油气润滑起源于19世纪末,最早意义上的油气润滑系统是依靠高速蒸汽将润滑 油运送至摩擦表面来改善设备的摩擦状况[2()]。1950年,REBS(莱伯斯)的第一人 Alexander Rebs先生创造了润滑行业新的奇迹,成功地研制出了递进式分配器,这种 分配器不仅可以有效得节省分配润滑剂的时间,还可以将润滑油分配给多个润滑点, 且每个润滑点分配的润滑剂也可不同[21]。1960年以后,人们发现压缩空气可以代替 蒸汽,油气润滑系统的润滑原理有了基本的雏形[22]。
对于滚动轴承的这类点接触机械零件,油膜形状和厚度、油膜中的压力分布、温 度场以及摩擦力等都直接影响到表面胶合、擦伤和接触疲劳失效[35]。所以,弹性流体 动力润滑原理是研宄滚动轴承润滑理论的根本,对轴承的润滑具有指导作用,合理使 用弹流润滑理论可以提高轴承使用寿命。
经典流体润滑理论起源于1886年,从Reynolds提出Reynolds方程以来奠定了润 滑理论的基础,距今己有200多年的历史了[36]。起初,在进行理论研宄时由于科技发 展的限制,许多条件都是为了更利于分析进行了合理的简化和假设。随着科技的发展, 分析己经在基本模拟现实的基础之上进行。在润滑理论发展过程中每一次进步,都与 科学技术息息相关。科技的进步使理论得到升华,理论的发展又推动科技跃进,彼此 之间相互促进。润滑理论的发展过程大致上可分为3个时期。
如图3.1所示,在滚动轴承高速旋转时,轴承滚动体与轨道间摩擦力会随着转速 的增加而增大,导致轴承耗损加剧,直接造成轴承的磨损过度、点蚀、擦伤等问题, 使轴承的精度下降,使用寿命减小。摩擦力的增大,直接导致轴承发热量升高,使轴 承发生烧结现象,直接造成使用寿命缩短。轴承发热量的变大,直接导致轴承温度升 高,由于过度发热使轴承热变形量变大,使轴承精度降低,降低了轴承的使用寿命和 机械加工质量。
精工系统作为精工机床的核心部件,决定着精工机床的性能。随着计算机技 术、控制技术的迅猛发展,传统精工系统结构的封闭性使各厂商产品的软、硬件 互不兼容,用户不能灵活配置系统资源等不足严重限制了自身的发展。为此,制 造商在激烈的市场竞争环境下快速地做出了反应,模块化、可重构的开放式精工 系统适应了这种制造环境[5]。影响比较大的有美国的omac[6]计划、欧共体的 OSACAm计划和日本的OSEC[8]计划。
本课题采用三维绘图软件SOLIDWORKS对工作台进行实体建模,采用 ANSYS WORKBENCH对研究对象进行有限元仿真。
本文所使用的故障数据主要包括两部分:现场试验数据和实验室试验数据。 现场试验数据是设备在实际运行过程中所产生的故障数据。本文采用的现场试验 数据是针对链式刀库及机械手现场考核的可靠性数据。由于设备在现场运行过程 中所产生故障的影响因素较多,故有些故障为非关联故障己剔除,本文所使用的 现场试验数据以经过整理。下表5.1中列出了部分故障间隔时间的数据。实验室 试验数据主要是实验室试验过程中所产生的故障数据。通常实验室试验是在模拟 链式刀库及机械手换刀过程的前提下,进行的有针对性的可靠性试验。本文使用 的实验室试验数据来源于实验室链式刀库及机械手可靠性试验台运行过程中所 产生的故障数据,试验台2012年9月到2014年1月期间进行的可靠性试验。现 场试验数据和实验室试验数据如下表:
通过对直方图的分析,并考虑威布尔分布较强的适应性。所以下文将在假设 故障数据服从两参数威布尔模型的基础上,对故障数据进行处理,并进行相应的 参数估计,最后运用解析法进行模型检验,从而最终确定故障数据所服从的分布 模型。
精工加工中心主传动系统主要有变频器、主轴异步电动机、主轴及传动部件构成, 而主传动系统的主要作用是为主轴刀具切削加工提供原动力,从而实现机床的切 削加工运动,如图3.1所示。精工加工中心主传动系统中最主要的部件为主轴电机和 主轴,现代机床主轴电机一般采用异步式,与同步式相比具有价格便宜、质量轻 等优点,但调速较为波动。精工加工中心主轴作为加工过程中关键的执行部件,在数 控铣床运行过程中主要是夹住刀具带动其旋转,根据主轴的功能特点其材质对精 度、强度以及耐腐蚀性等都有较高要求,这些因素都有可能会影响工件表明的加 工精度及质量。
精工加工中心主轴即为铣床加工时夹持刀具转动的轴,主要包括主轴、轴承和一些 传动机构构成,在精工加工中心加工过程中的主要作用就是用来装夹刀具,带动刀具仪 器旋转运动,精工加工中心主轴作为铣床非常重要的元器件之一,其结构精度和刚度将 直接决定精工机床加工过程中其加工的工件的质量和精度,对精工加工中心的切削效率 也有一定的影响,判断精工加工中心主轴的好坏指标主要有三点: