【摘要】：隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,作為裝備制造業(yè)工作母機(jī)的數(shù)控機(jī)床需求量逐年增加,并且數(shù)控機(jī)床的市場(chǎng)需求也逐步向高端化方向發(fā)展�？煽啃宰鳛楹饬繑�(shù)控機(jī)床質(zhì)量的重要指標(biāo),也是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),因此備受關(guān)注。然而國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的可靠性與國(guó)際先進(jìn)水平相比,還存在較大的差距,這也是導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于弱勢(shì)地位的主要原因之一。故障頻發(fā)是國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床可靠性不足的主要表現(xiàn),因此做好故障診斷,在合適的時(shí)間,針對(duì)相應(yīng)的故障部位和故障原因進(jìn)行故障消除,是提高數(shù)控機(jī)床固有可靠性的主要手段之一。論文結(jié)合“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目“800mm精密臥式加工中心研發(fā)與國(guó)產(chǎn)功能部件配套應(yīng)用”(NO.2013ZX04005-012)。以某系列臥式加工中心為研究對(duì)象,建立了一套故障主動(dòng)消除體系,該體系主要包括以下幾個(gè)部分內(nèi)容:①產(chǎn)品定義分析主要目的是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了解,掌握其結(jié)構(gòu)組成、可以實(shí)現(xiàn)的功能、規(guī)定的技術(shù)要求、工作環(huán)境等,這是分析其故障征兆和性能退化的重要前提。另外,分析產(chǎn)品所有潛在故障模式及其危害度,可以為后續(xù)分析對(duì)象的選取提供參考,并為設(shè)計(jì)、制造、使用等階段的工作提供依據(jù)。結(jié)構(gòu)組成、基本功能、技術(shù)要求、可靠性指標(biāo)等信息可以在產(chǎn)品的使用說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行查找;產(chǎn)品每個(gè)結(jié)構(gòu)組成部分所能實(shí)現(xiàn)的功能、產(chǎn)品所有的潛在故障及其危害性排序等可以通過(guò)FMECA(Failure Mode and Effects and Criticality Analysis)工作進(jìn)行確定。②可靠性試驗(yàn)是對(duì)上述FMECA工作的分析結(jié)果中某一故障模式進(jìn)行可靠性試驗(yàn),這里進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的目的是為了激發(fā)產(chǎn)品的故障征兆并反映出與其相關(guān)性能參數(shù)的退化軌跡,為后續(xù)的故障征兆分析和退化軌跡的預(yù)測(cè)提供依據(jù)。根據(jù)產(chǎn)品的工況譜和載荷譜等信息,確定可靠性試驗(yàn)的應(yīng)力類(lèi)型和應(yīng)力水平,選擇合適的性能參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè),確定綜合應(yīng)力剖面并進(jìn)行試驗(yàn),記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù),為后續(xù)的故障征兆分析提供依據(jù)。③故障征兆分析通過(guò)可靠性試驗(yàn),激發(fā)出故障征兆,并獲得性能退化數(shù)據(jù)后,需要對(duì)故障征兆對(duì)應(yīng)的潛在故障進(jìn)行定性分析,找出潛在故障的發(fā)生原因;對(duì)性能退化數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析,確定性能退化軌跡并進(jìn)行預(yù)測(cè),根據(jù)事先確定的閾值,確定故障發(fā)生時(shí)間。針對(duì)確定的故障時(shí)間點(diǎn),對(duì)故障原因進(jìn)行隔離,達(dá)到故障發(fā)生前主動(dòng)消除的目的。這是本體系的重點(diǎn),主要包括定性分析和定量分析兩部分。定性分析:首先通過(guò)故障樹(shù)分析,分析潛在故障模式的原因;因?yàn)楣收喜](méi)有發(fā)生,還不知道到底是哪個(gè)或哪些原因會(huì)導(dǎo)致故障發(fā)生,所以需要通過(guò)層次分析法,確定故障原因相對(duì)于故障模式的相對(duì)權(quán)重,為故障消除提供參考依據(jù)。定量分析:首先通過(guò)基于支持向量機(jī)的時(shí)間序列法擬合一組應(yīng)力水平下,產(chǎn)品的性能退化軌跡,并預(yù)測(cè)故障發(fā)生時(shí)間;然后通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),建立失效時(shí)間和應(yīng)力水平的關(guān)系,達(dá)到已知任意一組應(yīng)力水平,都可以得知失效時(shí)間的目的。④故障征兆消除階段通過(guò)對(duì)故障征兆的定量分析確定經(jīng)濟(jì)合理的維修時(shí)機(jī),通過(guò)定性分析,確定故障征兆產(chǎn)生的具體原因和產(chǎn)生機(jī)理,在設(shè)計(jì)(結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、外購(gòu)件選型)、制造(加工工藝、裝配工藝、工作環(huán)境)、使用維護(hù)(使用工況、操作技能、維護(hù)保養(yǎng))等各方面在合適的維修時(shí)間點(diǎn)采取相應(yīng)措施對(duì)故障征兆的原因進(jìn)行隔離,在故障發(fā)生前做到故障主動(dòng)消除,進(jìn)而可以達(dá)到避免被迫停機(jī)造成重大損失、提高運(yùn)行效率、縮減維修成本、提高產(chǎn)品固有可靠性的目的。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG659

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本文編號(hào)：2538108