高速加工中心可靠性统计技术应用

对高速加工中心的故障信息进行分析,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,然后运用最小二乘法和一元线性回归方法计算分布模型的参数.建立可靠性统计计算模型,进行线性相关性检验,得出高速加工中心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,最后求出可靠性指标MTBF.     

加工中心时间动态可靠性建模

针对传统加工中心可靠性建模时修复如初的假设与工程实际有一定差异,提出一种加工中心故障发生时间的可靠性建模方法:以经验建模方法为基础,建立待考核加工中心故障发生时间的可靠性函数模型,在不改变故障时序的条件下得到加工中心在考核期内任意时刻的可靠性水平,克服以故障间隔时间的建模方法,仅能描述加工中心某次故障发生后到下次故障发生之前某时刻的可靠性水平变化规律的不足;为分析加工中心各次故障发生时间分布规律,提出加工中心各次故障发生时间的建模方法,并对各次故障发生时间的相关性展开研究。结合被考核加工中心故障发生时间的可靠性函数与各次故障发生时间的可靠性函数,能够完整地描述加工中心可靠性水平随时间动态变化的趋势。以18台加工中心为实例进行分析,建立其故障发生时间与各次故障发生时间的可靠性模型,且通过对实例中加工中心各次故障发生时间的相关性研究表明,加工中心各次故障发生时间之间存在明显的相关关系。     

可交换工作台加工中心故障模式的可靠性分析

通过深入分析具有交换工作台的卧式加工中心在用户现场的故障数据,找出影响机床整机可靠性的故障部位、模式及原因,并对可交换工作台加工中心的故障模式、部位及原因进行了深入分析.找出了机床故障发生的高频子系统,确定了加工中心的可靠性薄弱环节,并据此提出提高国产卧式加工中心机床可靠性的措施,为加工中心进行进一步的可靠性设计提供了依据.     

基于故障数据的挖掘机液压系统可靠性研究

液压系统作为挖掘机故障率最高的子系统之一,直接影响着整机的使用情况和产品竞争力。在挖掘机故障数据的基础上,建立挖掘机液压系统故障间隔时间分布模型,利用最小二乘法和最大似然估计法对各分布模型进行参数估计。通过假设检验证明分布模型的合理性,并对模型进行优选,最终确定挖掘机液压系统的故障间隔时间服从威布尔分布。利用建立的分布模型对挖掘机液压系统的平均故障间隔时间和可靠度进行可靠性评估,并验证了模型的合理性。     

数控系统故障分布规律的确定与选择

针对高可靠性的数控系统产品故障间隔时间样本量少的特点,提出采用故障总时间法按故障发生的先后顺序将考察的同系列多台数控系统的样本数据统计到一台样本上来考察该系列数控系统故障间隔时间的分布模型。为了增加可靠性研究的准确度,分别假设故障间隔时间同时满足常用的四种寿命分布函数,对通过检验的分布模型分别采用误差面积比指数、相关指数法以及灰关联分析法计算样本数据与参考分布的误差面积比指数、相关指数以及关联度,根据误差面积比指数、相关指数以及关联度的大小进行分布模型的择优,最终确定该系列数控系统故障间隔时间服从威布尔分布。同时给出了故障率曲线,为数控系统可靠性的预测和控制提供依据。     

液压支架反冲洗滤芯可靠性试验及研究

针对目前矿用反冲洗滤芯失效情况难以检测,可靠性水平难以评价,设计制造缺陷难以发现等问题,开发矿用反冲洗滤芯结构完整性试验台,对滤芯失效情况进行检测和判定,并结合实际工作开展间隔时间观测的定时截尾可靠性试验,在试验数据处理和建模的过程中,考虑了不同失效模式可靠度分布函数的差异,设定每种模式单独服从Weibull分布并以竞争性失效模式建立整体可靠性数学模型,最终得出了反冲洗滤芯可靠度分布情况,找出了其薄弱环节,有效评价了其可靠性水平,同时为其可靠性提升提供了依据。     

基于Weibull分布的高速自润滑关节轴承可靠性分析

基于高速自润滑关节轴承寿命服从Weibull分布规律的特点,根据高速自润滑关节轴承磨损寿命试验的完全试验数据和不完全试验数据,采用联合平均秩次和最小二乘估计Weibull分布模型参数的方法,有效提高了参数的精度,得到了高速自润滑关节轴承磨损寿命的分布函数、分布密度函数、可靠度函数和失效率函数,实现了高速自润滑关节轴承的可靠性分析。     

卧式加工中心早期故障严重度分析及可靠性保证措施

通过卧式加工中心早期故障试验，找出其早期故障模式，进行早期故障严重度分析。经过指标评判、等级参数评判计算出各故障模式与故障部位的严重度，进而得到对卧式加工中心功能影响较大的故障模式及故障部位。有针对性地提出可靠性改进建议和可靠性保证措施，降低加工中心在使用过程中发生故障的频率，提高其使用可靠性。     

精密卧式加工中心转台的模态与可靠性分析

卧式加工中心转台是加工中心的关键部件之一,其可靠性直接影响加工中心的性能。对某机床厂研发的THM46100卧式加工中心的转台进行有限元模态分析与模态试验。通过对其固有频率的试验值与计算值进行误差分析和相关性分析,验证建立的有限元模型的准确性。对准确的有限元模型进行结构分析,并将结果导入到疲劳分析软件进行转台的疲劳寿命分析,利用疲劳分析的结果对转台的可靠度进行计算。此方法对加工中心转台的结构优化及可靠性分析具有一定的指导意义。     

曲轴砂带抛光机轴颈抛光系统的可靠性建模

轴颈抛光系统是曲轴砂带抛光机进行曲轴抛光加工的重要子系统,其可靠性的高低严重影响着曲轴抛光的表面质量和加工效率。针对曲轴砂带抛光机轴颈抛光系统故障率高、可靠性较低的现象,跟踪采集了轴颈抛光系统的故障数据,经过数据分析处理,利用几种常见的分布函数建立了轴颈抛光系统的可靠性模型。结合分布函数进行模型的拟合检验及优选,结果表明轴颈抛光系统的故障间隔时间的分布规律与伽马函数更为接近。依据建立的分布函数模型对轴颈抛光系统平均无故障间隔时间MTBF的参数进行估计,并优选出与采集的观测值较为接近的分布函数。上述对子系统轴颈抛光系统进行的可靠性建模及评估工作,可以为接下来曲轴砂带抛光机的其他子系统及整机的可靠性分析提供参考和依据。     

某型卧式加工中心自动换刀系统可靠性与故障分析

首先介绍了某型卧式加工中心自动换刀系统的结构特点和换刀过程,然后对其可靠性试验数据进行了分析,并以此为基础建立了换刀系统的可靠性模型,分析了其可靠性特性,结果表明其可靠性薄弱环节为机械手装置和刀库装置。此外还从机械手故障、刀库故障、液压故障和电气控制故障4个方面对其常见故障进行了详细分析,为其可靠性改进和故障维修指明了方向。     

螺栓布局对加工中心刚度的影响

螺栓连接是机床各个部件间主要的连接形式,其连接质量的好坏直接影响到机床的刚度,因此采用SolidWorks三维建模软件建立加工中心实体模型,运用ANSYS Workbench有限元分析软件以DVG850高速立式加工中心床身和立柱的连接为例分析螺栓连接对整机刚度的影响,通过分析得出立柱与床身结合面处两端的螺栓受力变形最大,因而螺栓布局时应向两端面集中,同时内侧也应增添螺栓数量。改进结果显示在基本不改变机床整体结构的情况下只改变螺栓的布局对整体刚度的影响是十分显著的。     

数控机床可靠性指标的似然比检验区间估计

为评估现场时间截尾少样本故障数据的多台数控机床的可靠性,基于似然比检验理论,提出包括初步粗略评估和最终精确评估的数控机床可靠性指标的似然比检验两步区间减半评估方法,推导计算2参数Weibull分布评估模型参数及平均无故障工作时间、可靠寿命和可靠度等可靠性指标区间估计的迭代公式。应用该方法初步评估时,可先取较大计算步长,寻找评估指标上凸曲线的最大值和下凹曲线的最小值,计算结果可取至整数,不需要精确计算。在第二步精确评估时,在最大(小)值左右两区间分别取减半区间或更小区间,细化步长,重新计算,直至找到满足精度的精确估计值。结合一具体实例,给出2参数Weibull分布评估模型参数及可靠性指标的点估计和区间估计。结果显示该方法可减少计算量,提高迭代速度,适用于少样本数据的可靠性分析。     

加工中心托盘自动交换装置液压系统的可靠性分析

针对现有可靠性预测技术不能很好地反映不同工况下的加工过程对系统可靠性的影响、忽略可靠度和失效率随使用时间变化的规律等问题,将灰色系统理论引入到GO法可靠性分析中,建立起一种考虑加工中心各功能部件在不同工况下的动态可靠性预测模型。以加工中心托盘自动交换装置液压系统为例,首先归纳总结了该装置液压系统的基本结构模型,建立此液压系统可靠性的GO图模型。在此基础上把灰色系统理论中的GM(1,1)模型引入到GO法可靠性分析中,完成了对液压系统可靠度的灰色动态预测。最后通过与传统的静态GO法和FTA计算结果的比较,验证了该模型在液压系统可靠性分析中的可用性与准确性,为预防和控制托盘自动交换装置液压系统故障的发生、改进系统可靠性与安全性、制定安全控制措施提供理论依据。     

数控磨床液压系统可靠性建模与评估

针对数控磨床液压系统故障率高、可靠性低的问题,连续跟踪并采集了液压系统的可靠性数据,利用不同的分布函数建立了液压系统的可靠性模型,提出了不同模型下对可靠性指标进行点估计和区间估计的方法。通过K-S检验、模型优选、评估指标与观测值的对比发现,液压系统的分布模型更适合于伽马分布,液压系统的可靠性指标MTBF为10345 h。所述的建模和评估方法可以用于液压系统的可靠性设计,也可以为数控磨床其他子系统的建模和评估提供参考。     

基于螺旋理论的卧式加工中心空间误差建模方法及其量化验证

针对现阶段机床空间误差建模过程中存在的繁琐性与非统一性问题,以及现有模型验证策略难以实现量化评价的局限性,以某卧式加工中心为研究对象,提出一套较完善的空间误差建模方法及其验证技术体系。以螺旋理论与串联机构运动学为理论基础,结合机床运动链拓扑分析,推导建立加工中心运动学模型。所提运动学建模方法可以有效避免传统方法中矩阵变换时潜在的奇异性问题,并且有利于简化机构运动学分析。通过系统讨论在不同参考系下定义运动误差对运动学模型的影响,提出名义运动矩阵与运动误差矩阵乘积关系的确定方法及原则,进而在此基础上构建卧式加工中心空间误差模型。为量化验证所建空间误差模型的准确性,提出基于空间矢量欧氏范数的量化验证策略与实施技术。数据对比显示,空间矢量欧氏范数偏差的预测值与实测值较吻合,最大相对误差为15.79%,表明所提空间误差建模方法可行且准确性较高,所提模型量化验证策略具有较好的直观性与有效性。     

竞争失效条件下针对磨损退化数据的刀具可靠性分析

研究了车刀在竞争失效模式下的可靠度。引入威布尔分布描述突发失效的可靠度模型,采用Gamma过程来描述刀具性能退化过程。从退化量的角度对刀具突发失效进行评估,考虑性能退化量条件下突发失效的概率来建立竞争失效的可靠度模型,对该模型中的参数采用最小二乘法进行估计计算。以VBMT090208型外圆车刀在使用过程中的磨损退化量作为数据基础,分别建立了突发失效与退化失效两者在竞争模式下的可靠度模型。结果表明,如果忽略突发失效,仅进行刀具的退化失效建模,或者在独立条件下构建突发失效及退化失效的竞争失效可靠度模型,刀具的可靠度将会被高估。     

潜水电泵故障率分布的试验研究

潜水电泵是量大面广的通用泵,对整机而言是可修复的.采用可维修的随机故障过程理论,通过大量的台架试验和现场试验,应用可靠性理论对试验数据进行统计分析,指出潜水电泵寿命分布的规律性,即潜水电泵在整个寿命期内,其故障分布函数为威布尔分布,在0～600 h期间,属于早期故障,600～3 200 h期间为偶然故障阶段,3 200 h以上为耗损故障期.潜水电泵经过充分磨合后,在偶然故障阶段,故障过程符合平稳的泊松过程,可用指数分布来描述其故障率.对于未经磨合的潜水电泵,其整个寿命期内的故障过程可用威布尔分布来描述.试验结果表明,提高潜水电泵寿命的关键是提高机械密封、保护器的质量水平.研究结果对潜水电泵的可靠性考核和可靠性设计具有重要的应用价值.     

基于威布尔模型的数控机床可靠性分析

针对数控机床的运行可靠性规律进行了研究。根据采集的国产机床运行数据,对其无故障运行间隔时间进行统计分析,确定其分布类型服从威布尔分布。利用威布尔分布的参数评估方法,确定出三参数威布尔分布的各个特征量,并与两参数威布尔分布相比较。运用威布尔分布模型及可靠性评定方法确定出数控机床的平均无故障时间和使用可靠性规律。     

基于设备状态振动特征的比例故障率模型可靠性评估

基于概率统计的传统可靠性评估方法一般依赖于失效寿命数据。但失效寿命数据需要通过寿命试验和加速寿命试验获取,对于大量的实时工作设备采用这种方法是不适宜的。这种情况下,基于设备状态的性能退化数据能够提供可靠性评估的重要信息。在集成失效数据可靠性建模技术和基于设备状态的振动信号特征提取的基础上,提出设备状态振动特征的比例故障率模型可靠性评估的新方法。该方法可以把底层信息(如设备运行状态特征的方均根、峭度)与高层信息(如可靠性统计学)之间建立联系,适合设备运行可靠性参数的估计,并能够提供有效的可靠性评估,为设备以可靠性为中心的基于状态的预防维修提供技术支持。通过在铁路机车轮对轴承上的应用实例说明该方法的合理性和有效性。