摘要:本文通過(guò)對新穎的多圓弧行星減速機進(jìn)行故障樹(shù)分析,給出了影響多圓弧行星減速機正常工作的各失效因素及其邏輯關(guān)系;同時(shí),依據對結構函數的簡(jiǎn)化,建立了與工程實(shí)際較為接近的多圓弧行星減速機可靠性模型,為對多圓弧行星減速機進(jìn)行可靠性評價(jià)和設計奠定了理論基礎。一、概述 減速機是工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的一種基礎部件。其性能是否優(yōu)良,質(zhì)量是否可靠,反映出一個(gè)國家的機械工業(yè)水平。目前普遍采用的短幅外擺線(xiàn)行星減速機雖然有承載能力大、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn),但在使用中出現的三種主要失效形式—嚙合副工作表面的疲勞點(diǎn)蝕或膠合、轉臂軸承的疲勞損壞、輸出機構銷(xiāo)軸的疲勞折斷,無(wú)一不反映出其固有的弱點(diǎn)。而齒形為由三段內凹圓弧與兩段齒頂直線(xiàn)組成的行星輪與針齒組成的嚙合副,再配以新穎的浮動(dòng)盤(pán)輸出機構組成的多圓弧行星減速機(如圖1所示),則可避免擺線(xiàn)針輪減速機的固有缺陷。在外形結構和使用方式與原擺線(xiàn)針輪減速機相同的情況下,經(jīng)計算和試驗表明,其承載能力可提高40%以上,空回誤差下降80%以上,是一種理想的換代產(chǎn)品。為提高多圓弧行星減速機的可靠性水平,現采用直觀(guān)性強、靈活性大、通用性好的故障樹(shù)分析法對減速機進(jìn)行全面的可靠性分析,以便找出零部件或功能的故障對減速機的故障有什么影響,影響的途徑和程度,以及外部因素對減速機故障的影響。通過(guò)定性和定量的可靠性分析,從而找出減速機的薄弱環(huán)節及影響減速機正常工作的主要因素,為減速機的改進(jìn)和可靠性設計提供依據。二、建立故障樹(shù) 減速機在工作中出現的失效情況可歸納為五種故障模式:零部件斷裂、漏油、溫升過(guò)高、傳動(dòng)件膠合、噪聲過(guò)大?，F據多圓弧行星減速機的結構和特點(diǎn),以“減速機不能正常工作”為頂事件來(lái)建立其故障樹(shù)(如圖2所示)。共73個(gè)底事件(包括基本事件和未探明事件),用X,(i一1,2,…,73)表示;46個(gè)邏輯門(mén),用q(j=z,2,…,46)表示
三、故障樹(shù)分析 故障樹(shù)是由頂事件和構成它的全部底事件用邏輯關(guān)系聯(lián)結而成的。因此,可用結構函數給出其數學(xué)表達式,以便對故障樹(shù)作定性分析和定量計算。為此必須首先確定故障樹(shù)的最小割集,從而找出減速機中最薄弱的環(huán)節,再由最小割集寫(xiě)出故障樹(shù)的結構函數。本文采用下行法(Fussel一Vesely算法)從頂事件開(kāi)始逐漸向下用輸入事件置換輸出事件,直到完全變成底事件為止。即自上而下分解求出全部最小割集,再搜索出非最小割集,從而得到全部53個(gè)最小割集。若令必表示系統的狀態(tài),K,表示第j個(gè)最小割集,那么,由最小割集可得該故障樹(shù)的結構函數為:
若假定各底事件和未探明事件相互獨立,則在各獨立事件其壽命分布已知的條件下,即可按邏輯關(guān)系用數值方法求得系統(減速機)的壽命分布曲線(xiàn),進(jìn)而可求出其各種可靠性特征指標,并求出各底事件的重要度,以衡量底事件的發(fā)生對頂事件發(fā)生的影響程度。
四、建立可靠性模型 函數可建立其完整的可靠性框圖模型,從而可以定量地評定出減速機整機的可靠性指標,但在實(shí)際操作中這既不可能也沒(méi)有必要的,原因有二:其一是上述模型反映不出影響減速機壽命的主要失效因素,其二是在實(shí)際工作中無(wú)法得到足夠的信息來(lái)估計各底事件的壽命分布。因此,根據減速機在實(shí)際使用和壽命試驗中遇到的失效形式,以及各失效因素對減速機正常工作的影響程度和邏輯關(guān)系,對結構函數進(jìn)行簡(jiǎn)化,得到簡(jiǎn)化后的故障樹(shù)如圖3所示。按邏輯關(guān)系可知,簡(jiǎn)化后的多圓弧行星減速機的可靠性框圖模型為一串聯(lián)系統(如圖4所示)。五、結論1.通過(guò)對對多圓弧行星減速機進(jìn)行故障樹(shù)分析,可以使設計、生產(chǎn)和使用人員直觀(guān)地了解多圓弧行星減速機的故障與哪些因素有關(guān)，有怎樣的關(guān)系，以及影響的成都。2.通過(guò)對多圓弧行星減速機的可靠性建模,可采用計算機對壽命分布類(lèi)型不同的零部件按邏輯關(guān)系找出一種綜合方法,進(jìn)行整機的可靠性評定。同時(shí)找出對減速機壽命影響最大的薄弱環(huán)節,并建立多圓弧行星減速機的可靠性設計方法,以提高產(chǎn)品的可靠性指標。聲明：本文為轉載類(lèi)文章，如涉及版權問(wèn)題，請及時(shí)聯(lián)系我們刪除（QQ: 229085487），不便之處，敬請諒解！
