某系列数控加工中心故障模式分析及可靠性分配的研究

论文摘要

我国加工中心制造水平与国外先进水平相比还有很大差距,主要反映在可靠性差、故障率高上。随着我国加工中心市场的不断扩大,国内企业要想和国外品牌竞争,必须提高国产加工中心的可靠性；另外,加工中心发生故障,直接影响生产效率。因此,提高加工中心可靠性和减少故障率,对于提高我国国产数控装备的声誉,增强其在国内外市场的竞争力有着重大的现实意义。对某系列数控加工中心的故障数据进行分析处理。根据加工中心的实际情况将其分为以下几个子系统：机械传动系统、电气控制系统、刀架系统、装夹系统、床身尾座系统、液压系统、冷却系统、润滑系统、CNC系统及测量系统。首先对加工中心的机械传动系统进行分析,由故障数据拟合出故障间隔时间的概率密度函数和经验分布函数,假设服从威布尔分布,然后用最小二乘法进行线性回归分析,求出线性回归方程。再用相关系数法进行线性相关性检验,得出线性相关性显著。再用d检验法进行威布尔分布拟合的假设检验,得出该系列加工中心的机械传动系统的故障间隔时间服从威布尔分布,并确定故障间隔时间概率密度函数和分布函数,最后得出机械传动系统的可靠度函数。按照求机械传动系统可靠度函数的步骤,求出其它子系统的可靠度函数。最终确定各子系统平均故障间隔时间。对该系列加工中心整机和各子系统从故障模式、故障原因和故障危害度三方面进行FMECA分析(故障模式、影响及危害度分析),找出该系列加工中心的薄弱环节以改进设计。介绍了可靠性分配的目的和准则,接着该系列加工中心以可靠性指标为限制条件,在满足可靠度目标值的条件下,运用可靠性的模糊分配方法并计算出了分配给加工中心各个子系统的可靠性指标数值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 背景
• 1.2 可靠性发展的现状
• 1.2.1 国外现状
• 1.2.2 国内现状
• 1.3 研究数控机床可靠性目的及其意义
• 1.4 课题研究的主要内容
• 第2章 可靠性故障数据收集及概率分布模型的介绍
• 2.1 故障的定义、类型及其故障数据
• 2.1.1 故障的相关概念
• 2.1.2 加工中心的故障类型
• 2.1.3 故障数据的判据
• 2.2 可靠性数据的收集
• 2.3 可靠性数据常用的分析方法
• 2.4 可靠性指标
• 2.4.1 可靠性指标计算公式
• 2.5 本章小结
• 第3章 某系列加工中心故障间隔时间的分布模型
• 3.1 故障间隔时间分布模型的初步判定
• 3.1.1 故障间隔时间概率密度的观测值
• 3.1.2 故障间隔时间的分布函数
• 3.2 故障间隔时间分布模型的拟合检验
• 3.2.1 威布尔分布的线性回归分析
• 3.2.2 威布尔分布的线性相关性
• 3.2.3 威布尔分布的假设检验
• 3.3 故障间隔时间的概率密度函数、分布函数的确定
• 3.4 本章小结
• 第4章 某系列加工中心FMECA分析
• 4.1 概述
• 4.2 某系列加工中心总体分析
• 4.2.1 某系列加工中心整机的故障部位分析
• 4.2.2 某系列加工中心整机的故障模式分析
• 4.2.3 某系列加工中心整机的故障原因分析
• 4.3 子系统故障模式及原因分析
• 4.3.1 机械传动系统故障模式及原因分析
• 4.3.2 电气控制系统故障模式及原因分析
• 4.3.3 刀架系统故障模式及原因分析
• 4.3.4 装夹系统故障模式及原因分析
• 4.3.5 床身尾座系统故障模式及原因分析
• 4.3.6 液压系统故障模式及原因分析
• 4.3.7 冷却系统故障模式及原因分析
• 4.3.8 润滑系统故障模式及原因分析
• 4.3.9 CNC控制系统故障模式及原因分析
• 4.3.10 测量系统故障模式及原因分析
• 4.4 某系列加工中心整机各部位危害分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 某系列加工中心可靠性分配
• 5.1 可靠性分配的目的及作用
• 5.2 可靠性分配的准则及注意事项
• 5.3 可靠性分配方法
• 5.4 建立加工中心系统可靠性分配模型
• 5.4.1 模糊分配建模
• 5.4.2 在故障危害度准则下的隶属度的计算
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 攻读硕士期间发表和录用的论文