开式压力机可靠性分析与提高.docx

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1 引言锻压工业在制造业中占领着重要的地位。它广泛应用于汽车、农业机械、电器仪表、国防工业以及日用品等生产部门。由于电子技术、信息技术、计算机技术的高速发展，也带动了锻压工业向着数控方向发展。它必将成为数控装备的一个重要的组成部分。 2 压力机特点锻压生产已有悠久的历史，但采用锻压机械生产却只有百余年的历史。锻压工业在机床工业中占有着重要的地位。十九世纪三十年代，世界上出现了第一台简易的平锻机和蒸汽锤。六十年代生产了一些冲压用的液压机。二十世纪前期，由于汽车工业的兴起，曲柄压力机及其他锻压设备得到了迅速发展。由于采用现代化的锻压工艺生产工件具有效率高、质量好、能量省和成本低的特点，所以，工业先进的国家越来越多地采用锻压工艺代替切削工艺和其他工艺。[3]锻压生产在工业生产中的地位越来越重要，锻压机械在机床中所占的比重也越来越大。80 年代中后期，锻压机械的拥有量在日本为34%，美国32.4%。随着工业的发展，压力机的品种和数量也越来越多，质量要求也越来越高，压力越来越大。它在机械制造工业以及其他工业的锻压生产中的作用越来越显著。[16] 冲压设备广泛应用于汽车、航空、电子、家电等工业领域，其中，作为衡量一个国家工业水平的标志之一的汽车工业，被当今世界主要工业发达国家和新兴工业国家列为国民经济支柱产业，其发展主导了锻压技术及装备的发展，锻压技术的发展和进步基本围绕汽车工业的发展而进行。近年来，曲柄压力机正向着高速和高精度的方向发展，并努力降低噪音，提高安全性，扩大自动化程度，改善劳动条件。特别是采用微型计算机控制的压力机，更具有先进的水平。[17] 2.1 课题中开式压力机简介本课题所研究的系列压力机为干式离合开式固定台压力机，其传动系统由交流电动机经过V带带动飞轮，将能量储存于飞轮中，通过干式离合器－制动器，经过一对齿轮减速，带动曲轴连杆机构，使滑块产生上下往复运动。它典型的外形结构如图2-1所示：图2-1 该系列开式压力机主要性能参数：项目单位计数参数公称力 KN 1600 公称力行程 mm 6 滑块行程 mm 180 行程次数 /min 35-50 最大装模高度 mm 350 滑块中心至机身距离 mm 380 主电机功率 KW 15 使用空气压力 MPa 0.55 净重 Kg 14500 3 压力机结构框图建立系统可靠性模型建立的目的是对系统的可靠性指标进行分配、预计、评估的基础，同时可以根据可靠性模型优化系统设计方案。本章建立系统可靠性模型包括两部分内容：一是绘制系统可靠性框图；二是建立相应的可靠性数学模型。绘制系统可靠性框图根据不同的用途也包含两部分的内容：基本可靠性框图和任务可靠性框图的绘制可靠性框图是用图形的方法简明扼要地直观表达系统各个功能单元之间的可靠性逻辑关系。可靠性框图中的方框代表功能单元，方框之间的连接线不代表任何单元。系统内部各个单元之间的导线、连接器等应作为一个独立的单元放入方框中。可靠性框图与系统的原理图有着明显的区别，二者不能混淆。可靠性框图表示系统各个功能单元之间的可靠性逻辑关系，系统原理图表示各个功能单元之间的物理关系。可靠性框图的绘制是在分析系统结构及功能的基础上进行的[6]。 3.1 机床结构及功能分析压力机主要由机身，动力与传动系统，冲压系统，气动系统，PLC控制及电气系统，润滑系统，六部分组成，其组成结构图如图3-2所示，图3-1 该机床工作原理图如图所示按钮主控制器指示灯、仪表气动系统驱动系统润滑系统机床加工检测反馈图3-2 3.1.1 机身机身是压力机的主要支撑部分，主要由机身，导轨，顶模器，储气筒，工作板台，等附件构成，机床的机械精度和结构参数直接影响到工件的加工质量，特别是对导轨和工作板台的精度要求很高，这样才能保证加工精度，轴承座的加工表面精度要求较高，这样才能与轴承有效配合，油箱盖端盖的密封性也有较高要求，由于机身体主要起支撑及防护作用，机身体必须有较强的刚度保证，机身体的组成结构图如3-3所示。图3-3 项目名称项目名称项目名称 1 垫板 2 上活塞 3 上缸体 4 隔板 5 下活塞 6 下缸体 7 下盖 8 轴套 9 O型圈 10 缓冲螺钉 11 孔用xy型密封圈 12 轴用xy型密封圈 13 O型圈 14 螺母 15 活塞杆 16 缓冲垫 17 管接头表3-1 机身为一整体结构，中部贯通，曲轴支承在前后均为整体的铜套内，齿轮安装在机身的封闭箱体内，上有盖板，箱内注油，使齿轮浸于油内，箱底部有放油管和放油球阀，由于使用浓油润滑，出油可以过滤后接入油箱循环使用，注油的高度由机身左侧的油标确定。机身后上部左右内壁上的两个支撑板来固定电机。机身中部固定有用于储存离合器与平衡缸用气的气泵。导轨部分导轨分为左导轨和右导轨，左右两侧导轨必须保证很高的平行度。导板分为前导板，中导板和后导板，导板起衬垫作用。导轨是滑块的运动副，滑块为整个压力机的工作部，滑轨的安装必须保证高的几何精度，否则会给滑块的工作带来不利影响。顶模器顶模器为选配部件，作用是在冲压过程中将模具顶出，这里介绍圆形顶出面的纯气式顶模器。顶模器的顶出功能由上活塞实现上活塞和下活塞由活塞杆联接在一起，并在各自的汽缸内，以缸体的内圆表面作为向导，做上、下运动。上活塞的上平面敷设了一层钢板，顶杆就置于其上，穿过工作台板垫板的孔和模具相连。压缩空气由汽缸底部通入，经活塞杆轴孔进入上汽缸。活塞上、下死点均装有缓冲垫，以减少冲击。整个气垫安装在机身工作台面上的一个沉孔内。顶出模的顶出力可以通过改变进入汽缸的压缩空气压力进行调整。顶模器的气源由专用储气筒及减压阀提供。气缸内活塞润滑由气路中的油雾器提供。顶模器结构图如图3-4所示。零件名称如表所示。图3-4 项目名称项目名称项目名称 1 垫板 2 上活塞 3 上缸体 4 隔板 5 下活塞 6 下缸体 7 下盖 8 轴套 9 O型圈 10 缓冲螺钉 11 孔用xy型密封圈 12 轴用xy型密封圈 13 O型圈 14 螺母 15 活塞杆 16 缓冲垫 17 管接头表3-2 平衡缸在机身顶部悬挂了两个平衡缸，其活塞杆与滑块体左右两侧壁相连接，以平衡滑块及上模重量，提高平衡缸的运动精度。平衡缸是机床相对独立的部件，可以将平衡缸划分到机身部分。平衡缸的缸体为薄壁筒倒装结构，调整压力机几何精度后，滑块位置偏移，靠平衡缸活塞杆与滑块相连的连接块的间隙进行补偿。平衡缸的润滑用空气管路中的油雾器实现的。其结构图如图3-5所示。零件名称如表3-2所示。图3-5 项目名称项目名称项目名称 1 油封 2 O型圈 3 油封 4 O型圈 5 缸盖 6 活塞 7 汽缸 8 活塞杆 9 缸底表3-3 3.1.2 动力与传动系统驱动系统压力机的动力与传动系统主要工作方式为：电动机经三角皮带、摩擦离合器—制动器及传动齿轮驱动曲轴作回传运动。电动机通过橡胶减震垫固定在支撑板上。传动齿轮采用浸油润滑。在曲轴前端部设有曲柄转角指示装置，在与曲轴同步的链轮轴尾部装有一个链轮，它将曲轴的运动同步传送给凸轮控制箱，以此发出压力机操作的各种控制信号，其结构如图3-6. 图3-6 项目名称项目名称项目名称 1 前支承压盖 2 O型圈 3 前支承 4 前轴承 5 曲轴 6 大齿轮 7 齿轮端盖 8 链轮 9 小皮带轮 10 电机 11 调整螺栓 12 电机底板 13 离合器及制动器 14 轴套 15 O型圈表3-4 传动系统中主要由一个曲轴，一个传动轴，大齿轮，飞轮，电机构成，内包括6个O型圈、2个轴承，这些为易损件。离合器与制动器离合器分为干式离合器和湿式离合器，此系列压力机采用组合式气动干式摩擦离合器—制动器，活塞在弹簧力的作用下，将制动摩擦片压紧在制动摩擦盘上，使制动器处于制动状态。当压缩空气（额定为0.55Mpa）通过空气旋转接头进入汽缸时，活塞压缩弹簧，制动器脱开，离合器结合。当压缩空气通过电磁阀释放时，在弹簧力的作用下，离合器脱开，制动器结合。摩擦片的原始间隙为2毫米，材料为半金属摩擦材料。摩擦片的总允许磨损量为4毫米。干式摩擦离合器的结构图如图3-7所示。图3-7 项目名称项目名称项目名称 1 O型圈 2 O型圈 3 油封 4 卸荷套 5 连接板 6 离合器与制动器 7 外压盖 8 O型圈 9 旋转接头 10 O型圈 11 O型圈 12 内压盖 13 O型圈 14 外隔套 15 内隔套 16 轴承 17 齿轮轴 18 轴套 19 轴承座 20 飞轮 21 制动导向销 22 离合导向销表3-5 离合及飞轮机构一共有6个O型圈，3个轴承，2个油封，这些都是易磨损件。由于离合器属于外购件，资料比较少，对其具体构造没有分析的必要。电机属于外购件，只对其整体进行分析，对其具体构造没有分析的必要。电机实物如图3-8 3.1.3 冲压系统冲压系统是压力机的主要工作系统，通过曲轴的转动，带动滑块作上下运动，冲压系统主要分为连杆，滑块以及滑块附件等。滑块与连杆的联接部比较复杂，也很重要。滑块滑块体是一个整体铸造箱型结构，左右两侧为六面矩形导轨，滑块底面有模柄孔和“T”型槽，以紧固模具。冲压系统的结构图：3-9所示图3-9 项目名称项目名称项目名称 1 连杆瓦 2 上轴瓦 3 下轴瓦 4 连杆 5 球头螺杆 6 O型圈 7 球形盖板 8 油标 9 球头销轴 10 球套 11 球头座 12 滑块体 13 止模螺栓 14 防护套 15 油封 16 方形盖板 17 内套 18 O型圈 19 保险器 20 退料器 21 电机表3-6 液压超载保护装置滑块体内设有液压超负荷保护装置。如图3-10所示，装置具有瞬时排放高压液体压力有的特点。超载后，高压液体压力迅速排放到油箱，实现对滑块的卸载。超载后，超负荷红色信号灯亮，气动泵自动补油，当液压垫油达到所需值时，气动泵自动停止工作，气动泵工作压力位0.45-0.5Mpa之间。图3-10 调模装置滑块内部安装有调模电机，可以调整模具的高度，调模电机的工作原理：电机驱动链轮，链轮与蜗杆相连，再由蜗杆带动安装在连杆上的蜗轮，实现上下移动。如图3-11，图为滑块的剖视图。图3-11 项目名称项目名称项目名称 1 蜗轮 2 油封 3 蜗杆 4 轴承 5 油封 6 链轮 7 制动电机底板 8 电机 9 O型圈表3-7 3.1.4 气动系统压力机的气动系统主要由顶模器管路，气动泵管路，离合器管路，平衡缸管路组成，不同支路中均设有气路必须的安全阀、调压阀等，气动系统为压力机的正常工作提供保护、平衡以及驱动离合器，是压力机非常重要的部分。气动原理图如图3-12所示。管接头以及管路的装配精度需要保证，安装要紧固，避免漏气漏油等影响机床工作性能的故障。图3-12 项目名称项目名称项目名称 1 气动二联件 2 吹件 3 储气筒（顶模器） 4 安全阀（顶模器） 5 放水阀（顶模器） 6 调压阀（顶模器） 7 离合器调压阀 8 压力继电器 9 安全阀 10 气动泵调压阀 11 电磁阀 12 安全双联阀 13 放水阀 14 平衡缸调压阀 15 安全阀 16 放水阀表3-8 压缩空气由位于机身后下方外壁处送入，压缩空气经过空气滤清器、减压阀及油雾器后进入离合器平衡缸用储气筒及顶模器储气筒，压力为0.7Mpa压缩空气作为气源。压缩空气通过二联件进入平衡缸及离合器储气筒，离合器储气筒出口经一个双联安全电磁阀进入摩擦离合器汽缸，另一个出口经截止阀进气动泵，平衡缸储气筒出口分别通往左右两个平衡缸，顶模器储气筒只有一个出口进入顶模器。离合器储气筒上安装有安全阀和压力继电器，平衡缸储气筒装有安全阀，储气筒内的凝结水可由球阀排出。 3.1.5 润滑系统本系列压力机的润滑分为以下三种方式：油池浸油润滑： a）传动齿轮浸在机身的齿轮箱内，加油时可卸下油箱顶盖，油量由装在机身侧面的圆形油标指示，油箱底部设有放油阀，有线槽可将回油引入回收装置中。 b）调节模高度的涡轮蜗杆装在滑块内的油池中，油池的油量由滑块前面的油标显示，涡轮蜗杆的润滑采用46号抗磨液压油，根据调模的频次，一般每3个月更换一次。 c）浓油集中润滑：浓油润滑通过电动泵润滑。电动浓油泵由PLC控制（加油时间设定：开机加油，由递进式分配检测开关发出8个循环动作后，油泵停止工作，机床再动作3000次，如此循环），无需人工操作。浓油采用0号极压理基脂润滑脂。油枪分散润滑，主要有以下几处： a) 制动电机处链条，浓油，6个月； b) 凸轮控制器处链条，浓油，6个月； c) 连杆内螺纹，46号抗磨液压油，3个月； d) 飞轮内轴承，浓油，6个月； e) 离合器导向套，46号抗磨液压油，每班一次； f) 平衡缸活塞导向处，手动稀油润滑，每周一次；图3-12为机床浓油润滑示意图，包括PLC控制部，润滑部位表。图3-13 润滑系统主要由管路，管接头，浓油泵，分油器，滤油器，油缸构成，安全装置安全装置主要包括：（1）紧急停止装置，所有的规范动作都具备紧急停止功能，在紧急状态下，按下紧急按钮，开式压力机迅速停止。（2）电机过载保护装置工作负荷应在压力机公称能力之下，以保证安全运行。当发生过载时，过载保护继电器工作，将电机迅速停止，此开关可作为电机的保护装置。（3）二度落检测装置单次规范操作中，如果滑块一行程之后在上死点位置未停车，那么二度落接近开关在上死点位置再次检测到了信号，则二度落开关开始动作，操纵面板上的“异常报警灯”也会常亮。（4）双手操作装置选择双手操作时，左右手必须在0.5秒内同时按下，压力机方可运转，否则必须放开双手，重新操作。（5）液压过载保护装置此装置在机床过荷负载的状态下瞬间作紧急停止，复位时使滑块寸动至上死点，这时，气动泵开始动作，当补油结束后，超负荷指示灯熄灭。此保护装置可保证模具及压力机的安全。光电安全装置当使用脚踏功能时，必须选用光电安全保护装置。用户需根据模具及操作方式对光电保护装置进行调整，并确保操作人员的正常操作处于保护区域。安全装置是压力机使用过程中非常重要的部分，大多数安全装置都由PLC控制，属于电控系统的一部分。 3.1.6 PLC控制及电气系统本系列压力机为典型的机电气一体化产品，电气系统是以主控PLC为主核心的控制系统，主要包括电机驱动电路，气控阀的驱动，各种附件、信号灯、的控制。可以大体分为：元器件、PLC、线路及按钮，这三个部分。电机控制：塑壳断路器电源主电机滑块调整电机正传正传反转反转油泵电机调速图3-14 三个电机均为三相交流电机。电气控制电气由PLC控制，PLC工作原理如图程序输入单元按钮开关接近开关极限开关传感器等 CPU MEMORY 输入模组输入模组周边装置电源供应器指示灯电磁阀报警器等输出单元图3-15 由于PLC控制的元器件很多，要分部分介绍。 a）按钮指示灯控制光电保护负荷检测连续预置连续停止紧急停止气压监测高低速双联阀故障脚踏开关反馈信号异常复位润滑故障监测单次寸动连续吹件信号超程指示光电控制二度落离合器控制润滑故障负荷指示异常指示 PLC 电源图3-16 b）阀、部件控制润滑油泵气动泵控制阀计数器吹料阀凸轮控制器安全双联电磁阀光电安全装置双联阀辅助控制 PLC 图3-17 3.2 机床结构框图建立基本可靠性框图是一个全串联框图，它用以估计产品及其组成单元引起的维修及后勤保障要求。因此构成产品的所有单元都应包括在框图内，包括产品所有用于储备工作模式的单元，因为构成产品的任何单元发生故障后均需要维修及后勤保障。基本可靠性框图的基本信息是根据由文件所规定的构成产品的所有单元取得，并受产品配置所控制。因此，所规定的配置基线应是基本可靠性框图的依据。基本可靠性框图的详细程度应根据可以获得可用信息的产品层次（系统；分系统；设备组件或零部件级）而定，而且其故障率或MTBF 等效参数可用来估算维修及后勤保障对产品设计的影响。 [35] 绘制压力机框图包括以下主要工作： 1）框图标题——每个可靠性框图都应该有一个标题，该标题说明框图的层次，工作方式，任务说明等。 2）方框顺序——基本可靠性框图中的方框的相对位置时没有物理意义的，但是，为了表示工作过程中事件发生的顺序，应按一定的逻辑顺序排列。 3）方框含义——可靠性框图中的每一个方框都应该进行标志。为避免混淆，对具有许多方框的框图应按照有关编码系统的标准统一规定的代码进行标志。应该专门说明在可靠性框图中未包括的产品中的硬件或功能单元。 4）框图假设——在绘制基本可靠性框图过程中，所做的假设为：方框代表对产品可靠性有影响的单元或功能；各方框之间的所有连线不具有可靠性值，只用来表示各方框的连接关系；框图中的任何一个单元或功能故障将使整个产品发生故障；就故障概率而言，框图中一个方框所表示的单元或功能不受其他方框的影响；产品中的软件和操作人员的动作假设完全可靠，且人员与产品之间不存在相互影响的问题。根据绘制压力机基本可靠性框图的内容以及进行的机床结构及功能分析，采取从整体到局部，逐步分解、细化的方法绘制开式压力机的基本可靠性框图。[36~37] 开式压力机整体基本可靠性框图机身 R(M) 动力与传动 R(S) 冲压系统 R(C) 气动系统 R(G) 电气与控制R(V) 润滑系统 R(L) 图3-18 <1>开式压力机机身可靠性框图机身体（MS）导轨 (MD) 顶模器 (MQ) 平衡缸 (MP) 附件 (MF) 图3-19 子系统机身体导轨顶模器平衡缸功能附件编码 MS MD MQ MP MF 表3-9 （1）机身体子系统可靠性框图床身 MS01 后轴承 MS02 冲盖板 MS03 输出轴孔端盖 MS04 后罩 MS05 储气筒 MS06 压力表安装板 MS01 图3-20 零件编码表零件床身后轴承冲盖板输出轴孔盖板后罩储气筒压力表安装板编码 MS01 MS02 MS03 MS04 MS05 MS06 MS07 表3-10 （2）导轨子系统基本可靠性框图导轨 MDG 导板 MDB 左导轨右导轨前导板中导板后导板图3-21 导轨系编码零件左导轨右导轨前导板中导板后导板编码 MDG01 MDG02 MDB03 MDB04 MDB05 表3-11 （3）顶模器顶模器分三个部分：上腔，下腔，杆系顶模器框图上腔 MQS 下腔 MQX 杆系 MQG 垫板上活塞上缸体隔板缓冲螺钉 O型圈轴用xy型密封圈下活塞下缸体下盖孔用xy型密封圈管接头缓冲垫活塞杆轴套螺母 O型圈图3-22 顶模器编码表上腔：零件垫板上活塞上缸体隔板 O型圈缓冲螺钉轴用xy型密封圈编码 MQS01 MQS02 MQS03 MQS04 MQS05 MQS06 MQS07 表3-12 下腔：零件下活塞下缸体下盖孔用xy型密封圈管接头缓冲垫编码 MQX01 MQX02 MQX03 MQX04 MQX05 MQX06 表3-13 杆系：零件活塞杆轴套螺母 O型圈编码 MQG01 MQG02 MQG03 MQG04 表3-14 （3）平衡缸平衡缸框图缸体 MPG 运动系 MPD 汽缸缸底缸盖油封 O型圈 O型圈活塞杆活塞油封图3-23 平衡缸编码表缸体：零件汽缸缸底缸盖油封 O型圈编码 MPG01 MPG02 MPG03 MPG04 MPG05 表3-15 运动系零件活塞杆活塞 O型圈油封编码 MPD01 MPD02 MPD03 MPD04 表3-16 (4)功能附件功能附件框图打料棒打料座放油管放油球阀二度落支架图3-24 附件编码表零件打料棒打料座放油管放油球阀二度落支架编码 MF01 MF02 MF03 MF04 MF05 表3-17 <2>动力传动系统动力传动系统子系统框图传动系统 SC 离合系统 SL 电机系统 SD 图3-25 （1）传动系统框图曲轴齿轮 SCQ 飞轮轴 SCF 前支承端盖前支承前轴承曲轴大齿轮齿轮端盖 O型圈链轮轴套轴承座 O型圈齿轮轴飞轮油封卸荷套 V带万向节图3-26 传动系统编码表曲轴齿轮：零件前支承端盖前支承前轴承曲轴大齿轮齿轮端盖 O型圈链轮编码 SCQ01 SCQ 02 SCQ 03 SCQ 04 SCQ 05 SCQ 06 SCQ 07 SCQ08 表3-18 飞轮轴：零件轴套轴承座 O型圈齿轮轴飞轮油封卸荷套 V带编码 SCF01 SCF02 SCF03 SCF04 SCF05 SCF06 SCF07 SCF08 表3-19 （2）离合系统框图离合 SLH 飞轮 SLF 制动导向销离合导向销离合器与制动器旋转接头 O型圈连接板外压盖轴承内压盖内隔套外隔套油封 O型圈图3-27 离合系统编码表离合编码表：零件制动导向销离合导向销离合器与制动器旋转接头 O型圈连接板外压盖编码 SLH01 SLH02 SLH03 SLH04 SLH05 SLH06 SLH07 表3-20 飞轮编码表：零件轴承内压盖内隔套外隔套 O型圈油封编码 SLF01 SLF02 SLF03 SLF04 SLF05 SLF06 表3-21 （3）电机系框图电机 SD01 调整螺栓 SD02 小皮带轮 SD03 图3-28 <3>冲压系统冲压系统子系统框图连杆系 CL 滑块系 CL 调模系 CL 图3-29 （1）连杆系框图连杆瓦上轴瓦下轴瓦连杆球头螺栓 O型圈方形盖板防护套油封图3-30 连杆系零件编码表零件连杆瓦上轴瓦下轴瓦连杆球头螺栓 O型圈方形盖板防护套油封编码 CL01 CL02 CL03 CL04 CL05 CL06 CL07 CL08 CL09 表3-22 （2）滑块系框图球形盖板油标球头销轴球套球头座滑块体止模螺栓内套 O型圈保险器退料器图3-31 滑块系零件编码表零件球形盖板油标球头销轴内套止模螺栓滑块体编码 CH01 CH02 CH03 CH04 CH05 CH06 零件球头座球套 O型圈保险器退料器编码 CH07 CH08 CH09 CH10 CH11 表3-23 （3）调模系框图涡轮蜗杆油封x2 O型圈调模电机链轮轴承制动电机底板图3-32 调模系零件编码表零件涡轮蜗杆油封 O型圈掉模电机链轮轴承制动电机底板编码 CT01 CT02 CT03 CT04 CT05 CT06 CT07 CT08 表3-24 <4>气动系统气动系统结构图参看，图3- 气动系统总框图顶模器气路 GD 平衡缸气路 GP 离合器与气动泵气路 GL 气动二联件 GE 调压阀安全阀储气筒放水阀调压阀安全阀储气筒放水阀压力继电器安全阀电磁阀离合器调压阀气动泵调压阀电磁阀（液压过载）安全双联阀储气筒放水阀气动泵吹件 GC 吹件阀图3-33 气动系统编码表顶模器气路（GD）零件调压阀安全阀储气筒放水阀编码 GD01 GD02 GD03 GD04 平衡缸气路（GP）零件调压阀安全阀储气筒放水阀编码 GP01 GP02 GP03 GP04 离合器与气动泵气路（GL）零件压力继电器安全阀电磁阀离合器调压阀气动泵调压阀编码 GL01 GL02 GL03 GL04 GL05 零件电磁阀（液压过载）安全双联阀储气筒放水阀气动泵编码 GL06 GL07 GL08 GL09 GL10 表3-25 <5>润滑系统润滑系统结构图参看3- 润滑系统框图管路、接头 LG 浓油泵 LB 分油器 LF 滤油器 LY 浸油润滑 LJ 传动齿轮 LGC 调模涡轮蜗杆 LJD 右后导轨曲轴后轴承右中导轨左后导轨右前导轨左中导轨连杆轴承左前导轨曲轴前轴承油缸 LU 图3-34 润滑子系统编码子系统管路、接头浓油泵分油器滤油器浸油润滑油缸编码 LG LB LF LY LJ LU 管路、接头子润滑系统编码子系统右后导轨曲轴后轴承右中导轨左后导轨右前导轨编码 LG01 LG02 LG03 LG04 LG05 子系统左中导轨连杆轴承左前导轨曲轴前轴承编码 LG06 LG07 LG08 LG09 表3-26 <6>电气控制系统电气系统子系统框图 PLC VP 电源 VD 控制变压器 VB 电机控制回路 VJ 仪表、指示灯回路 VZ 阀、部件控制回路 VF 按钮回路 VN 线路、插头 VX 图3-35 电气控制子系统编码：子系统 PLC 电源控制变压器电机控制仪表、指示灯按钮线路、插头阀、部件控制编码 VP VD VB VJ VZ VN VX VF 表3-27 （1）电机控制回路框图塑壳断路器主电机回路滑块调整电机回路油泵电机回路交流接触器调速器中间继电器= 图3-36 电机控制回路子系统编码子系统塑壳断路器主电机回路滑块调整电机回路油泵电机回路编码 VJS VJD VJH VJU 表3-28 （2）指示灯、仪表控制回路VZ 光电保护负荷监测气压监测双联阀故障反馈信号润滑故障监测吹件信号超程指示光电控制润滑故障负荷指示异常指示光电保护图3-37 指示灯、仪表回路子系统编码：子系统光电保护气压监测双联阀故障反馈信号润滑故障监测光电控制编码 VZ01 VZ02 VZ03 VZ04 VZ05 VZ06 子系统超程指示光电控制负荷监测润滑故障负荷指示异常指示编码 VZ07 VZ08 VZ09 VZ10 VZ11 VZ12 表3-29 子系统回路包括了传感器，接近开关，指示灯，仪表，线路，接头等，由于过于复杂，在这里就不一一分析了（3）按钮控制回路框图连续预置连续停止紧急停止高低速脚踏板开关异常复位离合器控制二度落单次寸动连续图3-38 按钮控制回路（VN）子系统编码：零件连续预置连续停止紧急停止高低速脚踏板开关编码 VN01 VN02 VN03 VN04 VN05 零件异常复位单次寸动连续二度落编码 VN06 VN07 VN08 VN09 VN10 表3-30 （4）阀、部件控制回路框图润滑油泵气动泵控制阀计数器吹料阀安全双联电磁阀凸轮控制器光电安全装置双联阀辅助控制显数器调模保护器图3-39 阀、部件控制回路（VF）子系统编码表子系统润滑油泵气动泵控制阀计数器吹料阀显数器编码 VF01 VF02 VF03 VF04 VF09 子系统凸轮控制器双联阀辅助控制光电安全装置安全双联电磁阀调模保护器编码 VF05 VF06 VNF7 VF08 VF10 表3-31 控制回路子系统中，沿用零部件的名字，如润滑油泵、气动泵控制阀等，但是回路中不包括这些部件，回路子系统只是包括线路、接头、继电器等，部件在相对系统中也被划分。 4 可靠性数据收集 4.1 概述随着可靠性及维修性工作的深入开展，可靠性数据的收集工作越来越显示出其重要的价值和作用。人们更深刻地体会到：有效的信息和数据是开展可靠性、维修性、保障性分析的基础，是决策的依据。 4.1.1 可靠性数据收集的目的收集可靠性数据是为了在产品寿命周期内有效的利用数据，为改进产品的设计，生产提供信息，为生产管理提供决策依据，为保证产品的可靠性服务。具体的说，其目的如下：（1）根据可靠性数据提供的信息，改进产品的设计，制造工艺，提高产品的固有可靠度，并为新技术的研发，新产品的设计特供信息。（2）根据现场使用提供的数据，改进产品的维修性，使产品结构合理，维修方便，提高产品的使用可靠度。（3）根据可靠性数据预测系统的可靠性与维修性，开展系统的可靠性设计和维修性设计。根据可靠性数据进行产品的可靠性分析及可靠性参数的评估。 4.1.2 可靠性数据的收集可靠性数据分为试验数据和现场数据，试验数据主要是在产品的研制阶段和生产阶段获取。而我们这次国家科技重大专项收集的是机床产品已经投入使用阶段，属于现场数据。可靠性数据的收集应有周密的计划，我们在调研的基础上，结合机床的特点，制订了针对开式压力机的可靠性数据收集的程序和方法。（1）根据数控车床故障记录表对每台受试机床进行跟踪记录。（2）由用户负责记录故障数据。一旦发生故障，立即根据故障判据和故障类型进行记录，恢复正常工作状态后继续观察。（3）进行中途检查。每隔一定时间，课题组负责此项工作的有关人员到现场了解情况，并就具体问题进行指导。[36] 4.2 故障的定义和故障的计数原则（1）故障的定义及判定原则 1）故障的定义 ①故障：产品不能执行规定功能的状态。预防性维修或其他计划性活动或缺乏外部资源的情况下除外，故障通常是产品本身失效后的状态，但也可能在失效前就存在。 ②关联故障：是指数控机床床在规定条件下使用时，由于其本身质量缺陷而引起的故障。在解释试验结果或计算可靠性特征量的数值时必须计入的故障。 ③非关联故障：指除关联故障以外的故障，是由于误用或维修不当以及其它外界因素所引起的故障。在解释试验结果或计算可靠性特征量的数值时不应计入的故障。 2）故障的判定原则 ① 如果有若干功能丧失或性能超过了规定的界限，而且他们是由同一个原因引起的，则判为机床只产生了一个故障。 ② 如果有一项功能丧失或性能指标超过了规定界限，而且它是由两个或更多个故障原因引起，则每一个独立的故障均判为机床的一个故障。 ③ 如果在同一个部位多次出现故障模式相同的间歇故障，则只判机床产生了一个故障。 ④ 故障模式相同，由同一个原因引起的重复发生的故障，则只判机床产生了一个故障。（2）故障的计数原则 ① 数控车床的每一个故障都按关联故障或非关联故障分类。若为关联故障，则每一个故障均按一次故障计数，若属于非关联故障则不计数。 ② 如果数控机床床有若干项功能丧失或性能指标超过了规定界限，而且不能证明它们是由于同一原因引起的，则每一项均判为数控机床的一个故障；若是由同一个原因引起的，则判为只产生了一个故障。 ③ 如果数控机床有一项功能丧失或性能指标超过了规定界线，而且它是由两个或更多独立的故障原因引起，则以独立的故障原因数判为故障数。 ④ 数控机床偶然出现失常或停运现象，但再次起动就能恢复正常工作，这种偶然事件如在72h内累计达三次，则应计为一次关联性故障；不足三次，则可作为非关联性故障处理。 ⑤ 到达寿命规定期限的配套件、耗损件的更换及超期使用的损坏不按故障计数。 4.3 故障记录表故障记录表有客服信息反馈表和可靠性试验记录表两种。客户服务反馈表是维修人员填写，记录机床损坏情况、配件更换情况的表格。顾客名称：服务地址：顾客单位联系人：联系电话传真：产品型号：出厂编号：出厂日期：投入使用日期：月正常工作日日故障发生时间年月日时故障停机时间时维修用时时日正常工作时间时工作类别： □机械维修 □电器维修 □设备维护 □用户培训 □安装调试 1.待处理问题叙述（故障部位、现象等详细描述）第一联：品管部第二联：销售部第三联：存根第四联：顾客公司处理意见： 2.问题原因分析（故障原因及机理详细分析描述）设备故障分类（在分类前“□”打√） □ 设计 □ 机械装配 □ 电器装配 □ 机械加工 □ 外购件 □ 外协件 □ 热处理 □ 材质缺陷 □ 运输防护 □ 用户使用 □ 检验 □ 其他 3.处理情况记录：（如需更换零件，请在下列表格中注明零件的

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