基于模糊综合评判与FMEA的数控机床故障分析

针对数控机床加工质量、系统工作性能下降引起的机械类故障,提出了基于模糊综合评判与FMEA的数控机床故障分析方法。采用故障模式及影响分析法(FMEA)对数控机床的各类故障进行深入分析,并按照FMEA硬件法对故障进行分类,得到关键部件故障模式;采用专家调查表的方式确定了各个故障的严重度(S)、频度(O)、探测度(D);引入模糊综合评判理论对FMEA定性分析方法的风险顺序数进行等级隶属度划分,建立二级模糊评判模型,并对主轴系统和进给系统的机械类故障进行了定量分析。结果表明:反模糊化后的综合评价值为85.08,验证了模糊综合评判和FMEA对数控机床机械类故障综合分析的有效性。分析结果为数控机床测试点的选择提供了完备有效的保障。     

电主轴在机可靠性试验和评估方法研究

电主轴因可靠性水平相对较高,在进行可靠性试验时通常面临试验时间长、试验期间无故障出现、样本数量少等问题。针对以上问题,提出一种电主轴在机可靠性试验和评估方法,基于对电主轴失效原理的研究,选取四个可以反映电主轴退化的特征量,实时采集试验过程中的电主轴性能退化数据,通过算法和性能退化数据对电主轴进行状态评估。利用韦布尔分布对同类型电主轴的可靠性进行评估,得到电主轴平均故障间隔时间的点估计,验证所提出的在机电主轴可靠性试验和评估方法的有效性。     

机床伺服进给系统在机可靠性加速试验与评估方法

机床伺服进给系统的可靠性试验和评估多基于独立的功能部件试验平台,试验时间长,成本高。针对以上问题,提出机床伺服进给系统在机可靠性加速试验和评估方法。在分析机床伺服进给系统故障模式的基础上,选取机床伺服进给系统性能退化的敏感特征量,形成基于性能退化的机床伺服进给系统在机可靠性加速试验,并开发了相应的可靠性水平评估算法,可以计算得到机床伺服进给系统性能退化失效时间的估计值。通过机床伺服进给系统在机可靠性加速试验和评估方法,能够较好地反映机床伺服进给系统的性能可靠性水平。     

基于Stockwell变换的滚动轴承故障诊断方法

针对滚动轴承产生磨损时振动信号表现出非平稳的特点,采用继承短时傅里叶变换和小波变换优良性质的Stockwell变换特征提取方法。为解决Stockwell变换后得到的二维矩阵阶数过高问题,采用奇异值分解方法对结果进行降维,并进一步矢量化,然后构成特征矩阵。将特征矩阵分别输出至多分类支持向量机、神经网络和近邻算法模型进行训练。对比测试结果,表明多分类支持向量机在准确率和识别速度上均有优势,从而证明基于Stockwell变换的滚动轴承故障诊断方法的有效性。