卧式加工中心主轴系统的可靠性分析

卧式加工中心是一种自动化发展程度较高、加工复杂零部件的先进企业生产设备，在现代信息加工制造业中处于世界领先地位。 随着制造业加工设备自动化程度的提高，机床失效的概率也随之发生变化，可靠性问题是机床发展中首先要解决的问题，因此有必要研究机床可靠性的改进或提高。

故障模式，效果和临界分析(FMECA)是传统的工具故障分析，但是，根据影响的故障模式数的值，故障模式损坏部分的概率描述已经引起片面性质的现象。为了社会科学、全面的考虑进行加工技术中心问题发生故障 的随机性与模糊性，采用基于模糊综合评判法进行了分 析，并应用 Matlab 软件对主轴系统的故障信息数据管理进行了研究分析，根据学生得到的可靠性指标对该加工企业中心主轴系统方面进行了可靠性评价。在国外生产SIRIUS-850型加工中心为研究对象，SIRIUS-850型加工中心的外观，其特点是FANUC-18iMB数控系统，高速和超精密集成的主轴(电机内置)结构，所述最大主轴速度高达12 000转/分。

主轴系统的故障模式及危害度分析

主轴系统的故障数据

采用现场定时截尾实验法采集故障数据，记录161 台同型号加工中心历时 7 年实际生产过程中发生的故障，剔除无效数据。并对其整理数据分析，制成子系统进行故障发生频率排序表。

主轴系统故障频率 (24. 0%) 在所有子系统中居于首位，其次为进给系统 (21. 0%) 和防护系统 (12. 6%)。

备注：为保证文章完整性，本文核心内容以PDF格式显示，如无显示请刷新或转换浏览器尝试，移动浏览可能无法正常使用！

通过对主轴系统故障的频次分析，得出主 轴系统的首要故障模式是主轴冷却循环系统异常，达到了 0. 73 次/10 000 h，说明了该主轴系统质量较好。然后，对于重要度分析的每个子系统，主轴系统排在第三位。为了能够充分发展考虑进行加工技术中心主轴系统可以发生 故障的随机性与模糊性，采用模糊综合评判法进行了危害度分析，结果数据显示主轴系统排到了中国第一位。最后，通过对主轴系统首次故障时间进行了参数估计与检验，得到主轴系统首次故障时间服从二参数威布尔分布模型，求得可靠性指标 MTTFF 值为 3 143. 88h，其指标值表明：该加工心主轴系统的平均首次故障时间远远的超过国产数控机床可靠性指标的最高值。因此，它被认为是国内的加工中心主轴系统的可靠性水平有很大的改善空间，应该进行科学和全面的研究国内加工中心主轴系统的一定时间内的可靠性。