数控机床故障分析与可靠性评价技术的研究

发布时间：2017-05-22 21:14

  本文关键词：数控机床故障分析与可靠性评价技术的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：数控机床和基础制造装备是实现制造技术和工业现代化的基石,其性能、质量和拥有量已成为当今衡量一个国家工业化水平及综合国力的重要标志。数控机床虽然经过了近半个世纪的迅速发展和更新换代,但是数控机床的可靠性问题一直是人们关注且不懈解决的关键问题之一。 可靠性问题是数控机床能否快速、高效发展的首要问题,提高数控机床可靠性是提高数控机床整体性能和技术的关键。所以,建立数控机床的评价体系是必不可少的。本文对数控机床故障分析与可靠性评价技术进行深入的研究,探讨出更为准确的可靠性指标的确定方法。 本文详细探讨了数控机床可靠性分析的基本理论,并分析了在建模过程中每种方法的优缺点,详细比较后确立了数控机床可靠性关键指标的确定方法。为了得到更加准确的可靠性关键评价指标平均故障间隔时间(MTBF)的值,论文在建立可靠性的数学模型时,引入了灰关联法进行拟合择优,并对其进行了改进；在对MTBF区间估计的过程中,对威布尔分布的两参数分别进行区间估计,然后得出服从威布尔分布下的MTBF的双侧置信区间。本文还提出了采用FMECA分析与FTA分析相结合的方法对数控机床进行故障分析,以找出数控机床的薄弱环节,提出降低数控机床故障发生概率、提高其可靠性的有效措施和改进方法。 本文开发了数控机床可靠性评估与故障分析系统,该软件运用Access数据库技术,以Visual Basic6.0为开发平台,利用ActiveX自动化技术实现了VB对Matlab的调用,使得程序简单准确,而且数据处理的可信度会有很大的提高。该系统采用模块化结构,主要包括数据信息管理模块、信息分析模块、故障分析模块、系统维护模块、用户管理模块以及报表打印模块,不但极大地提高了效率,方便了可靠性评估与故障分析工作,而且还为可靠性的管理和产品改进提供了有效的依据。 应用本文开发的数控机床可靠性评估与故障分析系统软件对某型国产数控车床进行了可靠性评价。考核中的数控车床寿命分布服从威布尔分布,计算得出数控车床的可靠性指标：MTBF为945.7738小时；置信度为90%时,MTBF的置信区间为[851.79h,1029.38h]；平均修复时间为1.81小时,固有可用度为0.9984,摸清了该类国产数控机床的可靠性水平。对考核的数控车床进行故障分析,首先对数控车床的整机进行了故障部位、故障模式、故障原因以及原因分类的分析,然后对其子系统进行定量的FMECA分析,找出了数控车床故障发生最多、危害最大的子系统,即主轴系统,然后采用FTA法具体分析了主轴系统故障原因,最后提出了对考核的数控车床可靠性的改进措施。
【关键词】：数控机床 可靠性 故障分析 评估与分析系统
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 数控机床的技术现状10-11
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势11-15
• 1.2.1 可靠性研究的发展及现状11-12
• 1.2.2 国内外数控机床可靠性的发展及现状12-14
• 1.2.3 国内外可靠性分析软件的发展及现状14-15
• 1.3 课题的来源及主要研究内容15-16
• 1.3.1 课题来源15
• 1.3.2 课题主要研究内容15-16
• 第2章 数控机床的故障间隔时间分布模型16-34
• 2.1 概述16
• 2.2 数控机床可靠性评价指标的确定16-17
• 2.2.1 平均故障间隔时间17
• 2.2.2 平均修复时间17
• 2.2.3 固有可用度17
• 2.3 可靠性数据的分析17-22
• 2.4 故障间隔时间的分布模型22-33
• 2.4.1 观测值模型22-23
• 2.4.2 分布模型初选23-24
• 2.4.3 参数估计24-26
• 2.4.4 模型检验26-27
• 2.4.5 分布类型优选27-30
• 2.4.6 MTBF的点估计和区间估计30-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 数控机床故障分析与处理方法34-46
• 3.1 概述34-35
• 3.2 故障分析方法35-42
• 3.2.1 FMEA35
• 3.2.2 改进的FMEA35-36
• 3.2.3 FMECA36-38
• 3.2.4 故障树分析法38-42
• 3.2.5 FMEA、FMECA和FTA的比较42
• 3.3 数控机床的故障分析方法42-45
• 3.3.1 故障归纳和总结43-45
• 3.3.2 故障分析方案45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 数控机床可靠性评估与故障分析系统46-72
• 4.1 概述46
• 4.2 软件系统设计46-53
• 4.2.1 系统环境和结构设计46-47
• 4.2.2 VB调用Matlab技术47-49
• 4.2.3 数据库设计49-51
• 4.2.4 系统功能模块51-52
• 4.2.5 系统主控程序流程52-53
• 4.3 数控机床可靠性评估与故障分析系统的算例53-71
• 4.3.1 引言53
• 4.3.2 登陆模块53-54
• 4.3.3 故障信息管理模块54
• 4.3.4 信息分析模块54-58
• 4.3.5 故障分析模块58-71
• 4.4 本章小结71-72
• 第5章 结论和展望72-74
• 5.1 结论72-73
• 5.2 展望73-74
• 参考文献74-78
• 致谢78

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 时振伟;;数控机床可靠性技术分析与研究[J];机电信息;2013年06期

2 王伟奇;;数控机床可靠性的现状分析及改进策略[J];科技与企业;2013年12期

3 秦丹;;论煤矿机械数控机床刀架系统的故障报修[J];科技视界;2013年20期

4 杨兆军;陈传海;陈菲;李国发;;数控机床可靠性技术的研究进展[J];机械工程学报;2013年20期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李小兵;加工中心时间动态可靠性建模[D];吉林大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 李南;刀库及自动换刀装置可靠性研究[D];大连理工大学;2012年

2 刘永峰;高速冲床故障及可靠性分析技术研究[D];南京理工大学;2013年

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本文编号：386899