發(fā)布時(shí)間：2018-03-04 01:25

  本文選題：數(shù)控機(jī)床　切入點(diǎn)：滾珠絲杠副　出處：《西南交通大學(xué)》2015年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：數(shù)控機(jī)床作為高技術(shù)含量的現(xiàn)代化“工業(yè)母機(jī)”,是實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)和裝備制造業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)裝備,其性能、質(zhì)量和擁有量已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。滾珠絲杠副作為數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件,在使用過(guò)程中不可避免地存在著服役壽命衰退的現(xiàn)象,滾珠絲杠副服役壽命的衰退會(huì)引起機(jī)床加工工件的精度下降,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起機(jī)床振動(dòng)、降低工件的合格率�？紤]到滾珠絲杠副訂貨周期長(zhǎng)、采購(gòu)價(jià)格高等特點(diǎn),若提前采購(gòu)大量備件,將占用企業(yè)大量流動(dòng)資金；若發(fā)生故障后再采購(gòu),因機(jī)床停機(jī)造成的停產(chǎn)損失更為嚴(yán)重,進(jìn)而影響產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。針對(duì)上述問(wèn)題,本文進(jìn)行了如下研究工作：1.在研究了國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上,提出了兼顧滾珠絲杠副使用工況和用戶(hù)對(duì)滾珠絲杠副性能具體需求的滾珠絲杠副服役壽命的描述計(jì)算方法。該描述方法更符合滾珠絲杠副現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的實(shí)際需求。結(jié)合滾珠絲杠副相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),分析了滾珠絲杠副精度、摩擦力矩等關(guān)鍵性能,建立了滾珠絲杠副服役壽命評(píng)價(jià)體系,給出了滾珠絲杠副綜合性能評(píng)價(jià)方法和服役壽命計(jì)算方法。2.研發(fā)了滾珠絲杠副加速壽命退化試驗(yàn)裝置。該試驗(yàn)裝置通過(guò)伺服控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了滾珠絲杠副軸向載荷的可控加載,通過(guò)加速壽命退化試驗(yàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了滾珠絲杠副全壽命周期試驗(yàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與采集,為滾珠絲杠副服役壽命預(yù)測(cè)技術(shù)研究提供了良好的試驗(yàn)平臺(tái)。3.在對(duì)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域和時(shí)頻域分析的基礎(chǔ)上,提出了變特征預(yù)測(cè)滾珠絲杠副服役壽命的新方法。該方法采用相關(guān)系數(shù)法自動(dòng)選擇監(jiān)測(cè)特征,提高了滾珠絲杠副服役壽命的預(yù)測(cè)精度,有利于滾珠絲杠副服役壽命在線(xiàn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。4.基于在線(xiàn)自學(xué)習(xí)的雙模型結(jié)構(gòu),建立了滾珠絲杠副服役壽命預(yù)測(cè)模型,該模型具有運(yùn)算速度快、可移植性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),有利于實(shí)現(xiàn)滾珠絲杠副服役壽命的在線(xiàn)預(yù)測(cè)。5.提出了一種滾珠絲杠副性能退化的圖示化分析方法,該方法以圖形的方式直觀地表示出滾珠絲杠副各部分的性能退化分布狀態(tài),為滾珠絲杠副服役壽命的判定和滾珠絲杠副的維護(hù)保養(yǎng)提供了直觀可靠的維護(hù)依據(jù),有利于提高數(shù)控機(jī)床的工作效率和加工零件的產(chǎn)品質(zhì)量。本文對(duì)滾珠絲杠副服役壽命評(píng)價(jià)體系、加速壽命退化試驗(yàn)、信號(hào)處理、壽命預(yù)測(cè)模型等研究領(lǐng)域進(jìn)行了積極探索,解決了滾珠絲杠副服役壽命預(yù)測(cè)技術(shù)實(shí)用化進(jìn)程中出現(xiàn)的若干問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了滾珠絲杠副服役壽命的準(zhǔn)確預(yù)測(cè),為滾珠絲杠副性能退化分布狀態(tài)的圖示化表達(dá)提供了一種新的思路,豐富和發(fā)展了滾珠絲杠副服役壽命預(yù)測(cè)技術(shù)。
[Abstract]:As a modern "industrial mother machine" with high technology content, NC machine tool is an important basic equipment to realize the modernization of manufacturing technology and equipment. Quality and possession have become an important indicator to measure the level of industrial modernization in a country. As a key component of CNC machine tools, the service life of the ball screw pair is inevitably declining. The decline of the service life of the ball screw pair will cause the precision of the machined workpiece to decrease, and when it is serious, it will cause the machine tool to vibrate and reduce the qualified rate of the workpiece. Considering the long ordering period and the high purchase price of the ball screw pair, If a large number of spare parts are purchased in advance, they will occupy a large amount of liquid capital of the enterprise. If the purchase occurs after failure, the shutdown losses caused by machine tool downtime will be more serious, which will further affect the market competitiveness of the products. In this paper, the following research work is carried out: 1. On the basis of studying the relevant information and field investigation at home and abroad, This paper presents a description and calculation method for the service life of the ball screw pair, which takes into account the working conditions of the ball screw pair and the requirements of the users for the performance of the ball screw pair. The description method is more in line with the actual requirements of the field application of the ball screw pair. Combined with the national standards related to ball screw pairs, The key performances of ball screw pair, such as precision and friction moment, are analyzed, and the service life evaluation system of ball screw pair is established. The comprehensive performance evaluation method and service life calculation method of the ball screw pair are given. 2. The accelerated life degradation test device of the ball screw pair is developed. The device realizes the controllable loading of the axial load of the ball screw pair through the servo control system. Through the on-line monitoring system of accelerated life degradation test, the whole life cycle test data of ball screw pair are monitored and collected. It provides a good test platform for the research of service life prediction technology of ball screw pair. 3. Based on the analysis of test monitoring signal in time domain, frequency domain and time frequency domain, A new method for predicting the service life of ball screw pairs with variable features is proposed. The correlation coefficient method is used to automatically select the monitoring features, which improves the prediction accuracy of the service life of ball screw pairs. 4. Based on the double model structure of on-line self-learning, the service life prediction model of ball screw pair is established. The model has the advantages of fast operation speed, strong portability and so on. This paper presents a graphical analysis method for the performance degradation of the ball screw pair, which can visually express the performance degradation distribution of each part of the ball screw pair in a graphic manner, and the method is helpful to realize the on-line prediction of the service life of the ball screw pair, which is helpful to realize the on-line prediction of the service life of the ball screw pair. It provides an intuitionistic and reliable maintenance basis for the service life of the ball screw pair and the maintenance of the ball screw pair. In this paper, the service life evaluation system of ball screw pair, accelerated life degradation test, signal processing, life prediction model and other research fields are actively explored. Some problems appeared in the practical process of service life prediction of ball screw pair are solved, and the accurate service life prediction of ball screw pair is realized. It provides a new idea for the graphical representation of the performance degradation distribution state of the ball screw pair, and enriches and develops the service life prediction technology of the ball screw pair.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG659

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