一种船舶传动装置机带海水冷却系统评估方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种船舶传动装置机带海水冷却系统评估方法，包括如下步骤：(1)分析船舶海水冷却液压系统故障，选择顶事件；(2)通过专家主观判断基本事件的模糊发生概率；(3)构建T

【技术实现步骤摘要】
一种船舶传动装置机带海水冷却系统评估方法


[0001]本专利技术涉及一种系统可靠性评估方法，具体的说是一种基于T
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S故障树的船舶海水冷却液压系统可靠性评估方法。

技术介绍

[0002]船舶柴油机动力装置中的机械设备在正常运行中会不断产生热量，一部分热量将转化成机械能，其余热量将不断积累导致机械设备温度持续上升，如果该部分热量没有被转移出去，材料强度将会下降并可能出现疲劳脆化现象，甚至会导致摩擦副部件咬死从而造成重大安全事故。船舶海水冷却液压系统在转移多余热量方面扮演着重要角色，对船舶海水冷却液压系统进行可靠性评估对船舶的安全运行有着重大意义。
[0003]目前对液压系统进行可靠性评估仍以传统故障树分析方法为主：确定影响液压系统可靠性的基本事件；确定基本事件的逻辑关系；用与门、或门、非门等静态门来描述静态事件关系；根据已知的基本事件的故障率通过布尔代数运算求解液压系统的的可靠性。
[0004]然而，传统故障树分析方法无法解决单元概率未知的情况，船舶海水冷却液压系统的元件为新研发的国产元件，缺少基本的失效率和失效机理信息值，导致基本事件的故障率无法计算。因此，针对船舶海水冷却液压系统元件故障概率测度不完善、系统失效机理不清晰的特点，亟需开发一种基于T
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S故障树的液压系统可靠性评估方法，提高船舶海水冷却液压系统风险评估方法的效率和准确性。

技术实现思路

[0005]针对现有方法的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于T
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S故障树的船舶海水冷却液压系统可靠性评估方法，解决了传统故障树分析方法对单元基本失效率的依赖问题，实现对船舶海水冷却液压系统高效、准确可靠性评估。
[0006]本专利技术的目的是这样实现的：步骤如下：
[0007]S1：分析船舶海水冷却液压系统故障，选择顶事件；
[0008]分析船舶海水冷却液压系统可能出现的故障，针对所有故障模式，分析其造成的危险事件，并以离心式海水泵冷却效果下降为顶事件；
[0009]S2：判断基本事件的模糊发生概率：
[0010]从引起离心式海水泵的压力降低和流量减小的可能的事件开始，层层分析引起离心式海水泵的压力降低和流量减小的直接原因和间接原因，并将这些原因认为是基本事件；其中引起船舶海水冷却液压系统顶事件的基本事件有电机失效、液压柱塞泵失效、节流阀失效、溢流阀失效、液压马达失效、离心泵失效；
[0011]S3：构造船舶海水冷却液压系统T
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S故障树：
[0012]S3.1：将基本事件的故障概率和故障程度统一描述为模糊数，并将模糊数归一化为梯形模糊数；
[0013]S3.2：若基本事件发生的故障概率为p，用梯形模糊数表示为p＝(a,m,m,b)；
[0014]S3.3：被测试液压柱塞泵的故障概率无法确定，利用被测试液压柱塞泵的可靠性试验台，得到规定耐久时间内被测试液压柱塞泵的故障次数，假设第i种故障发生的工作时间为Ti，i＝1，2，...，N，在耐久时间内共发生了N种故障模式，被测试液压泵的故障率为：
[0015][0016]S3.4：根据船舶海水冷却液压系统状态及各种参数，调查与顶事件有关的所有原因事件和各种因素，逐级找出直接原因的事件，直至所要分析的深度，按其逻辑关系，画出故障树；
[0017]S4：利用与/或模糊算子计算顶事件的发生概率：
[0018]假定各基本事件相互独立，获得T
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S模糊故障树的最小割集，并根据梯形模糊数运算法则求得顶事件的发生概率，假设基本事件1和基本事件2的故障概率分别为p1和p2，用梯形模糊数分别表示为p1＝(a1,m1,m1,b1)和p2＝(a2,m2,m2,b2)，利用表示模糊“或”门运算，利用表示模糊“与”门运算，根据梯形模糊数的运算法则，可得：
[0019][0020][0021]本专利技术还包括这样一些结构特征：
[0022]1.船舶海水冷却液压系统包括液压柱塞泵(1)、节流阀(2)、溢流阀(3)、液压马达(4)、电机(5)、离心式海水泵(6)，电机(5)轴通过联轴器连接液压柱塞泵(1)轴，液压马达(4)轴通过联轴器连接离心式海水泵(6)轴转动，船舶海水冷却液压系统压力由溢流阀(3)调节，流量由液压柱塞泵(1)、节流阀(2)联合调节，液压柱塞泵(1)出油口与节流阀(2)进油口、溢流阀(3)进油口用不锈钢金属油管连接，节流阀(2)出油口与液压马达(4)进油口用不锈钢金属油管连接，液压柱塞泵(1)吸油口、溢流阀(3)出油口、液压马达(4)出油口、离心式海水泵(6)出油口均通过不锈钢金属油管回油箱。
[0023]2.S3.3中所述被测试液压柱塞泵的可靠性试验台包括：液压柱塞泵(1)、万向节(7)、双出轴电机(8)、手动变量液压马达(9)、负载敏感节流阀(10)、比例溢流阀(11)、安全阀(12)、单向阀(13)、流量计(14)，双出轴电机(8)两端轴通过联轴器分别连接齿轮箱输入轴和手动变量液压马达(9)轴，双出轴电机(8)、齿轮箱、手动变量液压马达(9)各自的安装底座均通过螺栓连接于T型槽不锈钢底板；齿轮箱输出轴为2根即采用“一分二”式结构，传动比均为1:1，每根输出轴通过万向节与液压柱塞泵(1)轴连接；液压柱塞泵(1)的安装底座通过螺栓连接于振动实验台，液压柱塞泵(1)与振动实验台均置于高温实验腔中；液压柱塞泵可靠性试验台液压系统压力由比例溢流阀(11)调节，流量由液压柱塞泵(1)、负载敏感节流阀(10)联合调节；液压柱塞泵(1)出油口与负载敏感节流阀(10)进油口用不锈钢金属油管连接，负载敏感节流阀(10)出油口与手动变量液压马达(9)进油口、比例溢流阀(11)进油口用不锈钢金属油管连接；通过比例溢流阀(11)的流量由流量计(14)进行采集和检测。
[0024]3.S3.4中所述船舶海水冷却液压系统故障树构成包括：电机失效事件(x1)、液压泵失效事件(x2)、节流阀失效事件(x3)、溢流阀失效事件(x4)、液压马达失效事件(x5)、离心式冷却泵失效事件(x6)、离心式冷却泵冷却效果下降(y)、模糊“或”门运算(S)、模糊“与”门运算(T)、动力单元失效事件(c1)，在船舶海水冷却液压系统T
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S故障树中，动力单元失效
事件(c1)、控制单元失效事件(c2)、液压马达失效事件(x5)，离心式冷却泵失效事件(x6)任何一个发生都将导致离心式冷却泵冷却效果下降(y)；电机失效事件(x1)、液压泵失效事件(x2)任何一个发生都将导致动力单元失效(c1)；节流阀失效事件(x3)、溢流阀失效事件(x4)任何一个发生都将导致控制单元失效(c2)。
[0025]4.S4中利用T
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S模糊运算法则计算顶事件的故障概率为：
[0026][0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术基于T
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S故障树，通过对船舶海水冷却液压系统进行模糊故障树分析，从一个可能的事件开始，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶传动装置机带海水冷却系统评估方法，其特征在于：步骤如下：S1：分析船舶海水冷却液压系统故障，选择顶事件；分析船舶海水冷却液压系统可能出现的故障，针对所有故障模式，分析其造成的危险事件，并以离心式海水泵冷却效果下降为顶事件；S2：判断基本事件的模糊发生概率：从引起离心式海水泵的压力降低和流量减小的可能的事件开始，层层分析引起离心式海水泵的压力降低和流量减小的直接原因和间接原因，并将这些原因认为是基本事件；其中引起船舶海水冷却液压系统顶事件的基本事件有电机失效、液压柱塞泵失效、节流阀失效、溢流阀失效、液压马达失效、离心泵失效；S3：构造船舶海水冷却液压系统T
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S故障树：S3.1：将基本事件的故障概率和故障程度统一描述为模糊数，并将模糊数归一化为梯形模糊数；S3.2：若基本事件发生的故障概率为p，用梯形模糊数表示为p＝(a,m,m,b)；S3.3：被测试液压柱塞泵的故障概率无法确定，利用被测试液压柱塞泵的可靠性试验台，得到规定耐久时间内被测试液压柱塞泵的故障次数，假设第i种故障发生的工作时间为Ti，i＝1，2，...，N，在耐久时间内共发生了N种故障模式，被测试液压泵的故障率为：S3.4：根据船舶海水冷却液压系统状态及各种参数，调查与顶事件有关的所有原因事件和各种因素，逐级找出直接原因的事件，直至所要分析的深度，按其逻辑关系，画出故障树；S4：利用与/或模糊算子计算顶事件的发生概率：假定各基本事件相互独立，获得T
‑
S模糊故障树的最小割集，并根据梯形模糊数运算法则求得顶事件的发生概率，假设基本事件1和基本事件2的故障概率分别为p1和p2，用梯形模糊数分别表示为p1＝(a1,m1,m1,b1)和p2＝(a2,m2,m2,b2)，利用表示模糊“或”门运算，利用表示模糊“与”门运算，根据梯形模糊数的运算法则，可得：门运算，根据梯形模糊数的运算法则，可得：2.根据权利要求1所述的一种船舶传动装置机带海水冷却系统评估方法，其特征在于：船舶海水冷却液压系统包括液压柱塞泵(1)、节流阀(2)、溢流阀(3)、液压马达(4)、电机(5)、离心式海水泵(6)，电机(5)轴通过联轴器连接液压柱塞泵(1)轴，液压马达(4)轴通过联轴器连接离心式海水泵(6)轴转动，船舶海水冷却液压系统压力由溢流阀(3)调节，流量由液压柱塞泵(1)、节流阀(2)联合调节，液压柱塞泵(1)出油口与节流阀(2)进油口、溢流阀(3)进油口用不锈钢金属油管连接，节流阀(2)出油口与液压马达(4)进油口用不锈钢金属油管连接，液压柱塞泵(1)吸油口、溢流阀(3)出油口、液压马达(4)出油口、离心式海水泵(6)出油口均通过不锈钢金属油管回油箱。3.根据权利要求1或2所述的一种船舶传动装置机带海水冷却系统评估方法，其特征在于：S3.3中所述被测试液压柱塞泵的可靠性试验台包括：液压柱塞泵(1)、万向节(7)、双出
轴电机(8)、手动变量液压马达(9)、负载敏感节流阀(10)、比例溢流阀(11)、安全阀(12)、单向阀(13)、流量计(14)，双出轴电机(8)两端...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵钢，刘强，闫沈松，艾红旭，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零三研究所，
类型：发明
国别省市：