ANSYS滚珠丝杠副可靠性试验台结构设计(2)
1.2 滚珠丝杠副的可靠性研究现状 可靠性是产品在规定的条件下和规定时间内完成规定功能的能力[5]。滚珠丝杠副作为关键的功能部件，其可靠性显得尤为重要。滚珠丝杠副由轴向工作载荷引起的轴向变形会直接影响用于精密传动的机构的定位精度和传动质量，因此，在设计时必须限制其轴向弹性位移量[6]。 孙奎洲、周金宇和谢里阳[7]选择在一定可靠性条件下进行滚珠丝杠副的优化设计， 设计不但满足了滚珠丝杠副的各种性能指标，还最大化了材料的经济性。由此建立了优化设计数学模型，并利用 MATLAB进行辅助优化计算与设计，快速分析和计算出优化结果。最后，将这种新的设计方法成功运用到实例中，不仅提高了设计时的工作效率，而且十分可靠。 孙奎洲和周金宇[8]还利用MATLAB对滚珠丝杠可靠性优化设计，在进行优化设计的过程中， 会依据具体工作要求的不同， 对滚珠丝杠提出不同的目标函数。 而优化设计的要求显示，优化目标的使丝杠副的结构尽量紧凑，经济性最优，滚珠丝杠副的体积和达到最小化，同时使产品的可靠性最佳。 黄宽和殷爱华[9]则利用拟蒙特卡洛法对滚珠丝杠的可靠性进行分析，最终提出了提出了滚珠丝杠可靠性分析的计算方法。为了克服蒙特卡洛方法计算效率低的问题，采用了 Halton 序列代替伪随机数，并结合了重要抽样技术建立了可靠性分析的拟蒙特卡洛方法。结合特制的计算机程序，可以有效而精确地得到滚珠丝杠可靠性的设计信息，为滚珠丝杠的可靠性设计提供了理论依据。并且在某机床厂的实际运用中，有效证明了该方法的实用性和快速性。对于重载丝杠螺母副的受力状态可分为两种状态, 一是轧制时的静止状态, 一是螺母的上下移动 [10]。由可靠性定义可知，在对重载滚动直线导轨副进行可靠性试验是，首先需要对其中的加载条件、试验时间和失效条件进行确定[11]。当前许多重型装备和大型自动化设备都逐渐采用重载滚珠丝杠副作为设备的动力传动机构，使其慢慢成为滚动功能部件行业未来极具发展潜力产品。沈嘉禾和陶卫军[12]等对重载滚珠丝杠副的可靠性设计做了充分的研究，最终还提出了相应的试验方法，所取得的主要成果如下：分析了其失效模式，提出了重载滚珠丝杠副可靠性设计方法，结合所开发的跑合试验台设计了重载滚珠丝杠副可靠性试验方法，来对重载滚珠丝杠副的可靠性进行检验，最终在实际的运用中对这种可靠性设计和试验方法进行了有效地验证。所有的这些成果对今后这类产品的设计和性能参数的提升具有非常重要的意义。
1.3 可靠性实验装备相关现状 随着当今世界现代化工业的繁荣发展，人们越来越重视产品的可靠性问题，并且与我们的生活、国家的经济越来越息息相关。提高产品的可靠性有利于减少产品在使用过程中发生故障和事故的概率，因此就可以减小产品的总花费，缩短停机的时间和减少停机的次数，改善产品的可用率。最终，可以增强一个企业的效益，提高企业在市场上的竞争力，以达到现代技术和生产的需求。由于电子产业的高速发展与持续进步，提高可靠性试验的效率变的越来越有需要，加速寿命可靠性试验首先被研究出来，紧接着又进一步研发了高加速寿命可靠性试验。其中国外的W. Nelson[13,14]和Hobbs G K[15]均对加速寿命可靠性试验做了许多相关的研究，同时 W. Nelson 还进一步对步进加速寿命可靠性试验和序进加速寿命可靠性试验时的可靠性评估分析方法进行了分析和研究，Hobbs G K 则首次发明了高加速寿命可靠性试验，进一步提高了可靠性试验的效率。 对滚珠丝杠副进行试验可以反映出丝杠副的各种性能指标，为进一步提高丝杠副的性能打下基础，其中可靠性试验尤为关键，在反映产品质量方面尤为重要。
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