2014年機床可靠性設計為最主要

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發(fā)表時間：2014-07-01 00:00

機床可靠性是產品的一個重要指標，產品的可靠性一直受到人們的重視。經過幾十年的研究和發(fā)展，目前可靠性理論已逐步形成了一門獨立的綜合學科。機械零件的可靠性設計叉稱概率設計，它是將概率論和數理統(tǒng)計理論運用到機械設計中，并將可靠度指標引進機械設計的一種方法。其任務是針對設計對象的失效和防止失效問題，建立設計計算理論和方法，通過設計，解決產品的不可靠性問題，使之具有相應的可靠性。
傳統(tǒng)的機床機械零件設計往往采用許用應力法或者安全系數法來進行設計，并判斷機械零件性能是否滿足要求，是否失效。這種設計方法將在一定條件下的材料強度或許用應力、載荷及其產生的應力、材料性能及零件尺寸等都視為常量，沒有考慮數據的離散性，不能定量的給出機械零件在工作中破壞的概率和不破壞的概率（可靠度）。然而，大量事實表明，受許多偶然因素的影響，零件設計的各種參數都是在一定范圍內取值，并服從某種概率密度分布規(guī)律的隨機量。因此，傳統(tǒng)的機床機械設計方法已程難說明所設計的機械零件究竟在蘿大的程度上是安全的。隨著生產的發(fā)展和技術的進步，要求設計出重量輕、體積小而又安全可靠的機械產品，這就要求預先能估算出機械零件破壞的概率，并控制在所需要的范圍內。機床可靠性設計的基本概念，就是將上述各個工程變量作為隨機統(tǒng)計變量來處理，使設計的機械零件既輕巧x能保證其預定的功能在預定的壽命內得到充分的發(fā)揮。
機床可靠性設計在應用于l‘程實際時，需要有定量的可靠性指標，機床可靠性是指產品在規(guī)定的工作條件下、規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的能力。常用的可靠性指標有：
可靠度、失效率、可靠壽命、有效壽命等，其中最重要的是可靠度。
機床可靠度是指產品在規(guī)定的工作條件下、規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的概率，記為R，它是時間f的函數。故也記為R(z)。
機床機械零件的可靠性設計方法是以“應力一強度分布干涉理論”為理論基礎的，該理論認為機械零件材料的強度(極限應力)a是服從于概率密度函數，（舯的隨機變量，而作用于機械零件危險截面上的工作應力s是服從于概率密度函數g(s)的隨機變量，如圖1 5 2所示。
當機床機械零件的強度和應力的概率密度函數曲線相互重疊時，即發(fā)生“干涉”現(xiàn)象，陰影部分表示不能保證工作應力在任何情況下都小于F極限應力，說明設計時原屬于安全的零件，實際上并不一定安全，存在一定的失效概率。機床可靠性設計的基本原理就是要在保證一定可靠度的前提下，確定有關的設計參數。其核心問題就是確定零件的可靠度，在實際設計中，往往預先規(guī)定可靠度，或已知應力和強度分布的均值及標準差值，按相關的計算確定其可靠度，再利用概率分布和數理統(tǒng)計的方法求得所需的謾計參數。
機床機械零件設計采用可靠性設計具有很大的經濟價值，因為機械零件的可靠性水平主要取決于設計階段。統(tǒng)計表明，在設計階段未考慮機床可靠性的機械零件，其維修費用比已考慮可靠性的相同的機械零件要高8倍。機械系統(tǒng)及其零部件的可靠性設計的具體過程和步驟可參見有關文獻。