基于FMEA的电主轴冷却系统可靠性分析*

姚银歌，张 涛，朱宇腾，王广辉，俞 蓬

（洛阳轴承研究所有限公司，河南 洛阳 471039）

0 引言

电主轴产品作为机床功能核心部件，相当于机床的心脏，其重要程度不言而喻。因此，对电主轴进行可靠性分析尤为重要。借鉴航天、航空、舰船、汽车、医疗等领域常用的失效模式及影响分析（FMEA），分析电主轴系统的潜在失效模式及后果，以期提高电主轴可靠性，从而保证电主轴运转的稳定性。

吴明阳等[1]通过仿真与试验相结合的方法研究系统冷却能力，提出螺旋优于循环冷却系统；聂萌[2]利用获取的主轴故障数据对数控机床主轴从可靠性建模、故障分析、可靠性分配及提高可靠性措施进行分析。还有其他诸多关于电主轴可靠性研究的文献，这些文献大多从理论设计或者故障分析角度对主轴系统进行可靠性分析，电主轴的设计开发与质量控制相结合的可靠性分析较少。本文通过在电主轴设计开发阶段，运用D－FMEA、P－FMEA分析方法，将设计开发与质量控制相结合，对电主轴冷却系统进行潜在失效模式及后果影响分析，分析出影响冷却系统可靠性的因素为冷却结构内表面磨削质量，并采取预防控制措施，为电主轴其他部分功能可靠性的设计提供了参考，对电主轴整体可靠性设计的提高具有重大意义。

1 FMEA及电主轴各系统

1.1 FMEA

FMEA是失效模式及影响分析（Failure Mode and Ef⁃fects Analysis），其作为可靠性分析的一种方法，自20世纪50年代初，美国格鲁门飞机公司初次应用于研制飞机主操作系统并取得良好效果后，广泛应用于军用系统，逐渐渗透到机械、汽车、医疗设备等民用工业领域中。……