基于不確定理論的絲杠預(yù)緊力退化可靠性建模*

龔夢(mèng)輝，周長(zhǎng)光，周華西，韓 軍，馮虎田

(1.南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，南京 210094；2.數(shù)控機(jī)床功能部件性能測(cè)試評(píng)價(jià)與可靠性技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘇州 215600)

0 引言

滾珠絲杠副是一種能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的滾動(dòng)功能部件，因其高效率、高精度等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械、航空航天、船舶、核工業(yè)等重要領(lǐng)域。滾珠絲杠副在使用過程中會(huì)因?yàn)槟p導(dǎo)致預(yù)緊力的退化或喪失，導(dǎo)致剛性和承載力降低，甚至?xí)a(chǎn)生軸向間隙，降低其精度，可以說，預(yù)緊力在很大程度上決定著滾珠絲杠副的使用壽命。因此，通過研究預(yù)緊力的退化過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)滾珠絲杠副的壽命可靠性分析，對(duì)于滾珠絲杠副的維護(hù)和保養(yǎng)具有重要參考意義。

隨著科技的發(fā)展，對(duì)滾珠絲杠副的可靠度水平要求不斷提高，其使用壽命也大大延長(zhǎng)，傳統(tǒng)基于壽命數(shù)據(jù)的可靠性試驗(yàn)評(píng)估方法周期較長(zhǎng)，不利于產(chǎn)品的研發(fā)，因此基于加速退化試驗(yàn)(accelerated degradation testing,ADT)的可靠性評(píng)估方法應(yīng)運(yùn)而生[1]。束芳婷[2]建立了等效加速失效模型，并對(duì)滾珠絲杠副進(jìn)行了步進(jìn)加載可靠性加速試驗(yàn)和可靠性分析。張?bào)愠絒3]設(shè)計(jì)了一種加速壽命退化實(shí)驗(yàn)裝置，建立了壽命預(yù)測(cè)模型。趙哲[4]基于三水平恒定應(yīng)力進(jìn)行了加速性能退化實(shí)驗(yàn)和壽命預(yù)測(cè)。唐圣金等[5]基于維納過程(Wiener process,WP)提出了一種步進(jìn)應(yīng)力加速退化模型和剩余壽命估計(jì)方法。吳曉輝、蔡忠義等[6-7]基于維納過程建立了考慮非線性和隨機(jī)效應(yīng)的加速退化模型。……