基于无失效数据的电主轴可靠性评估
发布时间：2021-05-24 18:30
电主轴是包括数控机床在内的数控加工装备的关键功能部件,其可靠性水平是制约我国国产高档数控装备可靠性的关键瓶颈因素,迄今为止关于电主轴可靠性评估方法的研究尚处于起步阶段,缺乏系统且完整的理论支撑。电主轴是典型的高可靠长寿命产品,在有限试验时间内很难出现故障或明显性能退化失效,故传统的基于统计理论下的可靠性评估方法并不奏效。因此,针对电主轴展开早期可靠性试验及无失效数据下的电主轴可靠性评估研究,对于合理评定电主轴产品可靠性水平具有重要意义。目前在机床电主轴无失效数据或极少失效数据的情况下,只能计算得到参数的点估计或参数的单侧置信区间,极难同时得到点估计与区间估计,这将影响可靠度分析结果的一致性。针对此问题,本文以某型号数控机床电主轴为研究对象,根据类似电主轴故障分析进行监测点及监测信息确定,结合载荷信息进行加速寿命试验方案确定,据此进行电主轴的加速寿命试验测试;结合测试信息进行无失效数据下的电主轴可靠度评估。首先,根据电主轴的工作原理与结构完成电主轴子系统划分,结合现场故障信息,应用FMECA法、PageRank算法分别从整体分析、故障相关角度评估关键故障子系统及关键故障模式;然后,基于现...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与来源
1.2 电主轴技术国内外研究现状
1.3 电主轴可靠性国内外研究现状
1.4 主要研究内容
1.4.1 问题的提出
1.4.2 研究内容
第2章 集成FEMCA/Pagerank的电主轴故障分析
2.1 电主轴结构划分
2.2 电主轴现场数据采集
2.3 电主轴故障的FEMCA分析
2.3.1 电主轴故障部位分析
2.3.2 电主轴故障模式分析
2.3.3 电主轴故障原因分析
2.3.4 危害性分析(CA)
2.4 电主轴故障模式相关性分析
2.4.1 PageRank转移概率矩阵
2.4.2 电主轴故障相关影响度与被影响度计算
2.5 本章小结
第3章 电主轴加速寿命试验及信息采集
3.1 基于现场信息的电主轴可靠性模型构建
3.1.1 电主轴浴盆曲线模型
3.1.2 电主轴早期故障时间的确定
3.2 电主轴加速寿命试验方案设计
3.2.1 加速寿命试验的类型
3.2.2 电主轴系统退化量的选择
3.2.3 电主轴试验应力的选择
3.3 电主轴加速寿命试验台设计
3.3.1 硬件系统
3.3.2 控制系统
3.3.3 监测系统
3.4 加速寿命试验数据采集与分析
3.5 本章小结
第4章 无失效数据下的电主轴可靠性评估
4.1 利用Monte Carlo法生成电主轴的无失效数据样本
4.2 电主轴可靠度的点估计
4.2.1 配分布曲线法
4.2.2 电主轴失效概率的E-Bayes估计
4.2.3 电主轴失效概率的多层Bayes估计
4.2.4 可靠度的点估计
4.3 电主轴可靠度的置信区间估计
4.3.1 Bootstrap方法的基本理论
4.3.2 基于Bootstrap方法的电主轴可靠度区间估计
4.4 对比分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
附录
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于浴盆曲线的数控机床早期故障试验时间研究[J]. 龙哲,申桂香,张英芝,刘天宇,郑锐. 机床与液压. 2017(11)
[2]基于Bayes法的电主轴极小子样可靠性研究[J]. 蒋喜,刘宏昭,訾佼佼,原大宁,刘丽兰. 振动与冲击. 2015(04)
[3]高速电主轴技术综述[J]. 马帅,伞红军,吴智恒,张华伟,雷群. 机械制造. 2014(05)
[4]网络重要节点排序方法综述[J]. 任晓龙,吕琳媛. 科学通报. 2014(13)
[5]数控机床可靠性技术的研究进展[J]. 杨兆军,陈传海,陈菲,李国发. 机械工程学报. 2013(20)
[6]恒定应力无失效加速寿命试验可靠性分析方法[J]. 张勇波,傅惠民,王治华. 航空动力学报. 2013(03)
[7]基于电力测功和压电陶瓷加载系统的高速电主轴可靠性试验台设计[J]. 呼烨,杨兆军,宋靖安,朱岩,王凯,方杰,侯雨辰. 科技导报. 2012(01)
[8]高速电主轴轴承性能试验台的研制[J]. 潘奔流,叶军,薛玉君,李泽强,王健. 轴承. 2011(04)
[9]双超参数无失效数据的E-Bayes可靠性分析[J]. 蔡国梁,吴来林,唐晓芬. 江苏大学学报(自然科学版). 2010(06)
[10]国产数控机床及其关键技术发展现状及展望[J]. 刘强,李冬茹. 航空制造技术. 2010(10)
博士论文
[1]基于傅里叶变换的电主轴瞬态动载荷重现及可靠性加载试验技术研究[D]. 呼烨.吉林大学 2017
[2]数控车床切削力谱的编制及其在功能部件可靠性试验中的应用[D]. 何佳龙.吉林大学 2017
[3]高速电主轴动态加载可靠性试验及其故障诊断研究[D]. 陈超.吉林大学 2016
[4]高速电主轴静动态性能分析与实验检测技术[D]. 康辉民.重庆大学 2010
[5]电主轴热态特性对轴承—转子系统动力学特性的影响研究[D]. 王保民.兰州理工大学 2009
硕士论文
[1]基于性能退化的电主轴可靠性评估[D]. 杨斌.吉林大学 2018
[2]基于步进双应力加速退化试验的电主轴可靠性建模研究[D]. 鲍俊.吉林大学 2018
[3]基于灰色聚类的数控车床组件故障风险评估[D]. 赵忠原.吉林大学 2017
[4]蒙特卡洛方法及应用[D]. 朱陆陆.华中师范大学 2014
[5]基于无失效数据的轴承可靠性研究[D]. 孙慧洋.东北大学 2014
[6]基于无失效数据的轴承可靠性分析方法研究[D]. 黄苹.东北大学 2013
[7]电主轴故障分析及可靠性增长技术研究[D]. 王志琼.吉林大学 2012
[8]MCH63卧式加工中心可靠性分析与研究[D]. 王元军.南京航空航天大学 2010
[9]电主轴综合性能测试与评价系统的研究[D]. 王永宾.北京工业大学 2009
本文编号：3204653
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与来源
1.2 电主轴技术国内外研究现状
1.3 电主轴可靠性国内外研究现状
1.4 主要研究内容
1.4.1 问题的提出
1.4.2 研究内容
第2章 集成FEMCA/Pagerank的电主轴故障分析
2.1 电主轴结构划分
2.2 电主轴现场数据采集
2.3 电主轴故障的FEMCA分析
2.3.1 电主轴故障部位分析
2.3.2 电主轴故障模式分析
2.3.3 电主轴故障原因分析
2.3.4 危害性分析(CA)
2.4 电主轴故障模式相关性分析
2.4.1 PageRank转移概率矩阵
2.4.2 电主轴故障相关影响度与被影响度计算
2.5 本章小结
第3章 电主轴加速寿命试验及信息采集
3.1 基于现场信息的电主轴可靠性模型构建
3.1.1 电主轴浴盆曲线模型
3.1.2 电主轴早期故障时间的确定
3.2 电主轴加速寿命试验方案设计
3.2.1 加速寿命试验的类型
3.2.2 电主轴系统退化量的选择
3.2.3 电主轴试验应力的选择
3.3 电主轴加速寿命试验台设计
3.3.1 硬件系统
3.3.2 控制系统
3.3.3 监测系统
3.4 加速寿命试验数据采集与分析
3.5 本章小结
第4章 无失效数据下的电主轴可靠性评估
4.1 利用Monte Carlo法生成电主轴的无失效数据样本
4.2 电主轴可靠度的点估计
4.2.1 配分布曲线法
4.2.2 电主轴失效概率的E-Bayes估计
4.2.3 电主轴失效概率的多层Bayes估计
4.2.4 可靠度的点估计
4.3 电主轴可靠度的置信区间估计
4.3.1 Bootstrap方法的基本理论
4.3.2 基于Bootstrap方法的电主轴可靠度区间估计
4.4 对比分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
附录
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于浴盆曲线的数控机床早期故障试验时间研究[J]. 龙哲,申桂香,张英芝,刘天宇,郑锐. 机床与液压. 2017(11)
[2]基于Bayes法的电主轴极小子样可靠性研究[J]. 蒋喜,刘宏昭,訾佼佼,原大宁,刘丽兰. 振动与冲击. 2015(04)
[3]高速电主轴技术综述[J]. 马帅,伞红军,吴智恒,张华伟,雷群. 机械制造. 2014(05)
[4]网络重要节点排序方法综述[J]. 任晓龙,吕琳媛. 科学通报. 2014(13)
[5]数控机床可靠性技术的研究进展[J]. 杨兆军,陈传海,陈菲,李国发. 机械工程学报. 2013(20)
[6]恒定应力无失效加速寿命试验可靠性分析方法[J]. 张勇波,傅惠民,王治华. 航空动力学报. 2013(03)
[7]基于电力测功和压电陶瓷加载系统的高速电主轴可靠性试验台设计[J]. 呼烨,杨兆军,宋靖安,朱岩,王凯,方杰,侯雨辰. 科技导报. 2012(01)
[8]高速电主轴轴承性能试验台的研制[J]. 潘奔流,叶军,薛玉君,李泽强,王健. 轴承. 2011(04)
[9]双超参数无失效数据的E-Bayes可靠性分析[J]. 蔡国梁,吴来林,唐晓芬. 江苏大学学报(自然科学版). 2010(06)
[10]国产数控机床及其关键技术发展现状及展望[J]. 刘强,李冬茹. 航空制造技术. 2010(10)
博士论文
[1]基于傅里叶变换的电主轴瞬态动载荷重现及可靠性加载试验技术研究[D]. 呼烨.吉林大学 2017
[2]数控车床切削力谱的编制及其在功能部件可靠性试验中的应用[D]. 何佳龙.吉林大学 2017
[3]高速电主轴动态加载可靠性试验及其故障诊断研究[D]. 陈超.吉林大学 2016
[4]高速电主轴静动态性能分析与实验检测技术[D]. 康辉民.重庆大学 2010
[5]电主轴热态特性对轴承—转子系统动力学特性的影响研究[D]. 王保民.兰州理工大学 2009
硕士论文
[1]基于性能退化的电主轴可靠性评估[D]. 杨斌.吉林大学 2018
[2]基于步进双应力加速退化试验的电主轴可靠性建模研究[D]. 鲍俊.吉林大学 2018
[3]基于灰色聚类的数控车床组件故障风险评估[D]. 赵忠原.吉林大学 2017
[4]蒙特卡洛方法及应用[D]. 朱陆陆.华中师范大学 2014
[5]基于无失效数据的轴承可靠性研究[D]. 孙慧洋.东北大学 2014
[6]基于无失效数据的轴承可靠性分析方法研究[D]. 黄苹.东北大学 2013
[7]电主轴故障分析及可靠性增长技术研究[D]. 王志琼.吉林大学 2012
[8]MCH63卧式加工中心可靠性分析与研究[D]. 王元军.南京航空航天大学 2010
[9]电主轴综合性能测试与评价系统的研究[D]. 王永宾.北京工业大学 2009
本文编号：3204653
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