基于相似产品的车床高速主轴系统可靠性预计.pdf

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1、2011年9月机床与液压Sep．2011第39卷第17期MACHINETOOL&HYDRAULICSV0l_39No．17DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．17．040基于相似产品的车床高速主轴系统可靠性预计王庆礼，高建民，陈琨，杨培林(西安交通大学机械学院，陕西西安710049)摘要：针对目前机械系统可靠性预计方法使用条件复杂，载荷变化范围较大，缺乏公认的、普遍适用的方法的现状，利用相似产品的可靠性数据，结合手册对数控机床主轴系统设计方案进行可靠性预计，考虑载荷的变化对机械零件的影响，分析不同载荷下系统可靠度随时

2、间变化的趋势。结果表明：改善主轴系统薄弱点，减小当量载荷与额定载荷的比值能有效提高系统的可靠度和平均无故障工作时间。关键词：主轴系统；可靠性预计；失效率；MTBF中图分类号：TH114文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)17—128—3ReliabilityPredictionsofLatheHigh-speedSpindleSystemBasedonLikeProductWANGQingli，GAOJianmin，CHENKun，YANGPeilin(SchoolofMechanicalEngineering，Xi’anJiao

3、tongUniversity，Xi’anShaanxi710049，China)Abstract：Reliabilitypredictionsofmechanicalsystemisdifficulttoperformduetocomplexworkcondition，changeableloadingandlackofuniversalrecognizedmethods．ReliabilitypredictionwasperformedtothedesignprojectofNCmachinetoolspindlesystembasedonrel

4、iabledataoflikeproductandhandbook．Theeffectsofchangeableloadtomechanicalpartswereconsidered，andthetime—variationtrend—linesofsystemreliabilityunderdifferentloadwereanalyzed．Theresultsshowthatbothimprovingweaknessofspindlesystemandreducingtherateofequivalentloadandratedloadaree

5、ffectivemethodstoimprovesystemreliabilityandMTBF．Keywords：Spindlesystem；Reliabilitypredictions；Failurerate；MTBF产品设计阶段的可靠性评估，预计产品能否达到性评估问题等。然而，对于机械系统设计阶段的可靠要求的可靠性指标，并发现影响系统可靠性的主要因性评估，并没有一套普遍公认的方法，工程应用处于素，找出薄弱环节，采取设计措施，提高系统可靠较低水平。文中利用NSWC和NPRD的数据和方法，性，已经成为企业在产品正式投产前或产品正式使用结合产品的零

6、部件载荷及环境，对数控车床高速电主前评估产品可靠性水平的重要依据和方法。轴系统进行可靠性评估。一方面探讨运用手册的方法现代机械产品如大型机床、飞机、轮船等大型复应对机械系统可靠性评估问题；另一方面对高速车床杂装备对可靠性的评估提出了越来越高的要求。相对电主轴系统可靠性设计方案进行分析，针对薄弱环节于电子产品而言，机械产品的零部件通常表现为小批改进，以提高机床可靠性水平。量或单件加工，通用性和标准化程度低，对载荷及使1主轴系统结构用条件敏感，且主要为损耗型故障，因此，如何有效高速电主轴系统是高速数控车床的关键部件，其地利用各种信息对机械产品进行有效的

7、可靠性评估受性能和可靠性直接关系到工件的产品质量。主轴系统到广泛关注。主要由主轴箱体、电主轴及冷却装置、卡盘组件及编针对典型机电系统的可靠性评估，人们做了很多码器组件等部分组成，三维结构图如图1所示。的研究。李瑞莹等总结了机械产品可靠性预计常用主轴系统中，空心的电动机转子装在主轴上，其的方法；苏春等人评述了复杂机电产品动态可靠性内安装卡盘及锁紧装置。定子由高导磁率的优质矽钢建模理论与方法研究；于捷等人用Bayes方法对数片迭压而成，内腔带有冲制嵌线槽。电机的自然散热条件差，温升较高，故在定子外部加装冷却套。通过控机床可靠性进行验证；王正等人研究了随

8、机载荷运动控制装置实现主轴系统的转速及C轴功能。高作用下的零部件动态可靠性建模；SeungwooLEE速电主轴系统具有结构