吉林大学学报(工学版) ›› 2022, Vol. 52 ›› Issue (2): 409-416.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20211148

• 车辆工程·机械工程 • 上一篇    

考虑参数权重的数控机床电主轴加速试验优化设计

赵泓荀1,2(),杨兆军1,2,陈传海1,2,3(),田海龙1,2,王立平4   

  1. 1.吉林大学 数控设备可靠性教育部重点实验室，长春 130022
    2.吉林大学 机械与航空航天工程学院，长春 130022
    3.吉林大学 重庆研究院，重庆 400037
    4.清华大学 机械工程系，北京 100084
  • 收稿日期:2021-11-02 出版日期:2022-02-01 发布日期:2022-02-17
  • 通讯作者: 陈传海 E-mail:hxzhao16@mails.jlu.edu.cn;cchchina@jlu.edu.cn
  • 作者简介:赵泓荀（1990-），男，博士研究生.研究方向：数控机床主轴加速试验方案优化设计.E-mail：hxzhao16@mails.jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51975249);重庆市自然科学基金项目(cstc2021jcyj-msxmX0935)

Optimal design of acceleration test of motorized spindle of numerical control Machine Tool considering parameter weight

Hong-xun ZHAO1,2(),Zhao-jun YANG1,2,Chuan-hai CHEN1,2,3(),Hai-long TIAN1,2,Li-ping WANG4   

  1. 1.Key Laboratory of Numerical Control Equipment Reliability，Ministry of Education，Jilin University，Changchun 130022，China
    2.College of Mechanical and Aerospace Engineering，Jilin University，Changchun 130022，China
    3.Chongqing Research Institute，Jilin University，Chongqing 400037，China
    4.Department of Mechanical Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China
  • Received:2021-11-02 Online:2022-02-01 Published:2022-02-17
  • Contact: Chuan-hai CHEN E-mail:hxzhao16@mails.jlu.edu.cn;cchchina@jlu.edu.cn

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摘要：

为解决电主轴步进多应力加速退化试验针对模型参数优化设计时部分模型参数估计精度低的问题，提出了一种新的步进多应力加速退化试验方案优化设计方法。利用敏感性分析方法、应力综合重要度确定加速退化试验中加速模型的各参数权重，基于Ds准则与各参数权重提出了一种新的优化设计准则，结合遗传算法给出了优化流程。最后，以国产电主轴为例，对其加速退化试验方案进行了优化设计，将结果与现有准则进行对比，验证方法的有效性。

关键词: 数控机床, 电主轴, 可靠性, 加速退化试验, 优化设计

Abstract:

In order to solve the problem of low estimation accuracy of some model parameters in the multi stress step stress accelerated degradation test of motorized spindle， a new optimal design method of multi stress step stress accelerated degradation test scheme is proposed in this paper. The sensitivity analysis method and the comprehensive importance of stress are used to determine the weight of each parameter of the acceleration model in the accelerated degradation test， A new optimal design criterion is proposed based on Ds-optimality and parameter weight； the optimization process is given combined with genetic algorithm. Finally， taking the motorized spindle made in China as an example， the accelerated degradation test scheme is optimized， and the results are compared with the existing criteria， verify the effectiveness of the method.

Key words: numerical control machine, motorized spindle, reliability, accelerated degradation test, optimal design

中图分类号: 

  • TH17

图1

电主轴径向跳动退化轨迹"

图2

电主轴振动退化轨迹"

图3

优化流程图"

表1

试验预期费用及加速退化试验费用"

项目费用/万元
试验预期费用（C1）25
Cd2.5
C00.005/h

表2

优化结果"

优化变量优化后具体数值
n5
S1［450 500 650 800］
S2［6000 6500 8500 10000］
m［64 62 62 62］
Mm5.2388×1013

表3

Ds优化准则的优化结果"

优化变量优化后具体数值
n5
S1［550 600 700 750］
S2［6500 7000 7500 8000］
m［66 62 61 61］

表4

结果对比"

模型参数权重准则Ds 准则变化/%
γ05.7355×10136.0374×1013-5.1
γ12.3384×10131.9831×1013+17.9
γ22.0752×10131.4495×1013+43.2
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