油液污染对重型数控机床液压系统可靠性的影响规律研究
发布时间：2022-08-09 14:27
数控机床作为具有高科技含量的“工作母机”,是装备制造业的基石。其中,重型数控机床（下文称重型机床）是多系统构建、多技术集成的机电液一体化的高端制造装备,其技术水平、产品质量是国民经济的重要支撑和国防安全的强力保障。然而,国产重型机床暴露出严重的可靠性问题,严重影响了其市场占有率,对国家战略具有一定的潜在隐患。为了承受大载荷,重型机床普遍采用静压支撑和液压驱动,配置有复杂的液压系统,现场故障数据表明重型机床液压系统故障占比及造成的经济损失巨大,且有很大比例是由油液中的固态颗粒污染物引起的。面向油液污染研究重型机床的可靠性对提升重型机床可靠性具有重要的理论意义和应用价值。机床可靠性问题是我国机械工业跨越式发展重视功能不重视可靠性导致的历史遗留问题,因行业内可靠性人才缺乏、现有的机械可靠性技术不能照搬照用、研究人员因重型机床样本匮乏而望而却步等原因,重型机床可靠性工作举步维艰,油液污染与重型机床可靠性的关系更是因处于研究边缘而少有涉足。而明确两者关系可为重型机床设计优化、状态监测、故障预警、故障诊断提供重要参考。为此,本文以重型卧式车床和重型龙门镗铣床为研究对象,面向其油液污染开展了重型机床...
【文章页数】：201 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 课题来源
1.3 国内外研究现状
1.3.1 重型机床可靠性研究发展与现状
1.3.2 液压系统可靠性研究发展与现状
1.3.3 油液污染研究的发展与现状
1.4 面临的问题和研究难点
1.5 论文主要研究内容及结构
第2章 重型机床子系统广义FMECA
2.1 引言
2.2 重型机床子系统划分
2.3 重型机床故障数据采集
2.3.1 规范性
2.3.2 代表性
2.4 考虑维修成本及时间的重型机床使用阶段FMECA
2.5 基于广义FMECA信息的子系统薄弱程度排序
2.5.1 基于广义FMECA信息的子系统薄弱程度排序原理
2.5.2 影响因素的确定
2.5.3 基于CBWM的信息权重确定
2.5.4 基于TOPSIS的子系统薄弱程度排序
2.6 实例分析
2.7 本章小结
第3章 基于区间粗糙数和D-S证据理论的液压系统FTA
3.1 引言
3.2 重型机床液压系统故障树分析
3.2.1 故障树分析概要
3.2.2 液压系统故障分析
3.2.3 建立液压系统故障树
3.2.4 最小割集划分
3.3 底事件重要度分析
3.3.1 重要度分析函数
3.3.2 基于D-S证据理论的底事件客观发生度估算
3.3.3 基于区间粗糙数的底事件主观发生度估算
3.3.4 基于区间数运算的底事件综合发生度估算
3.4 基于区间数排序方法的底事件重要度排序
3.5 实例分析
3.6 本章小结
第4章 面向油液污染的重型机床液压元件可靠性建模
4.1 引言
4.2 油液污染检测试验
4.2.1 油液污染检测概要
4.2.2 试验仪器
4.2.3 试验规范
4.2.4 试验方案
4.3 数据分析
4.3.1 数据预处理
4.3.2 数据模型
4.3.3 环境因素相关性分析
4.4 基于油液污染数据的可靠性建模
4.4.1 基于退化轨迹的可靠性建模
4.4.2 基于退化量分布的可靠性建模
4.4.3 基于应力强度干涉模型的可靠性建模
4.5 本章小结
第5章 基于污染控制模型的重型机床液压系统可靠性设计
5.1 引言
5.2 研究对象
5.3 油液污染控制模型
5.3.1 模型建立
5.3.2 参数估计
5.3.3 模型检验
5.4 基于污染控制模型的液压系统全局可靠性模型
5.5 液压系统设计考虑的因素
5.5.1 可靠性因素
5.5.2 结构因素
5.5.3 性能因素
5.5.4 费用因素
5.6 液压系统优化设计模型
5.6.1 模型建立
5.6.2 模型求解
5.7 敏感性分析
5.8 本章小结
第6章 基于ANP的重型机床液压系统可靠性增长率评价
6.1 引言
6.2 可靠性增长率计算模型建立流程
6.3 整机与子系统的可靠性映射关系
6.4 子系统MTBF增长率计算模型
6.5 子系统MTBF“自然增长率”计算模型
6.5.1 子系统MTBF“自然增长率”的综合评分计算模型
6.5.2 综合评分的获取
6.5.3 综合评分影响因素权重的获取
6.6 实例分析
6.6.1 分析对象
6.6.2 分析过程
6.6.3 结果分析
6.7 本章小结
第7章 总结和展望
7.1 全文总结
7.2 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的学术成果
攻读博士学位期间参加的科研项目
致谢
本文编号：3672721
【文章页数】：201 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 课题来源
1.3 国内外研究现状
1.3.1 重型机床可靠性研究发展与现状
1.3.2 液压系统可靠性研究发展与现状
1.3.3 油液污染研究的发展与现状
1.4 面临的问题和研究难点
1.5 论文主要研究内容及结构
第2章 重型机床子系统广义FMECA
2.1 引言
2.2 重型机床子系统划分
2.3 重型机床故障数据采集
2.3.1 规范性
2.3.2 代表性
2.4 考虑维修成本及时间的重型机床使用阶段FMECA
2.5 基于广义FMECA信息的子系统薄弱程度排序
2.5.1 基于广义FMECA信息的子系统薄弱程度排序原理
2.5.2 影响因素的确定
2.5.3 基于CBWM的信息权重确定
2.5.4 基于TOPSIS的子系统薄弱程度排序
2.6 实例分析
2.7 本章小结
第3章 基于区间粗糙数和D-S证据理论的液压系统FTA
3.1 引言
3.2 重型机床液压系统故障树分析
3.2.1 故障树分析概要
3.2.2 液压系统故障分析
3.2.3 建立液压系统故障树
3.2.4 最小割集划分
3.3 底事件重要度分析
3.3.1 重要度分析函数
3.3.2 基于D-S证据理论的底事件客观发生度估算
3.3.3 基于区间粗糙数的底事件主观发生度估算
3.3.4 基于区间数运算的底事件综合发生度估算
3.4 基于区间数排序方法的底事件重要度排序
3.5 实例分析
3.6 本章小结
第4章 面向油液污染的重型机床液压元件可靠性建模
4.1 引言
4.2 油液污染检测试验
4.2.1 油液污染检测概要
4.2.2 试验仪器
4.2.3 试验规范
4.2.4 试验方案
4.3 数据分析
4.3.1 数据预处理
4.3.2 数据模型
4.3.3 环境因素相关性分析
4.4 基于油液污染数据的可靠性建模
4.4.1 基于退化轨迹的可靠性建模
4.4.2 基于退化量分布的可靠性建模
4.4.3 基于应力强度干涉模型的可靠性建模
4.5 本章小结
第5章 基于污染控制模型的重型机床液压系统可靠性设计
5.1 引言
5.2 研究对象
5.3 油液污染控制模型
5.3.1 模型建立
5.3.2 参数估计
5.3.3 模型检验
5.4 基于污染控制模型的液压系统全局可靠性模型
5.5 液压系统设计考虑的因素
5.5.1 可靠性因素
5.5.2 结构因素
5.5.3 性能因素
5.5.4 费用因素
5.6 液压系统优化设计模型
5.6.1 模型建立
5.6.2 模型求解
5.7 敏感性分析
5.8 本章小结
第6章 基于ANP的重型机床液压系统可靠性增长率评价
6.1 引言
6.2 可靠性增长率计算模型建立流程
6.3 整机与子系统的可靠性映射关系
6.4 子系统MTBF增长率计算模型
6.5 子系统MTBF“自然增长率”计算模型
6.5.1 子系统MTBF“自然增长率”的综合评分计算模型
6.5.2 综合评分的获取
6.5.3 综合评分影响因素权重的获取
6.6 实例分析
6.6.1 分析对象
6.6.2 分析过程
6.6.3 结果分析
6.7 本章小结
第7章 总结和展望
7.1 全文总结
7.2 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的学术成果
攻读博士学位期间参加的科研项目
致谢
本文编号：3672721
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