基于FMECA的数控外圆磨床可靠性分析.pdf

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1、Academic学术基于FMECA的数控外圆磨床可靠性分析王惠卿袁瑞仙(130000长春汽车工业高等专科学校吉林长春)摘要：数控外圆磨床现已广泛应用于航空航天、机床工具及工程机械等行业的高速高精磨削加工，但国产数控外圆磨床可靠性水平低的问题极大削弱了其市场竞争力。针对提高自主数控外圆磨床可靠性的实际需要，对某系列国产数控外圆磨床进行了可靠性建模和FMECA分析。通过对现场积累生产数据的建模分析，确定了数控外圆磨床的故障间隔时间服从威布尔分布，并计算了MTBF等可靠性特征量。通过FMEAC方法对数控磨床的

2、故障部位、故障模式及故障原因进行了分析，并对磨床各子系统危害度进行了评价，找出其中的薄弱环节，提出有效的数控外圆磨床可靠性增长措施。I壁塑_叠叠霍番II盈盈_墨圆1．数控外圆磨床的可靠性分析将前述拟合得到的威布尔分布与对测感应开关的损坏；冷却系统(18．38％)可靠性数据是可靠性分析研究的基数正态分布曲线数据代入误差面积比指及润滑系统(11．35％)则因液体泄漏、础，只有客观准确的数据才能真实的反数可得到两者的s值分别为0．024980和管道老化及动力泵磨损等成为整机的故映产品可靠性状况，才能对设计、使

3、用0．037538，可见威布尔分布对所研究的障次多发部位；而CNC系统、排泄系统和维修等提供有效的决策依据。通过与数控外圆磨床的故障间隔时间数据具有及轴向进给等子系统则很少发生故障。相关企业的合作，对其生产的l9台某系更优的拟合效果。该系列外圆磨床的可基于FMEA的数控外圆磨床故障模式列数控外圆磨床进行了1年左右的现场靠度函数则为：分析结果如图三所示，可以看出该系列跟踪与数据记录，共收集到了214条该数控外圆磨床的故障模式主要集中于零系列的数控外圆磨床的可靠性数据。通『t)⋯]’部件损坏(22．70％)

4、、元器件损坏(20．O0过事先制定的故障判据和计数原则进行进而通过威布尔分布可计算得到％)、液气油堵塞(10．81％)和液气油渗分析判断，剔除因误操作、维修不当及MTBF的估计值为341．6h，而通过现场漏(9．19％)，而剩下的熔断器损坏、人为因素等而造成的非关联故障，最终数据统计分析得到的MTBF为344．6h，运动部件故障及润滑不良等的发生频率得到166条有效可靠性数据。两者间误差很小，进一步验证了可靠性都不超过5％。零部件与元器件质量是该长期的可靠性工程研究表明机电液建模的有效性；另外通过观察数

5、据还可系列数控外圆磨床可靠性的关键。产品的失效通常服从正态分布、对数正以计算得到其固有可用度为0．99539。总数控外圆磨床故障原因是引起机太分布及威布尔分布(指数分布是其特的来说该系列数控外圆磨床具有很好的床发生故障的内在物理化学因素，基例)等常见的分布形式，假设磨床故障维修性，但其MTBF离“十一五”期间国于FMEA的故障原因频率分布直方图如间隔时间分别服从威布尔分布与对数正家规定的数控机床平均寿命为900h的图四所示。元器件损坏是数控外圆磨床太分布，然后分别采用最小二乘与极大目标还有很大差距，有必

6、要找出磨床可整机故障的首要原因，其发生频率达到似然估计方法对两种分布的参数进行估靠性的薄弱环节，加以改进提升其可靠了20．54％；数控外圆磨床故障原因中零计，并通过相关系数和d检验方法对拟性水平。部件损坏与堵塞分别占到了15．14％与合结果的拟合优度进行检验验证。拟合2．数控外圆磨床的FMECA分析10．81％，进行零部件设计时需要考虑其结果如图一，可以看到威布尔分和对数数控外圆磨床是由电气系统、冷却耐久性设计；磨损、烧坏、松动、渗漏正态分布对现场数据都拟合的很好，两系统、液压系统、润滑系统及砂轮架等和

7、参数设置错误等故障原因的发生频率者都通过了拟合优度检验阈值检验。便众多子系统所组成的复杂系统，每个子均超过了5％，应加强对相关关键零部件于分析，将采用误差面积比指数方法进系统的可靠性都会影响数控外圆磨床整的检查力度。一步找出最优的数控外圆磨床的故障间机水平。根据数控外圆磨床的结构特点n25隔时间分布模型[3]。以及各子系统之间的联系，将外圆磨床n0分为16个子系统，通过FMECA方法对整01B蛏机故障部位、故障模式、故障原因及危n】O害度等进行分析，为排除数控外圆磨床O051．1．I．I．。．。．。．．

8、．．．．．．．．。。．．．．．．．。一．一．一．一．一n∞故障和制定有效的可靠性增长措施提供依据。}i：。25025目一蛏鞋_积分市翟；古_积分市曲域：．2。00l川误差面积比指数方法将理论曲线与。I。。拟合曲线之间的偏差曲线与坐标轴所围m。50lOu正n一⋯成的面积与理论曲线与坐标轴所谓成面JtII．一一积之比定义为拟合优度指标。通过一定1§l盼li景；l的变换可得到误差面积比指数S如下：圈=数控外圈磨床故障鄙位的顺章t育目l攀彝替攀攀l