基于模糊理论的数控立式车床可靠性预计及故障分析技术

【摘要】数控机床是现代装备制造业健康发展的核心载体，同时也是现代电子信息技术与机械制造技术的完美结合，其综合水平在一定程度上已成为衡量一个国家创造力、科技水平和综合国力的重要标志。目前，随着社会主义现代化的不断深入，国产数控机床无论是研发生产还是应用领域都得到了平稳、较快发展，但相比于国外先进水平仍存在一定差距，其中，在可靠性方面体现的尤为明显。可靠性水平偏低不仅成为制约行业发展的瓶颈，同时也是国产数控机床市场占有率低、关键功能部件及中高档数控机床依赖进口的直接原因。我国作为制造业大国，全面提升国产数控机床可靠性不仅有利于满足国内制造业对高性能机床的需求，还可以促进国家工业地位和综合国力水平的提升，具有深远的战略意义。本文旨在提高国产数控立式车床可靠性，以6台某型号国产立式车床为研究对象，建立一套基于模糊理论的可靠性预计模型，利用收集整理得到的可靠性数据对其进行可靠性建模，并运用基于加权欧几里得距离的FMECA对该系列立式车床进行故障分析，最终为数控立式车床提出全面的可靠性增长措施。主要内容如下：(1)本文首先对数控机床国内外发展现状、机床可靠性研究现状进行综述。然后针对传统专家评分预计法在故障信息匮乏情况下预计精度较低等弊端，提出一种基于加权几何平均模型的数控立式车床可靠性模糊预计新方法，并构建分系统模糊评分数的求解模型，采用AHP法对专家进行赋权，最终通过质心法去模糊。这一新方法的引入将使传统方法更加完善，也为可靠性预计开辟更为广阔的应用领域。(2)在确定合理试验方案的基础上，通过对故障数据进行整理及初步分析，选用两参数威布尔分布对该系列立式车床进行可靠性建模。利用回归分析法对待定参数进行求解，然后结合图形法与KS检验法对已建立模型进行假设检验，最终得出该系列立式车床可靠性相关模型。(3)为了进一步了解该系列立式车床的使用性能，本文应用FMECA对立式车床进行故障分析。首先对车床整机及故障高发子系统进行FMEA分析，从整体上对车床的故障情况有了一定的掌握，然后充分考虑到传统风险优先数在计算中常会出现各风险因素相互抵消和放大效应等弊端，建立了故障模式风险因素O、S、D的三维空间模型和基于加权欧几里得距离的RPN求解算法，从而得到各故障模式较为精确的风险优先数，并根据其值对各子系统进行排序，确定急需改进的薄弱环节。(4)在上述研究内容的基础上，从设计、制造、使用和维修等方面对数控立式车床提出改进建议以及对潜在故障提出预防措施，为该型号立式车床及其他机床的故障排除、可靠性增长提供参考。
【作者】战国璋；
【导师】代汉达；
【作者基本信息】吉林大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】数控立式车床；模糊理论；可靠性预计；可靠性模型；FMECA；

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