[发明专利]三类功能部件的可靠性综合设计方法

摘要

本发明涉及一种三类功能部件的可靠性综合设计方法，该方法包括下述步骤：将各零部件失效信息、故障数据等信息存储于数据库；利用数据库存储的信息计算各零部件故障模式概率及平均故障率，并将零部件损伤概率值转换为区间值；以语言变量x作为横坐标，隶属度函数u作为纵坐标绘制梯形分布图；在梯形分布图上绘制三角模糊数图，得到零部件故障模糊评判矩阵；计算各零部件危害度模糊评判结果；对各零部件危害度模糊评判结果排序并输出排序结果。本发明运用FMECA与模糊性的综合分析方法得到各零部件的危害度评判结果并进行排序，找出数控机床薄弱环节，为工程设计人员有针对性地采取纠正措施以提高数控机床质量提供了可靠的数据。

主权项

1.一种三类功能部件的可靠性综合设计方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一：将数控机床运行过程中采集的各零部件失效信息、故障数据、各零部件在规定时间内累积工作时间和各零部件以每种故障模式发生故障造成该零部件损伤的概率存储于数据库；所述失效信息包括每个零部件的部件代码、故障模式代码；所述故障数据包括每个零部件以各故障模式出现的次数；步骤二：利用数据库存储的每个零部件以各故障模式出现的次数计算各零部件i以故障模式j而引起该零部件发生故障的故障模式概率α_ij；α_ij=n_j/n_i（1）式中：n_j为零部件i第j种故障模式出现的次数；n_i为零部件i全部故障模式发生的总次数；利用数据库存储的各零部件i在规定时间内的故障总次数及各零部件i在规定时间内的累积工作时间计算零部件i的平均故障率λ‾i=NiΣt---(2)]]>N_i——零部件i在规定时间内的故障总次数；N_i=n_i∑t——零部件i在规定时间内的累积工作时间；依据表1将零部件i以故障模式j发生故障造成该零部件损伤的概率β_ij转换为区间值β_ij-min~β_ij-max形成故障模式评语集；表1β_ij区间值β_ij-min~β_ij-max17～100.54～60.11～300～1以语言变量x作为横坐标，隶属度函数u作为纵坐标，根据表2中的五个公式分别绘制梯形v₁,v₂,v₃,v₄,v₅的分布图；其中x的数值范围为0～10；u的数值范围为0～1；表2根据表3中的四个公式在梯形分布图上绘制零部件i的故障模式j对应的三角模糊数图，若三角模糊数图与其中任一梯形没有交点，则对应的隶属度为0，若三角模糊数图与其中任一梯形有交点，则对应的隶属度为该交点的纵坐标，这样得到零部件i以故障模式j发生故障造成该零部件损伤的故障模糊评判矩阵γ；其中零部件i的故障模式j对应的三角模糊数图的横坐标x范围为β_ij-min~β_ij-max；表3γ=（γ_ij-1,γ_ij-2,γ_ij-3,γ_ij-4,γ_ij-5)式中γ_ij-1,γ_ij-2,γ_ij-3,γ_ij-4,γ_ij-5分别为零部件i以故障模式j发生故障造成该零部件损伤时对应于梯形v₁,v₂,v₃,v₄,v₅的隶属度；步骤三：利用式（4）计算各零部件i危害度模糊评判结果CR_i；CRi=αi×βi×λi‾=αi1αi2···αij···αinT×γi1-1γi1-2γi1-3γi1-4γi1-5γi2-1γi2-2γi2-3γi2-4γi2-5···············γij-1γij-2γij-3γij-4γij-5···············γin-1γin-2γin-3γin-4γin-5×NiΣt---(4)]]>式中n——零部件i出现的故障模式的种类数；步骤四：对各零部件危害度模糊评判结果进行排序，并输出排序结果。