本文主要研究内容
作者田海龙（2019）在《油液污染对重型数控机床液压系统可靠性的影响规律研究》一文中研究指出：数控机床作为具有高科技含量的“工作母机”,是装备制造业的基石。其中,重型数控机床(下文称重型机床)是多系统构建、多技术集成的机电液一体化的高端制造装备,其技术水平、产品质量是国民经济的重要支撑和国防安全的强力保障。然而,国产重型机床暴露出严重的可靠性问题,严重影响了其市场占有率,对国家战略具有一定的潜在隐患。为了承受大载荷,重型机床普遍采用静压支撑和液压驱动,配置有复杂的液压系统,现场故障数据表明重型机床液压系统故障占比及造成的经济损失巨大,且有很大比例是由油液中的固态颗粒污染物引起的。面向油液污染研究重型机床的可靠性对提升重型机床可靠性具有重要的理论意义和应用价值。机床可靠性问题是我国机械工业跨越式发展重视功能不重视可靠性导致的历史遗留问题,因行业内可靠性人才缺乏、现有的机械可靠性技术不能照搬照用、研究人员因重型机床样本匮乏而望而却步等原因,重型机床可靠性工作举步维艰,油液污染与重型机床可靠性的关系更是因处于研究边缘而少有涉足。而明确两者关系可为重型机床设计优化、状态监测、故障预警、故障诊断提供重要参考。为此,本文以重型卧式车床和重型龙门镗铣床为研究对象,面向其油液污染开展了重型机床液压系统的可靠性研究。论文主要研究内容如下:(1)基于重型机床可靠性研究基础较缺乏的状况,首先论证了液压系统确为重型机床可靠性的薄弱环节。针对仅以故障率评定子系统薄弱程度的片面性及以FMECA判断薄弱环节时未考虑产品使用过程中的维修成本、维修时间信息的不足,划分了重型机床子系统;制定了科学的故障数据采集规范并采集了不同厂家生产、不同环境下工作的55台重型机床的故障数据;依据数据对各子系统进行了FMECA及维修费用、维修时间统计分析,并整合为FMECA信息。综合考虑信息中各项指标的主观权重、相关性权重、信息量权重,对指标进行了筛选;利用认知最优最劣方法给出了信息权重;用逼近理想点排序法对加权的FMECA信息排序,实现了子系统可靠性薄弱程度排序。结果表明,液压系统是所研究的重型机床可靠性最薄弱的环节。(2)进一步采用D-S证据理论及区间粗糙数论证了油液污染确为重型机床液压系统故障的主要原因。深入分析了液压系统故障数据,归纳出重型机床液压系统的故障模式,并建立了故障树,应用布尔运算划分出最小割集;选择底事件概率重要度为故障原因的评价指标;考虑到底事件概率无法获得,定义由底事件“主观发生度”和“客观发生度”融合成的“综合发生度”为替代参与重要度计算。在计算“客观发生度”时,对已知故障原因的故障数据统计其故障原因频率,对未知故障原因的故障数据则通过D-S证据理论计算其故障原因信任不确定区间,并将二者叠加;在计算“主观发生度”时,设计人员、维修人员、使用人员对故障数据中未出现的故障原因的可能发生程度进行区间粗糙数评分,并计算评分的期望值。用基于布尔矩阵的区间数排序方法对底事件重要度进行了排序。结果表明,油液污染是重要度最高的故障原因。(3)为了建立油液污染与重型机床可靠性的定量关系,进行了油液污染趋势变化分析试验、油液污染与环境相关性分析试验、故障部位油液污染检测试验。通过对油样测试数据的时域分析,获得了油样颗粒数有量纲参数和无量纲参数;通过Q-Q图和K-S检验分析趋势变化分析试验数据的有量纲参数,获知污染颗粒数是退化量服从正态分布的退化数据;通过相关系数法分析环境相关性分析试验数据的无量纲参数与环境因素的关系,获知油液污染颗粒数变化量与一定范围内的温度、流量、压力相关性小。将液压元件分为管路、阀、过滤器三类,用5μm左右的颗粒研究管路、阀件的堵塞,以大于15μm的颗粒研究管路、阀件的磨损,以过滤器过滤精度大小的颗粒研究过滤器的堵塞,设定ISO4406标准20/17级对应的颗粒数为阈值,分别基于退化轨迹、退化量分布建立了各类元件针对单一故障模式的可靠性模型;考虑到实际中阈值并非定值,采用应力强度干涉模型再次建模;其中,强度函数通过故障部位油液污染测试试验数据的折算得到,折算时,对管路、阀件采用了相似比较法,过滤器借鉴了颗粒尺寸分布函数;最后,利用竞争失效模型将各元件单一故障模式下的可靠性模型融合为多故障模式下的可靠性模型。所建立的3个可靠性模型反映了油液污染与重型机床可靠性的定量关系。(4)为了将建立的模型应用于液压系统的可靠性增长中,提出了一种针对液压系统可靠性的概念设计。以重型机床液压系统的某一支路为研究对象,建立了油液污染控制模型,利用最小二乘法和极大似然法估计了模型参数,并对其进行了检验。结合液压元件可靠性模型和油液污染控制模型,建立了液压系统全局可靠性模型。分析了液压系统设计需要考虑的尺寸结构、维护费用、油液压力;建立了以单位时间维护费用最小为目标函数,尺寸结构范围、系统MTBF、油液压力为约束条件,尺寸结构、换油周期为优化变量的液压系统优化设计模型;用粒子群算法对模型进行了求解。分析了优化结果对油液污染控制模型参数的敏感性。其中,换油周期为重型机床新使用说明书的制定提供了参考。(5)为了评价研究成果的应用效果,针对通常评价产品可靠性增长率时不考虑可靠性增长前后设备本身存在差异的问题,引入“净增长率“的概念,提出了一种计算可靠性增长率的新方法。以可靠性增长前的整机MTBF为基准,建立了整机“净增长率”模型;通过可靠性框图建立了整机和子系统的可靠性关系,将问题转化为求解子系统MTBF的问题;利用试验数据和产品信息建立了子系统“净增长率”的叠加模型;在处理产品信息时,综合考虑了产品结构、设计、制造装配和使用环境的影响,建立了影响设备可靠性因素的网络分析模型,并获得了可靠性增长前后反映设备本身差异的可靠性综合评分及因设备本身差异改变的可靠性变化率;网络分析模型中引入了区间数来考虑主观判断的模糊性。通过实例验证了方法的可行性,证实了重型机床液压系统可靠性增长技术的有效性。通过本文的研究,得出了一套面向油液污染对重型机床液压系统进行可靠性分析、可靠性建模、可靠性设计、可靠性评价的理论体系,为后续通过油液污染分析开展重型机床的可靠性相关研究、故障诊断、故障预警等提供了方法和支撑。
Abstract
shu kong ji chuang zuo wei ju you gao ke ji han liang de “gong zuo mu ji ”,shi zhuang bei zhi zao ye de ji dan 。ji zhong ,chong xing shu kong ji chuang (xia wen chen chong xing ji chuang )shi duo ji tong gou jian 、duo ji shu ji cheng de ji dian ye yi ti hua de gao duan zhi zao zhuang bei ,ji ji shu shui ping 、chan pin zhi liang shi guo min jing ji de chong yao zhi cheng he guo fang an quan de jiang li bao zhang 。ran er ,guo chan chong xing ji chuang bao lou chu yan chong de ke kao xing wen ti ,yan chong ying xiang le ji shi chang zhan you lv ,dui guo jia zhan lve ju you yi ding de qian zai yin huan 。wei le cheng shou da zai he ,chong xing ji chuang pu bian cai yong jing ya zhi cheng he ye ya qu dong ,pei zhi you fu za de ye ya ji tong ,xian chang gu zhang shu ju biao ming chong xing ji chuang ye ya ji tong gu zhang zhan bi ji zao cheng de jing ji sun shi ju da ,ju you hen da bi li shi you you ye zhong de gu tai ke li wu ran wu yin qi de 。mian xiang you ye wu ran yan jiu chong xing ji chuang de ke kao xing dui di sheng chong xing ji chuang ke kao xing ju you chong yao de li lun yi yi he ying yong jia zhi 。ji chuang ke kao xing wen ti shi wo guo ji xie gong ye kua yue shi fa zhan chong shi gong neng bu chong shi ke kao xing dao zhi de li shi wei liu wen ti ,yin hang ye nei ke kao xing ren cai que fa 、xian you de ji xie ke kao xing ji shu bu neng zhao ban zhao yong 、yan jiu ren yuan yin chong xing ji chuang yang ben kui fa er wang er que bu deng yuan yin ,chong xing ji chuang ke kao xing gong zuo ju bu wei jian ,you ye wu ran yu chong xing ji chuang ke kao xing de guan ji geng shi yin chu yu yan jiu bian yuan er shao you she zu 。er ming que liang zhe guan ji ke wei chong xing ji chuang she ji you hua 、zhuang tai jian ce 、gu zhang yu jing 、gu zhang zhen duan di gong chong yao can kao 。wei ci ,ben wen yi chong xing wo shi che chuang he chong xing long men tang xi chuang wei yan jiu dui xiang ,mian xiang ji you ye wu ran kai zhan le chong xing ji chuang ye ya ji tong de ke kao xing yan jiu 。lun wen zhu yao yan jiu nei rong ru xia :(1)ji yu chong xing ji chuang ke kao xing yan jiu ji chu jiao que fa de zhuang kuang ,shou xian lun zheng le ye ya ji tong que wei chong xing ji chuang ke kao xing de bao ruo huan jie 。zhen dui jin yi gu zhang lv ping ding zi ji tong bao ruo cheng du de pian mian xing ji yi FMECApan duan bao ruo huan jie shi wei kao lv chan pin shi yong guo cheng zhong de wei xiu cheng ben 、wei xiu shi jian xin xi de bu zu ,hua fen le chong xing ji chuang zi ji tong ;zhi ding le ke xue de gu zhang shu ju cai ji gui fan bing cai ji le bu tong an jia sheng chan 、bu tong huan jing xia gong zuo de 55tai chong xing ji chuang de gu zhang shu ju ;yi ju shu ju dui ge zi ji tong jin hang le FMECAji wei xiu fei yong 、wei xiu shi jian tong ji fen xi ,bing zheng ge wei FMECAxin xi 。zeng ge kao lv xin xi zhong ge xiang zhi biao de zhu guan quan chong 、xiang guan xing quan chong 、xin xi liang quan chong ,dui zhi biao jin hang le shai shua ;li yong ren zhi zui you zui lie fang fa gei chu le xin xi quan chong ;yong bi jin li xiang dian pai xu fa dui jia quan de FMECAxin xi pai xu ,shi xian le zi ji tong ke kao xing bao ruo cheng du pai xu 。jie guo biao ming ,ye ya ji tong shi suo yan jiu de chong xing ji chuang ke kao xing zui bao ruo de huan jie 。(2)jin yi bu cai yong D-Szheng ju li lun ji ou jian cu cao shu lun zheng le you ye wu ran que wei chong xing ji chuang ye ya ji tong gu zhang de zhu yao yuan yin 。shen ru fen xi le ye ya ji tong gu zhang shu ju ,gui na chu chong xing ji chuang ye ya ji tong de gu zhang mo shi ,bing jian li le gu zhang shu ,ying yong bu er yun suan hua fen chu zui xiao ge ji ;shua ze de shi jian gai lv chong yao du wei gu zhang yuan yin de ping jia zhi biao ;kao lv dao de shi jian gai lv mo fa huo de ,ding yi you de shi jian “zhu guan fa sheng du ”he “ke guan fa sheng du ”rong ge cheng de “zeng ge fa sheng du ”wei ti dai can yu chong yao du ji suan 。zai ji suan “ke guan fa sheng du ”shi ,dui yi zhi gu zhang yuan yin de gu zhang shu ju tong ji ji gu zhang yuan yin pin lv ,dui wei zhi gu zhang yuan yin de gu zhang shu ju ze tong guo D-Szheng ju li lun ji suan ji gu zhang yuan yin xin ren bu que ding ou jian ,bing jiang er zhe die jia ;zai ji suan “zhu guan fa sheng du ”shi ,she ji ren yuan 、wei xiu ren yuan 、shi yong ren yuan dui gu zhang shu ju zhong wei chu xian de gu zhang yuan yin de ke neng fa sheng cheng du jin hang ou jian cu cao shu ping fen ,bing ji suan ping fen de ji wang zhi 。yong ji yu bu er ju zhen de ou jian shu pai xu fang fa dui de shi jian chong yao du jin hang le pai xu 。jie guo biao ming ,you ye wu ran shi chong yao du zui gao de gu zhang yuan yin 。(3)wei le jian li you ye wu ran yu chong xing ji chuang ke kao xing de ding liang guan ji ,jin hang le you ye wu ran qu shi bian hua fen xi shi yan 、you ye wu ran yu huan jing xiang guan xing fen xi shi yan 、gu zhang bu wei you ye wu ran jian ce shi yan 。tong guo dui you yang ce shi shu ju de shi yu fen xi ,huo de le you yang ke li shu you liang gang can shu he mo liang gang can shu ;tong guo Q-Qtu he K-Sjian yan fen xi qu shi bian hua fen xi shi yan shu ju de you liang gang can shu ,huo zhi wu ran ke li shu shi tui hua liang fu cong zheng tai fen bu de tui hua shu ju ;tong guo xiang guan ji shu fa fen xi huan jing xiang guan xing fen xi shi yan shu ju de mo liang gang can shu yu huan jing yin su de guan ji ,huo zhi you ye wu ran ke li shu bian hua liang yu yi ding fan wei nei de wen du 、liu liang 、ya li xiang guan xing xiao 。jiang ye ya yuan jian fen wei guan lu 、fa 、guo lv qi san lei ,yong 5μmzuo you de ke li yan jiu guan lu 、fa jian de du sai ,yi da yu 15μmde ke li yan jiu guan lu 、fa jian de mo sun ,yi guo lv qi guo lv jing du da xiao de ke li yan jiu guo lv qi de du sai ,she ding ISO4406biao zhun 20/17ji dui ying de ke li shu wei yu zhi ,fen bie ji yu tui hua gui ji 、tui hua liang fen bu jian li le ge lei yuan jian zhen dui chan yi gu zhang mo shi de ke kao xing mo xing ;kao lv dao shi ji zhong yu zhi bing fei ding zhi ,cai yong ying li jiang du gan she mo xing zai ci jian mo ;ji zhong ,jiang du han shu tong guo gu zhang bu wei you ye wu ran ce shi shi yan shu ju de she suan de dao ,she suan shi ,dui guan lu 、fa jian cai yong le xiang shi bi jiao fa ,guo lv qi jie jian le ke li che cun fen bu han shu ;zui hou ,li yong jing zheng shi xiao mo xing jiang ge yuan jian chan yi gu zhang mo shi xia de ke kao xing mo xing rong ge wei duo gu zhang mo shi xia de ke kao xing mo xing 。suo jian li de 3ge ke kao xing mo xing fan ying le you ye wu ran yu chong xing ji chuang ke kao xing de ding liang guan ji 。(4)wei le jiang jian li de mo xing ying yong yu ye ya ji tong de ke kao xing zeng chang zhong ,di chu le yi chong zhen dui ye ya ji tong ke kao xing de gai nian she ji 。yi chong xing ji chuang ye ya ji tong de mou yi zhi lu wei yan jiu dui xiang ,jian li le you ye wu ran kong zhi mo xing ,li yong zui xiao er cheng fa he ji da shi ran fa gu ji le mo xing can shu ,bing dui ji jin hang le jian yan 。jie ge ye ya yuan jian ke kao xing mo xing he you ye wu ran kong zhi mo xing ,jian li le ye ya ji tong quan ju ke kao xing mo xing 。fen xi le ye ya ji tong she ji xu yao kao lv de che cun jie gou 、wei hu fei yong 、you ye ya li ;jian li le yi chan wei shi jian wei hu fei yong zui xiao wei mu biao han shu ,che cun jie gou fan wei 、ji tong MTBF、you ye ya li wei yao shu tiao jian ,che cun jie gou 、huan you zhou ji wei you hua bian liang de ye ya ji tong you hua she ji mo xing ;yong li zi qun suan fa dui mo xing jin hang le qiu jie 。fen xi le you hua jie guo dui you ye wu ran kong zhi mo xing can shu de min gan xing 。ji zhong ,huan you zhou ji wei chong xing ji chuang xin shi yong shui ming shu de zhi ding di gong le can kao 。(5)wei le ping jia yan jiu cheng guo de ying yong xiao guo ,zhen dui tong chang ping jia chan pin ke kao xing zeng chang lv shi bu kao lv ke kao xing zeng chang qian hou she bei ben shen cun zai cha yi de wen ti ,yin ru “jing zeng chang lv “de gai nian ,di chu le yi chong ji suan ke kao xing zeng chang lv de xin fang fa 。yi ke kao xing zeng chang qian de zheng ji MTBFwei ji zhun ,jian li le zheng ji “jing zeng chang lv ”mo xing ;tong guo ke kao xing kuang tu jian li le zheng ji he zi ji tong de ke kao xing guan ji ,jiang wen ti zhuai hua wei qiu jie zi ji tong MTBFde wen ti ;li yong shi yan shu ju he chan pin xin xi jian li le zi ji tong “jing zeng chang lv ”de die jia mo xing ;zai chu li chan pin xin xi shi ,zeng ge kao lv le chan pin jie gou 、she ji 、zhi zao zhuang pei he shi yong huan jing de ying xiang ,jian li le ying xiang she bei ke kao xing yin su de wang lao fen xi mo xing ,bing huo de le ke kao xing zeng chang qian hou fan ying she bei ben shen cha yi de ke kao xing zeng ge ping fen ji yin she bei ben shen cha yi gai bian de ke kao xing bian hua lv ;wang lao fen xi mo xing zhong yin ru le ou jian shu lai kao lv zhu guan pan duan de mo hu xing 。tong guo shi li yan zheng le fang fa de ke hang xing ,zheng shi le chong xing ji chuang ye ya ji tong ke kao xing zeng chang ji shu de you xiao xing 。tong guo ben wen de yan jiu ,de chu le yi tao mian xiang you ye wu ran dui chong xing ji chuang ye ya ji tong jin hang ke kao xing fen xi 、ke kao xing jian mo 、ke kao xing she ji 、ke kao xing ping jia de li lun ti ji ,wei hou xu tong guo you ye wu ran fen xi kai zhan chong xing ji chuang de ke kao xing xiang guan yan jiu 、gu zhang zhen duan 、gu zhang yu jing deng di gong le fang fa he zhi cheng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自吉林大学的田海龙，发表于刊物吉林大学2019-06-25论文，是一篇关于重型数控机床论文,液压系统论文,油液污染论文,可靠性分析论文,可靠性建模论文,可靠性设计论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自吉林大学2019-06-25论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：重型数控机床论文; 液压系统论文; 油液污染论文; 可靠性分析论文; 可靠性建模论文; 可靠性设计论文; 吉林大学2019-06-25论文;