KCI등재
SCIE
SCOPUS
Reliability analysis and optimization of the hammer rotor of forage crusher under multiple failure modes
저자
Zhiping Zhai (Inner Mongolia University of Technology) ; Donghai Yuan (Inner Mongolia University of Technology) ; Yuezheng Lan (Inner Mongolia University of Technology) ; Haixu Zhao (Inner Mongolia University of Technology)
발행기관
학술지명
JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY(Journal of Mechanical Science and Technology)
권호사항
발행연도
2023
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
5103-5115(13쪽)
DOI식별코드
제공처
During the operation of a forage crusher, the common issues usually faced are shorter mean time between failures and low reliability. The hammer rotor, a critical component, is prone to fatigue fracture, hammer wear, violent vibration of the rotor system caused by uneven wear of the hammers, and other issues that reduce the machine's service life and reliability. In order to avoid failure modes within the design life of the forage crusher and improve its reliability, the functional functions of the fatigue fracture failure, hammer wear failure, and resonance failure modes were established, the marginal distribution functions for each individual failure mode were computed, and the reliability model of the hammer rotor under multiple failure modes is constructed based on the correlation degree between the failure modes. On this basis, the reliability of the forage crusher is improved by optimizing the structure and working parameters. Before optimization, the fatigue reliability, wear reliability, and vibration reliability of the hammer rotor are 0.878, 0.94, and 0.248, respectively, and the reliability of the hammer rotor under multiple failure modes is 0.2116. After optimization, the fatigue, wear, and vibration reliability are 0.979, 0.9997, and 0.932, respectively. The reliability of the hammer rotor under multiple failure modes is 0.923, which reduces the probability of failure within the design life and meets the requirement that the reliability of key parts of agricultural and animal husbandry machinery is not less than 90 %. This study validates the reliability models and multi-objective optimization results and serves as a reference for forage crusher structural reliability design and optimization.
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