[發明專利]滾動直線導軌副可靠性加速試驗方法

在審

• 申請號: 201710650446.2
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107505125A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 歐屹;顧旻杰;徐陽陽;王禹林
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 馬魯晉

技術領域

本發明屬于可靠性設計試驗領域，特別是一種滾動直線導軌副可靠性加速試驗方法。

背景技術

滾動直線導軌副是數控機床的核心功能部件，滾動直線導軌副的可靠性將直接影響整個數控系統的可靠性。高檔數控機床的可靠性指標平均故障間隔時間(MTBF)已達數千小時，按照傳統的試驗技術對滾動直線導軌副進行試驗，在投入一根試驗樣件時就需要數月甚至幾年的時間才能完成試驗，而在投入多根試驗樣件時，高昂的樣件費用同樣難以承受。因此，傳統的可靠性試驗方法已經不能滿足滾動直線導軌副的要求，采用加大應力、縮短試驗時間的可靠性加速試驗技術已成為可靠性試驗驗證技術發展的必然趨勢。

國內目前關于滾動直線導軌副可靠性試驗方法的研究處于空白狀態，缺乏相應的滾動直線導軌副可靠性指標體系，各廠家產品出廠前不能完整準確地回答相關滾動直線導軌副的可靠性問題，突出表現在沒有確切給出針對產品可靠性定義的五要素，指標籠統，缺乏針對性，無法進行量化考核。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種滾動直線導軌副可靠性加速試驗方法，從而提高試驗效率。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種滾動直線導軌副可靠性加速試驗方法，包括以下步驟：

步驟1、利用平均故障間隔里程評價方法對滾動直線導軌副的可靠性進行評價，確定該類導軌的平均故障間隔里程；

步驟2、構建滾動直線導軌副可靠性加速模型；

步驟3、利用小子樣定時截尾雙應力可靠性試驗方法選取可靠性加速試驗的里程、載荷、速度以及樣本量；

步驟4、確定試驗的應力加速因子和當量加速試驗速度，檢驗步驟3中里程、載荷、速度的合理性；如果合理，則執行步驟5，否則返回步驟3重新選取可靠性加速試驗的里程、載荷、速度以及樣本量；

步驟5、利用上述確定的試驗條件對滾動直線導軌副進行可靠性加速試驗。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：1)本發明提供的一種滾動直線導軌副雙應力可靠性加速試驗方法，可有效解決當前滾動直線導軌副可靠性試驗時間過長、費用過高的問題；2)本發明的方法解決了試驗樣本量不足等問題，進而提高試驗效率；3)本發明方法的可行性高、測量結果真實有效。

附圖說明

圖1為本發明的滾動直線導軌副可靠性加速試驗方法流程圖。

具體實施方式

結合附圖，本發明的一種滾動直線導軌副可靠性加速試驗方法，包括以下步驟：

步驟1、利用平均故障間隔里程評價方法對滾動直線導軌副的可靠性進行評價，確定該類導軌的平均故障間隔里程；

所述利用平均故障間隔里程評價方法對滾動直線導軌副可靠性進行評價所用公式為：

式中，MMBF為平均故障間隔里程，MTBF為數控機床平均故障間隔時間，T為數控機床加工某一零件的總時間，V_i為數控機床平均故障間隔時間MTBF下滾動直線導軌副的第i種速度，t_i為V_i速度下運行的時間，k為速度的個數。

步驟2、構建滾動直線導軌副可靠性加速模型；所述模型為：

式中，L為滾動直線導軌副的里程壽命，單位為km；f_h，f_t，f_c，f_a，f_w分別為硬度系數，溫度系數，接觸系數，精度系數，載荷系數；C為滾動直線導軌副的額定動載荷，單位為N；Pc為滾動直線導軌副承受的當量載荷；L_h為滾動直線導軌副的時間壽命，單位為h；l為滾動直線導軌副的行程長度，單位為m；n為滾動直線導軌副每分鐘往復次數；V為滾動直線導軌副試驗速度，單位為m/min；P_c1和L_h1為恒定應力加速壽命試驗條件下的軸向載荷和壽命時間；P_c2和L_h2為實際工況下的軸向載荷和壽命時間。

步驟3、利用小子樣定時截尾雙應力可靠性試驗方法選取可靠性加速試驗的里程、載荷、速度以及樣本量；具體為：

兩種實驗應力下，滾動直線導軌副的試驗時間均為X天，速度為滾動直線導軌副的正常速度，載荷在輕載、中載和重載下分別取5％×C、10％×C和15％×C，樣本容量≥3副，X的取值范圍為5～15。