重型數(shù)控銑鏜床鏜軸進給機構的可靠性研究.pdf

1、重型數(shù)控機床是大型基礎零部件的關鍵加工設備，其核心傳動系統(tǒng)從根本上制約著機床的功能輸出和加工質(zhì)量，其核心傳動系統(tǒng)的可靠性問題直接影響著整機技術性能的體現(xiàn)，并已成為其進入世界領先水平的難題之一。重型數(shù)控銑鏜床作為重型數(shù)控機床的主要成員之一，其核心傳動子系統(tǒng)鏜軸進給機構的可靠性分析實際工程意義顯著。重型數(shù)控機床在現(xiàn)場服役期間，機械零部件的性能往往會逐漸降低直至失效，進而影響整機的性能，于是零部件與系統(tǒng)均會呈現(xiàn)出多態(tài)性。而傳統(tǒng)的故障樹分析是建

2、立在二態(tài)假設的基礎上的，無法對重型數(shù)控機床整機及零部件的多態(tài)性進行有效地描述和分析。因此，本文運用多狀態(tài)故障樹理論技術，從以下幾個方面對鏜軸進給機構的可靠性分析技術展開研究。
　　首先，對鏜軸進給機構的基本功能、結構組成以及工作環(huán)境的特殊性進行深入分析。在此基礎上，對系統(tǒng)及其零部件進行狀態(tài)定義。為突破傳統(tǒng)分析中將系統(tǒng)分解成若干個二態(tài)子系統(tǒng)或部件來進行分析的假設缺陷，本文運用由多狀態(tài)可靠性框圖生成多狀態(tài)故障樹的建模方法，采用由各子系

3、統(tǒng)到系統(tǒng)整機逐層向上的方式，建立鏜軸進給機構的多狀態(tài)可靠性框圖及其多狀態(tài)故障樹。
　　然后，對鏜軸進給機構的多狀態(tài)故障樹進行定量分析。本文分別運用多值決策圖與貝葉斯網(wǎng)絡方法，采用逐層向上的分析求解方法，依次求得各子系統(tǒng)頂事件各狀態(tài)的發(fā)生概率，直至鏜軸進給機構各狀態(tài)的發(fā)生概率；在此基礎上，對多值決策圖與貝葉斯網(wǎng)絡分析方法的優(yōu)劣進行比較分析。進一步地，本文提出基于貝葉斯網(wǎng)絡的重要度分析方法，來對鏜軸進給機構及其各子系統(tǒng)多狀態(tài)故障樹底事

4、件的概率重要度以及關鍵重要度進行計算；并通過對重要度計算結果進行分析，尋找系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，為系統(tǒng)的改進提供依據(jù)。
　　最后，考慮到多狀態(tài)系統(tǒng)中共因失效的影響以及可靠性信息的不確定性，本文將模糊概率與共因失效引入貝葉斯網(wǎng)絡來開展多狀態(tài)故障樹分析方法的研究。采用基于貝葉斯網(wǎng)絡的共因失效建模方法，建立鏜軸進給機構的共因失效-貝葉斯網(wǎng)絡模型。為了突破該模型的求解，首先通過引入模糊集理論，運用三角模糊數(shù)來描述根節(jié)點各狀態(tài)的發(fā)生概率，并提出運