螺栓机可靠性分析及优化设计

发布时间：2017-08-14 20:20

  本文关键词：螺栓机可靠性分析及优化设计

  更多相关文章： 螺栓机 FMECA FTA 优化设计

【摘要】：近年来,全球核电产业一直呈增长趋势,世界各国陆续建立起越来越多的核电站,我国也将延续其领导地位,对核电产业做出了巨大的投资。核电事业的发展离不开核电设备,然而核电设备的可靠性一直是个困扰核电工作人员的问题。本文的研究对象为中广核集团与电子科技大学联合开发的一款螺栓机工业机器人装置,其主要用核工业场所中水泥固化线上核废料的处理环节,主要功能即实现对核废料金属桶的自动开盖与封盖动作,其中,开盖与封盖动作的关键即体现在对螺栓的拧松与拧紧。本文研究的目的即运用FMECA与FTA相结合的可靠性故障分析方法,对本课题中设计的二代升级版螺栓机进行可靠性故障分析并进行相应的优化设计。首先对设备进行传统的FMECA分析,找出设备可能出现的各种故障并对进行分析,填写FMEA表格,绘制各种故障模式的危害性矩阵图;在FMECA分析的基础上结合实际应用情况选出几个最不希望发生的故障模式作为FTA故障树分析的顶事件,分别建立相应故障树,对故障树进行分析,从而设计制定出针对相应故障模式的改进优化措施。结合一代原理样机在实验测试中出现的各种故障情况,对故障分析之后提出的部分重要的改进措施展开深入研究,分别从机械结构及方法、系统冗余及安全性设计两个大方面,对于一些重要且经常发生的故障模式进行有针对的改进与优化,并对这些优化改进措施进行样机试验或仿真验证。通过对该螺栓机设备的故障分析及优化改进,使其可靠性大大提高,同时也有效缓解了未来该设备在核电站一线操作环境中可能出现的安全隐患问题,具有一定的实际意义。另外,在故障分析中所获得的设备故障分析信息不但可以为后续的设计及维修工作提供便利,也可以作为以后类似产品开发的参考。
【关键词】：螺栓机 FMECA FTA 优化设计
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TL941;TP242
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 研究背景与意义11-14
• 1.1.1 国外发展及研究现状12-13
• 1.1.2 国内发展及其研究现状13-14
• 1.2 本文主要研究内容14-16
• 第二章 可靠性分析基本理论16-28
• 2.1 FMECA分析法16-24
• 2.1.1 分类16
• 2.1.2 应用目的及意义16-17
• 2.1.3 分析步骤17-24
• 2.2 FTA分析法24-26
• 2.2.1 故障树建立24
• 2.2.2 故障树分析24-26
• 2.3 FTF综合分析法26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 螺栓机原理及功能分析28-45
• 3.1 螺栓机总体方案28-31
• 3.1.1 系统建模28-29
• 3.1.2 工作流程29-30
• 3.1.3 控制方式简析30-31
• 3.2 关键功能模块及原理分析31-34
• 3.2.1 定位模块31-33
• 3.2.2 取盖模块33
• 3.2.3 拧紧（松）模块33-34
• 3.3 硬件驱动选型及校核34-36
• 3.4 关键受力部件强度校核36-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 螺栓机系统可靠性分析45-56
• 4.1 基于FMECA的螺栓机故障分析45-49
• 4.1.1 功能分析45
• 4.1.2 绘制可靠性框图45-46
• 4.1.3 约定层次的确定46
• 4.1.4 故障模式分析46-48
• 4.1.5 填写FMEA表格48
• 4.1.6 CA危害性分析48-49
• 4.2 基于FTA的螺栓机故障分析49-53
• 4.2.1 故障树的建立49-52
• 4.2.2 故障树分析52-53
• 4.3 制定改进补偿措施53-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 螺栓机机械系统优化设计56-83
• 5.1 齿轮传动优化设计56-68
• 5.1.1 传动精度影响因素56-57
• 5.1.2 齿轮回差分析57-58
• 5.1.3 消回差（隙）原理58-60
• 5.1.4 消回差（隙）方案设计60-65
• 5.1.5 消隙方案可行性验证65-68
• 5.2 拧紧方法的研究与改进68-82
• 5.2.1 螺纹拧紧理论研究68-74
• 5.2.2 拧紧方案选择及设计74-81
• 5.2.3 拧螺栓与取螺栓流程改进81-82
• 5.3 本章小结82-83
• 第六章 系统冗余及安全性设计83-93
• 6.1 冗余设计83-89
• 6.1.1 冗余设计理论83-85
• 6.1.2 冗余设计在气缸同步上的应用85-89
• 6.2 安全性设计89-91
• 6.2.1 检测取盖气缸的状态89-90
• 6.2.2 超重检测90-91
• 6.3 基于安全及可靠性的人机界面设计91-92
• 6.4 本章小结92-93
• 第七章 总结与展望93-95
• 7.1 总结93
• 7.2 展望93-95
• 致谢95-96
• 参考文献96-99
• 附录99-100
• 攻读硕士学位期间取得的成果100-101

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 滕启,段守敏;优化设计广义化的发展[J];矿山机械;2002年02期

2 于燕玲,叶春生;优化设计中的优化问题算法[J];十堰职业技术学院学报;2004年02期

3 余民姚;张根保;刚号;梁淑明;;面向企业效益的产品质量优化设计[J];机床与液压;2006年10期

4 董良凤;;浅谈高层建筑混凝土结构的优化设计[J];福建建筑;2010年01期

5 聂勇军;廖启征;;多学科优化设计在工程机械产品开发中的应用展望[J];起重运输机械;2011年08期

6 张纪元 ,沈守范;字盘案称结构尺寸的优化设计[J];南京理工大学学报(自然科学版);1983年04期

7 余俊;最优化设计在机械工程中的应用近况[J];机械工程;1984年01期

8 陈福理;姚志新;;农房构件优化设计有显著经济效益[J];混凝土与水泥制品;1984年05期

9 高荣;《优化设计基础》专题学习指导[J];煤矿机械;1985年05期

10 卓翔;λ型杆式溶液面清刮机的优化设计[J];成都大学学报(自然科学版);1985年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 连克难;蒋家勇;鱼胜利;;仪器基础支架的优化设计探讨[A];中国工程物理研究院科技年报（2001）[C];2001年

2 吴启霞;刘建东;;对项目优化设计的探讨[A];土木建筑学术文库(第13卷)[C];2010年

3 蒙坤江;;型材利用率优化设计[A];2010全国机电企业工艺年会《上海电气杯》征文论文集[C];2010年

4 谈向东;王金锋;;从节能论冷库优化设计[A];中国制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年

5 黄尧;龙连春;;机架结构优化设计[A];北京力学会第20届学术年会论文集[C];2014年

6 尹胜文;朱建群;陈坚;;昆山市第一人民医院开发区分院结构方案的优化设计[A];第三届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2011年

7 刘智慧;;一炉三线药用玻璃池炉优化设计及运行效果[A];2010年全国玻璃窑炉技术研讨交流会论文汇编[C];2010年

8 王录民;王有安;;桁架的正交基因优化设计[A];第五届全国结构工程学术会议论文集（第一卷）[C];1996年

9 严思炜;郝世强;;浅谈离合器分泵支架优化设计[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年

10 华冰;杜家政;龙连春;;高温输油管道分析与优化设计[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 鲁晨 昊坤 宇闪;徜徉在真情铺就的回家路上[N];中国教育报;2007年

2 记者 邵杰;优化设计 加快建设[N];四平日报;2014年

3 本报记者 吴林;“中国之家”技术特色[N];中国房地产报;2009年

4 ;《汽车优化设计理论方法》[N];中国机电日报;2000年

5 王泽斌;计算机辅助玻璃配主优化设计[N];中国建材报;2007年

6 综合;WLAN网络的优化设计[N];人民邮电;2003年

7 李俐娥 杨关;武仪公司通过优化设计丰富产品内涵[N];中国航空报;2007年

8 通讯员 陈骏;灾后重建 华电珙县分公司优化设计降能耗[N];中国电力报;2009年

9 本报记者 李佳;把可持续发展落实到优化设计上[N];中华建筑报;2006年

10 侯伟;精彩人生路[N];中国航空报;2000年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 丁金华;机械结构有限元动力优化设计的逆摄动方法研究[D];大连理工大学;2000年

2 吴镇;优化设计中的智能方法与可视化技术研究[D];武汉理工大学;2002年

3 舒信伟;基于CFD流场分析的多工况多约束条件的叶片优化设计方法与实验研究[D];上海交通大学;2009年

4 方耀楚;二级层级褶皱结构力学性能研究与优化设计[D];大连理工大学;2014年

5 陈科;基于并行思维的设计理念和设计方法研究[D];合肥工业大学;2001年

6 李胜忠;基于SBD技术的船舶水动力构型优化设计研究[D];中国舰船研究院;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 白育全;基于ADAMS的八连杆冲压机构的优化设计与仿真分析[D];延边大学;2015年

2 陶义;桥式起重机箱梁的结构混合仿生优化设计[D];中北大学;2016年

3 尉鹤缤;基于改进退火—粒子群混合算法的桥式起重机主梁优化设计[D];河北工程大学;2016年

4 段霄萌;太阳能电池帆板的频率优化设计[D];吉林大学;2016年

5 林张欢;复合材料压力容器有限元分析及其优化设计[D];华中科技大学;2014年

6 王文强;树脂矿物复合材料精密车床床身结构强化及其优化设计[D];山东大学;2016年

7 李光春;一种水泵壳体类铸件的优化设计与实验研究[D];苏州大学;2016年

8 胡亚;某火箭炮运发箱优化设计与分析[D];南京理工大学;2016年

9 余斌;基于倒塌能力的结构抗震优化设计[D];哈尔滨工业大学;2016年

10 苏哲;螺栓机可靠性分析及优化设计[D];电子科技大学;2016年

，

本文编号：674525