基于主轴振动监测的精密机床可靠性评估.pdf

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1、2011年2月机床与液压Feb．2011第39卷第3期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．39No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．03．042基于主轴振动监测的精密机床可靠性评估杨永生(西安交通大学现代设计及转子教育部重点实验室，陕西西安710049)摘要：数控机床的可靠性评估对于评价加工精度和加工效率有着重要意义。以比例风险模型(PHM)为基础的基于状态维修(CBM)方法是预防性维修方法的一种，它强调运行时间和实时状态对设备寿命的影响，基于历史数据和实时运行状态评估设备的可靠性。对计算模型加以改进，利用灰色模型估计其中的风险度

2、函数的参数，使之适用于数控机床失效数据较少的情况。以某厂实际运行的精密机床主轴轴振作为状态量，建立数据库，采集轴振信号，记录历史事件，采用CBM方法分析数据，计算机床的可靠度、风险度。计算结果表明：该方法能够评估设备的运行状态，并能优化设备维修策略。关键词：可靠性；机床主轴；基于状态量监测维修；维修策略中图分类号：TL364+．5；TK268文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)3—138—4ReliabilityEvaluationforPrecisionMachineToolBasedonVibrationMonitoringofShaftYANGYongshen

3、g(KeyLaboratoryofMinistryofEducationonModemDesignandBearingRotor，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’anShaanxi710049，China)Abstract：ThereliabilityevaluationofNCmachinetoolissignificantinevaluatingprecisionandeficiencyofmachining．Condi—tion—basedmaintenance(CBM)methodbasedonproportionalhazardsmodel(PHM)i

4、soneofpredictivemaintenancemethodswhichemphasizestheinfluencesofruntimeandrealconditiononequipmentlifeandevaluatesreliabilityofequipmentsbasedonhistoricdataandrealcondition．Themodelwasmodifiedbyadoptinggreymodeltoestimatetheparametersinthehazardratefunction，SOitcouldbesuitableforsituationwithle

5、sserfailuredataofNCmachinetoo1．Takingdataofshaftvibrationinactualrunningofprecisionma—chinetoolsfromaplantasstatevalue，databasewasestablished，signalsofshaftvibrationwerecollected，eventsofhistorywerere—corded，datawasanalyzedbyCBMmethodandreliabilityrateandhazardofmachinetoolwerecomputed．Theresul

6、tsindicatethatCBMmodeliseffectiveforthepredictionofthereliabilityandconditionofthedevices，andalsocanprovidesomesuggestionstoopti—mizemaintenancepolicy．Keywords：Reliability；Shaftofmachinetool；Condition—basedmaintenance；Maintenancepolicy数控机床是先进制造技术的基础装备，其技术水可靠度和维修策略。但传统可靠性只能解决制造阶段平是衡量一个国家工业现代化水平的

7、重要标志。作为的可靠性问题，而机床的加工是一个动态过程，其运机械制造行业的重要基础设备，数控机床一旦发生故行状态对加工精度以及机床的寿命都有很大影响。随障，将导致停工停产，造成巨大的经济损失和不良的着机械设备制造向高精尖发展以及可持续发展战略的社会影响。同时，设备现代化管理提出了状态检修的提出，传统的可靠性方法已经不能适应时代的要求，要求，为保证机械设备安全、可靠、经济和优化运在设备服役期间，监测设备的运行状态，分析设备的行，科学评价机床的运行可靠性状态就