2014年機床可靠性設(shè)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(chǎn)品的一個重要指標(biāo)，產(chǎn)品的可靠性一直受到人們的重視。經(jīng)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(xué)科。機械零件的可靠性設(shè)計叉稱概率設(shè)計，它是將概率論和數(shù)理統(tǒng)計理論運用到機械設(shè)計中，并將可靠度指標(biāo)引進機械設(shè)計的一種方法。其任務(wù)是針對設(shè)計對象的失效和防止失效問題，建立設(shè)計計算理論和方法，通過設(shè)計，解決產(chǎn)品的不可靠性問題，使之具有相應(yīng)的可靠性。
傳統(tǒng)的機床機械零件設(shè)計往往采用許用應(yīng)力法或者安全系數(shù)法來進行設(shè)計，并判斷機械零件性能是否滿足要求，是否失效。這種設(shè)計方法將在一定條件下的材料強度或許用應(yīng)力、載荷及其產(chǎn)生的應(yīng)力、材料性能及零件尺寸等都視為常量，沒有考慮數(shù)據(jù)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(shè)計的各種參數(shù)都是在一定范圍內(nèi)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(shè)計方法已程難說明所設(shè)計的機械零件究竟在蘿大的程度上是安全的。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)的進步，要求設(shè)計出重量輕、體積小而又安全可靠的機械產(chǎn)品，這就要求預(yù)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(nèi)。機床可靠性設(shè)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(shè)計的機械零件既輕巧x能保證其預(yù)定的功能在預(yù)定的壽命內(nèi)得到充分的發(fā)揮。
機床可靠性設(shè)計在應(yīng)用于l‘程實際時，需要有定量的可靠性指標(biāo)，機床可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的工作條件下、規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。常用的可靠性指標(biāo)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(chǎn)品在規(guī)定的工作條件下、規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率，記為R，它是時間f的函數(shù)。故也記為R(z)。
機床機械零件的可靠性設(shè)計方法是以“應(yīng)力一強度分布干涉理論”為理論基礎(chǔ)的，該理論認為機械零件材料的強度(極限應(yīng)力)a是服從于概率密度函數(shù)，（舯的隨機變量，而作用于機械零件危險截面上的工作應(yīng)力s是服從于概率密度函數(shù)g(s)的隨機變量，如圖1 5 2所示。
當(dāng)機床機械零件的強度和應(yīng)力的概率密度函數(shù)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(yīng)力在任何情況下都小于F極限應(yīng)力，說明設(shè)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(shè)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(guān)的設(shè)計參數(shù)。其核心問題就是確定零件的可靠度，在實際設(shè)計中，往往預(yù)先規(guī)定可靠度，或已知應(yīng)力和強度分布的均值及標(biāo)準(zhǔn)差值，按相關(guān)的計算確定其可靠度，再利用概率分布和數(shù)理統(tǒng)計的方法求得所需的謾計參數(shù)。
機床機械零件設(shè)計采用可靠性設(shè)計具有很大的經(jīng)濟價值，因為機械零件的可靠性水平主要取決于設(shè)計階段。統(tǒng)計表明，在設(shè)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(shè)計的具體過程和步驟可參見有關(guān)文獻。