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数控机床是当今制造业逐步实现现代化的基础设施,双动力刀架作为数控机床非常重要的功能部件,其可靠性较低的问题成为限制数控机床发展的关键因素。因此,要提高数控机床整机可靠性,其中一个必要环节就是提高双动力刀架可靠性,这对于保障数控机床的运行稳定,提高机床后期的保养维修效率起着不可或缺的作用。本文主要研究数控机床双动力刀架的可靠性建模与分析方法,结合烟台环球AK33100D型双动力刀架故障数据进行实例分析,研究内容如下:(1)对双动力刀架进行可靠性分析。采用故障模式及影响分析方法(FMEA)处理烟台环球AK33100D型双动力刀架故障数据,划分双动力刀架子系统并对各个故障模式进行分析,得到系统严重度,进而得出影响刀架可靠性的子系统危害水平排序。结果显示故障严重度较高的两个子系统分别是刀盘信号装置和紧固密封装置,为后续的可靠性建模与可靠性分配打下基础。(2)对双动力刀架进行可靠性建模。针对双动力刀架现场试验故障数据,用最小二乘法估计参数,用相关系数法检验,从而建立双动力刀架故障间隔时间的数学分布模型。计算得到刀架的故障间隔时间服从形状参数为0.7461、尺度参数为6351.6320的威布尔分布,MTBF点估计值为7593.3761小时,双侧区间估计值为[6629.77,8605.72]小时。(3)提出一种基于故障树蒙特卡洛仿真的双动力刀架可靠性分析方法。建造双动力刀架系统故障树,确定故障树基本事件的最小割集,验证所有底事件故障数据的分布类型并计算其特征值。利用MATLAB进行故障树蒙特卡洛仿真,结合函数关系对双动力刀架可靠性进行估计,并与传统可靠性分析方法所得MTBF比较。结果显示刀架MTBF最终稳定在7236.72小时,与经典算法计算的MTBF相比误差仅为4.69%,验证了仿真结果的正确性。解决传统可靠性分析试验周期长、故障样本不足导致数据随机性低、难于处理且运算缓慢的问题。(4)双动力刀架的可靠性分配与增长技术管理。采用将区间分析、层次分析与模糊综合评判三者结合的方法对刀架进行可靠性分配,用区间数表示模糊信息从而解决单一分配方法表征模糊因素指标时数值不确定的问题,使分配结果更加合理。结果显示,刀架紧固密封装置、刀盘信号装置与定位夹紧装置的现有可靠性水平低于分配值,因此针对其设计、制造与使用阶段进行可靠性管理,提高刀架可靠性。