砂带磨床可靠性试验技术研究

摘要

随着科学技术的迅猛发展，高档数控机床的应用日益广泛，作为重要的基础制造装备，数控机床被广泛用于国防、船舶及航空航天等领域。砂带磨床作为产品的精加工设备，被广泛应用于各种零件的精加工，对产品质量的控制起着非常重要的作用，其可靠性水平的高低对我国制造业的发展和竞争力有着直接的影响。在实际生产中，由于国产中高端砂带磨床的可靠性较差，未能完全满足企业需求，以至我国的高端砂带磨床严重依赖进口，然而西方国家对我国采取的各种限购政策，使得很多先进设备无法进口，严重阻碍了我国制造业及国防建设的发展。因此，提高砂带磨床的可靠性水平已成为振兴我国制造业和国防工业的当务之急。本文结合国家《高端数控机床与基础制造装备》科技重大专项“航空发动机精锻叶片自适应砂带磨削中心研制及应用”（项目号：2014ZX04001-031），以国产某系列砂带磨床为研究对象，对其可靠性试验技术的相关理论、方法和关键技术进行了系统研究，建立了试验对象和试验应力的选择模型，提出了可靠性试验的设计思路，为可靠性试验技术提供了理论依据和技术支撑，丰富了可靠性试验技术体系的内容。
　　本研究主要内容包括：⑴通过对国产砂带磨床的现场故障数据和售后故障数据进行整理分析，建立了砂带磨床的故障谱，并对砂带磨床的故障部位、故障模式和故障原因进行了深入分析，再分别用定性和定量的方法对其故障机理进行了分析，为后续可靠性试验的研究奠定了基础；最后对砂带磨床寿命周期各阶段的可靠性试验进行了分析，并在此基础上构建了砂带磨床可靠性试验体系。⑵针对可靠性试验对象的选择缺乏理论依据的问题，论文提出了一种基于三参数区间灰数的可靠性试验关键功能部件的提取方法。该方法是在对关键功能部件进行定义的基础上，用三参数区间灰数来表示模糊信息，综合运用模糊综合评判、投影指标函数，将现场数据与专家经验相结合，有效地解决了砂带磨床可靠性试验对象的确定问题。⑶通过建立砂带磨床故障与故障应力之间的模糊关系，并采用基于三角模糊数的球赛模型对故障及其故障特征属性的权重进行了分析计算，再用模糊综合评判法对故障应力进行综合评价，最后根据帕累托原则完成了砂带磨床可靠性试验应力的优选，解决了尚未建立故障机理模型的情况下可靠性试验应力的选择问题。⑷为了使砂带磨床的可靠性试验能够顺利、高效地开展，需对其进行详细设计。本文以砂带磨床磨头为例进行了详细的可靠性试验设计。根据砂带磨床磨头的首次故障时间建立了可靠性模型，并以此为依据对砂带磨床磨头的试验时间和试验样本量进行选取，再结合优选出的应力组合，对砂带磨床磨头的可靠性试验进行了详细的设计，为可靠性试验的设计提供了一种新思路。

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1 绪 论

1.1 课题的背景及研究意义

1.2 砂带磨床及其可靠性相关概念

1.3 国内外可靠性试验技术研究现状

1.4 课题来源及主要内容

1.5 论文整体结构

2 砂带磨床故障分析及可靠性试验体系构建

2.1 引言

2.2 砂带磨床故障数据处理及故障谱分析

2.3 砂带磨床故障原因及故障机理分析

2.4 砂带磨床寿命周期各阶段可靠性试验内容及意义

2.5 砂带磨床可靠性试验体系框架

2.6 本章小结

3 面向可靠性试验的砂带磨床关键功能部件提取技术研究

3.1 引言

3.2 三参数区间灰数的定义及运算

3.3 砂带磨床可靠性试验关键功能部件的提取方法

3.4 实例分析

3.5 本章小结

4 砂带磨床可靠性试验应力的选择方法研究

4.1 引言

4.2 砂带磨床故障与其应力之间关系的建立

4.3 可靠性试验应力的确定方法

4.4 实例分析

4.5 本章小结

5 砂带磨床磨头可靠性试验设计

5.1 引言

5.2 砂带磨床磨头的可靠性建模

5.3 砂带磨床磨头可靠性强化试验设计

5.4 砂带磨床磨头可靠性强化试验方案

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录:

B.作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目:

C.附表