精密滚珠丝杠副可靠性试验及评估方法研究

发布时间：2017-04-02 14:20

  本文关键词：精密滚珠丝杠副可靠性试验及评估方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本课题以国家科技重大专项“高档数控机床滚动功能部件共性技术研发(2012ZX04002021)”为背景,针对国产精密滚珠丝杠副可靠性质量水平与国外同类高端产品存在较大差距问题,基于自主开发的精密滚珠丝杠副可靠性试验装置,开发配套的试验测控软件,设计具有针对性的可靠性试验方案并研究其数据评估方法,建立产品可靠性分布模型,为国产滚珠丝杠副可靠性的基础理论研究提供检测设备、试验规范和理论依据。结合课题研究任务,分析所开展的四种类型丝杠可靠性试验的试验需求。介绍滚珠丝杠副可靠性试验装置的基本工作原理,对硬件系统进行了详细设计。介绍试验装置的主要技术性能指标和能够测量的参数,为后续试验方案的设计提供参考。设计与编写可靠性试验装置测控系统和软件。对测控系统进行总体设计,明确其具体功能,确定软件的执行流程,确定软件主要组成模块,明确模块的具体功能,并对各模块软件进行编写,设计了具体的程序流程和软件界面。系统地设计了试验方案,具体地阐述了试验开展步骤。总结实施可靠性试验的基本方法和流程,明确试验过程中滚珠丝杠副故障判定依据。设计了可靠性摸底试验方案和可靠性测定试验方案,详细地叙述了方案实施过程。设计了滚珠丝杠副可靠性增长试验方案,选取Duane模型作为可靠性增长模型,给出了模型参数的确定方法、试验的跟踪过程、故障的判定依据以及试验结束条件。对可靠性试验过程中基于不同试验装置的三种模拟加载方式进行对比分析,对可靠性分布模型进行选择,对试验数据的评估方法展开了研究。分析不同加载方式下丝杠副的受力方式以及各种加载方式对丝杠磨损的影响。给出了试验中记录的故障信息的预处理方式,针对丝杠磨损失效这一特征,选取三参数威布尔分布模型评价其可靠性指标,采用了灰色模型理论与极大似然估计相结合的计算方法确定了模型参数,从而确定了评价滚珠丝杠副可靠性的分布模型。分析了丝杠主要失效模式和影响,提出了滚珠丝杠可靠性提高措施,对表面纳米化技术应用到丝杠可靠性提高中的可行性进行了分析,提出了具体的研究思路。
【关键词】：滚珠丝杠副 可靠性测控软件 可靠性试验方案 试验分析与评估
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 引言8-9
• 1.2 滚珠丝杠副国内外研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 课题背景、意义及主要研究内容11-12
• 1.3.1 课题背景及研究意义11
• 1.3.2 课题的主要研究内容11-12
• 1.4 本章小结12-13
• 2 滚珠丝杠副可靠性试验台硬件系统设计13-25
• 2.1 需求分析与工作原理13-14
• 2.1.1 需求分析13-14
• 2.1.2 试验台工作原理14
• 2.2 硬件控制系统设计14-22
• 2.2.1 计算机控制模块设计15-17
• 2.2.2 驱动模块设计17
• 2.2.3 加载控制系统设计17-19
• 2.2.4 数据采集系统设计19-22
• 2.3 试验台性能指标及主要测量参数22-24
• 2.3.1 试验台性能指标22-23
• 2.3.2 试验台主要测量参数23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 滚珠丝杠副可靠性试验台软件系统设计25-39
• 3.1 总体设计25-27
• 3.1.1 测控软件功能25
• 3.1.2 软件模块设计25-27
• 3.2 可靠性试验台测控系统软件编写27-38
• 3.2.1 主界面设计27-28
• 3.2.2 自检模块设计28-30
• 3.2.3 试验大纲及参数设置模块设计30-32
• 3.2.4 加载系统模块设计32-35
• 3.2.5 运动控制及信号监测模块设计35-37
• 3.2.6 故障信息记录模块设计37-38
• 3.2.7 综合查询模块设计38
• 3.3 本章小结38-39
• 4 滚珠丝杠副可靠性试验方案设计39-56
• 4.1 可靠性试验概述39-42
• 4.1.1 可靠性试验分类39-40
• 4.1.2 可靠性试验基本方法及流程40-41
• 4.1.3 滚珠丝杠副故障判据41-42
• 4.2 可靠性试验系统构成42-43
• 4.3 丝杠副可靠性摸底试验方案设计43-46
• 4.3.1 试验目的43
• 4.3.2 试验条件43-44
• 4.3.3 试验步骤44-45
• 4.3.4 试验检测45-46
• 4.3.5 试验分析及后续措施46
• 4.4 丝杠副可靠性测定试验方案设计46-51
• 4.4.1 试验目的46-47
• 4.4.2 试验条件47
• 4.4.3 试验步骤47-50
• 4.4.4 试验检测50
• 4.4.5 试验分析及后续措施50-51
• 4.5 丝杠副可靠性增长试验方案设计51-55
• 4.5.1 试验目的51
• 4.5.2 模型选取及参数确定方法51-53
• 4.5.3 试验跟踪与控制53-54
• 4.5.4 故障分类及处理54-55
• 4.5.5 结束条件55
• 4.6 本章小结55-56
• 5 加载方式对比分析与失效机理研究56-67
• 5.1 三种加载方式下滚珠丝杠副受力及磨损分析56-63
• 5.1.1 内力加载56-58
• 5.1.2 外力加载58-60
• 5.1.3 双向加载60-61
• 5.1.4 三种加载方式对比分析61-63
• 5.2 失效模式及影响因素分析63-66
• 5.2.1 失效模式分析63-66
• 5.2.2 丝杠FMEA分析66
• 5.3 本章小结66-67
• 6 数据评估方法与可靠性提高措施研究67-79
• 6.1 可靠性数据处理与评估方法67-72
• 6.1.1 故障数据预处理方法67
• 6.1.2 可靠性分布模型的选择67-68
• 6.1.3 模型参数计算方法68-70
• 6.1.4 可靠度建模实例计算70-72
• 6.2 可靠性提高措施72-75
• 6.2.1 改善产品材料性能72-73
• 6.2.2 合理安装方式73-74
• 6.2.3 合理润滑手段74-75
• 6.3 表面纳米化技术应用研究75-78
• 6.3.1 可行性分析75-76
• 6.3.2 研究路线与思路76-78
• 6.4 本章小结78-79
• 7 总结与展望79-81
• 7.1 论文主要研究内容与结论79-80
• 7.2 展望80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-86
• 附录A86-90
• A1 被测丝杠双螺母安装方式图86-87
• A2 被测样件记录87-88
• A3 功能可靠性试验故障统计表88-89
• A4 滚珠丝杠副可靠性试验台试验流程图89-90
• 附录B90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王丹;周亮;孙志礼;杜金成;;基于蒙特卡洛方法的滚珠丝杠副运动可靠性分析[J];东北大学学报(自然科学版);2012年08期

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本文编号：282651