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精度保持性及可靠性成為今后行業研究重中之重

返回列表 發布日期: 2021.05.31

        高性能數控機床離不開高性能功能部件,作為數控機床關鍵功能部件的滾動功能部件(包括滾珠絲杠和滾動直線導軌)在精度保持性和性能可靠性方面問題非常突出,急需進行技術攻關來解決。目前國內滾動功能部件高端產品市場大部分由國外廠家或外資企業所占領,嚴重影響到我國高端數控裝備的自主研發與國產化,因此,從精度保持性和性能可靠性入手,提高滾動功能部件的性能和質量已成為國產滾動功能部件生產企業的當務之急,直接影響到我國機床行業和裝備制造業發展。

        滾動功能部件主要分為三類:精密滾動功能部件、高速滾動功能部件、重載滾動功能部件。對于精密滾動功能部件,可靠性試驗以精度指標檢驗為主,并分析影響精度因素,其可靠性評估以精度保持性進行評估;對于高速滾動功能部件,可靠性試驗以性能指標檢驗為主,并分析影響產品性能因素,其可靠性評估以性能可靠性進行評估;對于重載滾動功能部件,可靠性試驗以壽命指標檢驗為主,并分析影響壽命因素,其可靠性以疲勞壽命進行評估。雖然三類滾動功能部件可靠性研究側重點有所不同,但各自之間并不是完全獨立的,而是互相交叉的。在研究任何滾動功能部件時,都是既研究主要特性,又研究相關特性,從而能夠全面分析該滾動功能部件。

        對于精度保持性,在可靠性工程試驗中通常用有效精度保持時間(小時或循環轉數、總運行距離,時間是廣義概念)或精度可靠度來表示。所謂有效精度保持時間是指滾動功能部件精度保持在要求的范圍內而未喪失功能及精度的時間;精度保持性還可用精度可靠度來表示,即一批滾動功能部件在規定的安裝、使用負載、維護保養等工作條件下,規定的工作時間內,完成規定傳動、定位等功能的概率。對于滾動功能部件而言,其精度可靠性是相對某一精度等級或某一精度范圍而言的。當精度超出要滾珠絲杠副發展趨求的精度范圍時,此時的有效精度保持時間指的是滾動功能部件的磨損壽命,精度的喪失并不代表壽命終止,即磨損壽命不等同于疲勞壽命。對于性能可靠性,其性能指標主要包括:預緊力,摩擦力矩,靜動載荷,臨界轉數、最大速度和最大加速度,噪聲、振動,溫升、溫位移等。相對于精度和性能壽命則是滾動功能部件產品最主要指標,壽命終止則代表產品完全失效。滾動功能部件壽命指的是疲勞壽命,通常是因為磨損和疲勞點蝕所致。滾動功能部件壽命的衡量標準通常用一定壽命期內的可靠度來表示,也有用平均壽命、壽命標準差、可靠壽命等來表示。

        國外企業和外資企業在滾動功能部件精度保持性和性能可靠性方面技術領先,開發了一些相關的試驗與檢測設備,但一般僅限于作為本企業內部使用。國內滾動功能部件生產企業規模一般不大,在滾動功能部件精度保持性和可靠性技術方面大多基于經驗模式,缺乏針對性系統研究,沒有建立起滾動功能部件可靠性試驗體系與試驗規范,指標籠統且難以進行量化考核。在滾動功能部件可靠性試驗設備方面基本上還屬空白。針對目前國產滾動功能部件在精度保持性和性能可靠性方面難以滿足高端數控機床產品要求的這一現狀,非常有必要對滾動功能部件精度保持性和性能可靠性進行系統研究,尤其應該注重可靠性試驗研究,爭取在國內滾動功能部件生產企業建立完善可靠性研究體系,提高滾動功能部件使用性能,進而提高其在高端產品市場競爭力。滾動功能部件可靠性研究是一個系統工程,主要圍繞滾動功能部件精度保持性和性能可靠性從可靠性設計、可靠性分析、可靠性試驗、可靠性評估和可靠性增長等方面進行方法與技術研究,還包括相關試驗與檢測設備開發等。

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