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数控机床主轴是数控机床的关键功能部件,其可靠性水平的高低直接影响着数控机床的可靠性水平。近年来,国产数控机床主轴的发展已取得一定的成就,但由于数控机床主轴的科技创新性不足,基础实验条件欠佳,故在可靠性方面与世界先进水平仍具有一定的差距,在使用过程中逐渐显现出维护成本高、早期故障频发、质量稳定性较差等问题。因此,亟需针对数控机床主轴进行可靠性分析。本文利用获取的主轴故障数据对数控机床主轴从可靠性建模、故障分析、可靠性分配及提高可靠性措施这四方面进行分析,具体做了如下分析计算工作:(1)采用Bootstrap-Bayes法对小样本数据下的数控机床主轴系统进行可靠性建模,融合历史故障数据,先用自助法得到威布尔先验分布,再利用Win BUGS软件计算出主轴系统可靠性模型参数的后验分布,从而建立主轴系统的可靠性模型,对可靠性指标进行评估,求出数控机床主轴系统的平均故障间隔时间(Mean Time Between Failures,MTBF)。(2)为证明改进的自助法可靠性建模的合理性,收集相似机床的可靠性信息和故障数据,将小样本数据分别用于改进的自助抽样方法和直接应用经典统计学法中,通过对比分析结果可知,改进的自助抽样方法的相对误差明显小于经典建模法的相对误差,证明了改进的自助抽样方法在小样本可靠性建模中的可行性,最后采用改进的自助法对现场收集的小样本主轴系统故障数据进行可靠性建模并计算其平均故障间隔时间(MTBF)。通过对Bootstrap-Bayes法与改进的自助法可靠性建模的适用性讨论,得知基于Bootstrap-Bayes理论的可靠性建模方法适用性更广,但基于目前主轴的可靠性技术水平,利用改进的自助法进行建模,其计算过程更为简单。(3)采用故障树分析法(Fault Tree Analysis,FTA),对数控机床主轴系统建立故障树模型,利用布尔逻辑运算对故障树进行定性分析,得到润滑不良、卡爪故障等最小割集;通过对主轴系统故障树的定量分析,以各事件的故障率作为基本条件,求出其余层各事件的故障率,最后对故障树各事件的概率重要度进行求解由此完成故障树的定量分析。(4)基于故障树的数控机床主轴系统可靠性分配方法,结合故障树模型,建立了基于故障树的主轴系统可靠性分配模型。以故障率为分配指标,结合概率重要度、可靠性再分配法和层次分析法,将数控机床主轴系统的总体故障率有层次地分配到底事件上,使分配结果更加合理,并对可靠性较低的事件提出改进措施,从而提高数控机床主轴的可靠性。