作时间（MTTFF）a）点估计值按式（1）计算：1 rn-rr MTTFF = åti + åtj ´ Af （1）式中： i=1j =1MTTFF出现首次故障时的累积工作时间的平均值，单位为小时（h）； n试验样泵台数； r试验样泵中发生首次故障（轻度故障不计）的台数；ti第 i 台样泵发生首次故障时的累积工作时间，单位为小时（h）； tj在可靠性试验结束时，未

6、发生故障的第 j 台样泵的累积工作时间，单位为小时（h）； Af加速系数，取 Af=3。注：试验结果当 r=0 时，其产品的 MTTFF 值按试验截尾时间、加速系数与试验样泵台数的乘积计。b）对置信度为（1-a）的首次故障前平均工作时间的单侧置信区间下限估计值按式（2）计算： rn-r式中：（MTTFF）L,1-a =2 åti + åtj i =1j =1 x2(a ,2r+2)´ Af （2）a风险系数（或称显著性水平）；x2(a,2r+2)置信度为（1-a），自由度（v）为 2r+2 的 x2 分布分位数，可由附录 A 中的 x2 分布分 位数表求得。平均故

7、障间隔时间（MTBF）a）点估计值按式（3）计算：nåtciffMTBF = i =1´ A 或 MTBF = nto ´ A （3）rara式中：MTBF相邻两次故障之间的平均工作时间，单位为小时（h）； n试验样泵台数；tci第 i 台样泵的累计工作时间，单位为小时（h）； to定时截尾试验时所规定的试验截尾时间，单位为小时（h）； ra试验截止时间内发生故障（轻度故障不计）的总数。注：试验结果当 ra0 时，其产品的 MTBF 值按试验截尾时间、加速系数与试验样泵台数的乘积计。b）对置信度为（1-a）的平均故障间隔时间的单侧置信区间下限估计值按式（4）计算：

8、（MTTFF）L,1-a=2ntox2´ Af （4）无故障性综合评分值（Q）（a ,2ra +2）（MTBF） roQ = 100 - o å（Ki Ei）（5）式中：nto Afi=1Q产品无故障性的综合评定指标。（MTBF）o 规定的水泵产品应达到的 MTBF 目标值，单位为小时（h）。ro 在试验截止时间内（包括性能试验期间）样泵发生的各类故障的总数。 Ki 第 i 个故障的故障危害系数，各类故障的危害系数规定如下：严重故障取 Ki=60； 一般故障取 Ki=30； 轻度故障取 Ki=9。Ei 第 i 个故障的故障发生时间系数，按式（6）计算：2toto + tiE

9、i =（6）式中：ti第 i 个故障发生时样泵累积工作时间，单位为小时（h）。注：当计算结果 Q0 时，以零分计；当 ro0 时，Q100。3.2可靠性考核方法水泵产品的可靠性考核系通过台架可靠性试验和用户调查等两个方面进行。台架可靠性试验台架可靠性试验方法按第 4 章的规定进行。考核指标为首次故障前平均工作时间、平均故障间隔时间和无故障性综合评分值等三项。用户调查用户调查应着重调查水泵在用户正常使用中的实际可靠程度，摸清使用中出现的主要故障模 式，统计产品使用中首次故障前平均工作时间。用户调查应写出用户调查报告，并附盖有被调查单位公章的证明。3.3故障判定台架可靠性试验中所发生的每一个故障均

10、应按第 5 章的规定逐一判定。3.4可靠性评定水泵产品在按照 3.2 的规定考核结束后，应按 3.1 的计算公式算出各项考核指标的具体数值，并 编写产品可靠性考核报告。在产品的可靠性考核指标均达到规定的目标值时，评定该产品达到的可靠性等级，若其中有一 项考核指标达不到规定的目标值，则该产品可靠性考核不合格。4试验方法4.1试验样泵被抽样泵应是工厂检验部门检验合格的产品。抽样方式为随机抽样法，在制造厂抽样时，样本母体一般不少于 100 台。在用户单位或市场抽 样时，必须是半年以内出厂的产品，库存量不限。试验样泵数为 2 台、抽样数为 3 台，其中 1 台作为备用样泵，以便在非样泵本身问题造成无法

11、 正常试验时启用。4.2试验项目及方法性能试验台架可靠性试验前，应按 JB/T 8126.2 测定水泵在标定工况时的扬程和轴功率。台架可靠性试验可靠性试验装置试验装置图如图 1 所示。1测功机；2被测水泵；3出口测压管；4压差计或进口压力计、出口压力计；5进口测压管；6出口调压阀；7放气阀；8安全阀；9真空压力计；10通真空泵阀门；11水位计；12水箱进水阀；13放水阀；14封闭式水箱；15加热器；16温度计；17水泵进水阀。图 1试验装置示意图试验规范a）水泵试验转速为标定转速的 1.1 倍，并圆整到百位数。b）水泵转速循环试验：转速从零升到试验转速的时间为 15 s，保持 30 s，从试验

12、转速到零为 15 s，1 min 为一个循环。c）试验循环总次数定为 3×104 次（运转时间 500 h）。试验条件a）试验介质用清水，水温为 95±2，测温仪表精度应不低于 1 级。b）水泵采用带传动，带张紧力按水泵在发动机上工作时的要求；齿轮传动的水泵也可用带传动进 行试验。c）封闭水箱加压压力等于水泵工作的冷却系统散热器真空压力阀的压力值。压力测量仪表精度应 不低于 1 级。d）带风扇工作的水泵试验时应加装配重盘。配重盘的重量与风扇重量相等，安装位置与风扇相同， 配重盘的不平衡量应符合表 1 的规定。表 1配重盘的不平衡量风扇外径mm4004005005006006

13、00750配重盘不平衡量g·cm18±236±354±472±5e）水泵试验转速时扬程 H 按式（7）计算：2式中：H =（n / n0）´ H0 （7）H水泵在试验转速时的扬程，单位为米（m）； n水泵试验转速，单位为转每分（r/min）； n0水泵标定转速，单位为转每分（r/min）； H0水泵标定转速时扬程，单位为米（m）。 f）允许偏差：累积循环次数±50 次；水泵试验转速±1%；水泵试验转速时的扬程±15%。水泵泄水孔泄水量的测量用一小容器收集泵泄水孔泄水量，为防止容器内水的蒸发，在容器内加入适

14、量机油。用重量法计量 泄水孔泄水量。试验记录每隔 24 h 测取水泵转速、水温、进口压力、进出口压差、累积循环次数。停机 10 min，观察水泵 泄水孔泄水情况，并做好记录。试验过程中，若发生故障应随时参照附录 B 所示的冷却水泵台架可靠性试验故障记录表进行记录， 并按第 5 章进行统计。性能复试可靠性试验结束后样泵至少放置 24 h，按 的规定进行性能复试。检查水泵零件是否有损坏情况4.3试验报告根据试验结果填写试验报告，试验报告可按照附录 B 和附录 C 中的表格内容进行给出：a）附录 B 中的冷却水泵台架可靠性试验故障记录表；b）附录 C 中的冷却水泵性能试验结果汇总表。5故障分类及判定

15、规则5.1故障分类水泵在使用中发生丧失其规定功能的事件或现象称之故障，按故障发生的原因和故障后果影响水泵 正常工作的严重性，将故障分为严重故障、一般故障和轻度故障等三类。严重故障（类） 指水泵主要件损坏或漏水的故障。一般故障（类） 指一般零件损坏或性能下降超出规定允许范围的故障。轻度故障（类） 指不解体即可排除的故障。5.2故障判定规则故障类别按附录 D 判定。由于水泵的结构有差异，如发现附录 D 中未列入的故障模式，可根据 故障分类原则，参照附录 D 中的实例来判定其类别。故障排除以后又重复出现同一故障，应分别统计其故障次数。计算故障发生时间应以水泵发生故障时累积工作时间计，如故障发生在试验

16、开始时，其累积工 作时间为零。在台架试验结束后的性能复查和拆泵检查时发现的故障，则按水泵发现故障时的累积工作时间 计。附录A（资料性附录）x2 分布分位数表已知自由度 v 和a，由表 A.1 查出 x2（a，v）。表 A.1x2 分布分位数表va0.950.900.800.700.500.300.200.100.0510.003 930.015 80.064 20.1480.4551.0741.6422.7063.84120.1030.2110.4460.7131.3862.4083.2194.6055.99130.3520.5841.0051.4242.3663.6654.6426.2517

17、.81540.7111.0641.6492.1953.3574.8785.9897.7799.48851.1451.6102.3433.004.3156.0647.2899.23611.07061.6352.2043.0703.8285.3487.2318.55810.64512.59272.1672.8333.8224.6716.3468.3839.80312.01714.06782.7333.4904.5945.5277.3449.52411.03013.36215.50793.3254.1685.3806.3938.34310.65612.24214.68416.919103.9404.

18、8656.1797.2679.34211.78113.44215.98718.307114.5755.5786.9898.14810.34112.89914.63117.27519.675125.2266.3047.8079.03411.34014.01115.81218.54921.026135.8927.0428.6349.92612.34015.11916.98519.81222.362146.5717.7909.46710.82113.33916.22218.15121.06423.685157.2618.54710.30711.72114.33917.32219.31123.3072

19、4.996167.9629.31211.15212.62415.33818.41820.46523.54226.296178.67210.08512.00213.53116.33819.51121.61524.76927.587189.39010.86512.85714.44017.33820.60122.76025.98928.8691910.11711.65113.71615.33218.33821.63923.90027.20430.1442010.85112.44314.57816.26619.33722.77525.03828.41231.410附录B（资料性附录） 冷却水泵台架可靠性试验故障记录表生产厂产品型号编号出厂日期 序 号故障出现时间 月、日累积循环次数（或累积工作时间） 次（h）零部件 名称故障 模式故障 类别故障 排除措施排除故障 时间 min故障 原因分析备注