關(guān)于煤礦機(jī)械零件的可靠性探究

陳洪英

摘 要：煤礦機(jī)械零件對(duì)煤礦機(jī)械的性能的高低有著根本性的影響，為了能夠充發(fā)揮機(jī)械設(shè)備在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的作用，需要不斷提高其可靠性。文章?lián)?，分析了?duì)機(jī)械類零件可靠性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以及進(jìn)行相關(guān)可靠性檢驗(yàn)的辦法與途徑，僅供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；設(shè)備零件；可靠性

機(jī)械零件的設(shè)計(jì)與檢驗(yàn)問(wèn)題幾乎伴隨著煤礦機(jī)械的產(chǎn)生與發(fā)展同步進(jìn)行，在煤礦企業(yè)的安全控制工作中具有著重要的地位與作用，不僅因?yàn)榱慵男阅軓母旧嫌绊懼鴻C(jī)械設(shè)備的性能，更因?yàn)榱慵目煽啃詻Q定著機(jī)械設(shè)備的可靠性，所以需要對(duì)其可靠性的設(shè)計(jì)與檢驗(yàn)進(jìn)行分析與研究。

1 煤礦機(jī)械設(shè)備零件可靠性的設(shè)計(jì)

煤礦企業(yè)的發(fā)展使得機(jī)械設(shè)備所面臨的性能要求也在不斷的提高與完善，而這就要求機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)能夠滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，要求機(jī)械的零件設(shè)計(jì)能夠不斷的采用新理念與新技術(shù)，進(jìn)而從根本上提高機(jī)械設(shè)備的可靠性。

1.1 精確計(jì)算零件的荷載與尺寸

對(duì)于機(jī)械設(shè)備的零件設(shè)計(jì)與制作工藝來(lái)講，零件在實(shí)際應(yīng)用中所必須滿足的要求是設(shè)計(jì)工作的基本參考與主要依據(jù)，所以需要在開(kāi)始設(shè)計(jì)工作之前對(duì)零件的荷載以及其要求的尺寸進(jìn)行測(cè)量與記錄，進(jìn)而保證設(shè)計(jì)工作的科學(xué)性與精確性。

對(duì)零件的荷載與尺寸進(jìn)行測(cè)量與計(jì)算也是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的總方案，是后續(xù)的零件設(shè)計(jì)與制作的基礎(chǔ)，不僅能夠?yàn)槟Ｐ偷慕⑻峁┗A(chǔ)，也能夠減小設(shè)計(jì)出來(lái)的零件在使用的過(guò)程中出現(xiàn)變形或者是失效的幾率，是零件設(shè)計(jì)與校核的基本計(jì)算依據(jù)。

1.2 做好零件優(yōu)化模型

為了能夠保證設(shè)計(jì)的結(jié)果符合實(shí)際的需要，提高設(shè)計(jì)工作的標(biāo)準(zhǔn)化與科學(xué)化，數(shù)學(xué)模型得到了廣泛的應(yīng)用，極大地提高了零件設(shè)計(jì)工作的水平，提高了零件的可靠性。

優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型能夠?qū)⒘慵脑O(shè)計(jì)過(guò)程中受到的限制因素以及需要達(dá)到的的設(shè)計(jì)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題進(jìn)行求解，進(jìn)而對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的方案優(yōu)選、尺寸確定以及性能優(yōu)化等問(wèn)題通過(guò)模型的計(jì)算與分析得到最優(yōu)的結(jié)果，同時(shí)也能夠解決齒輪傳功的配比問(wèn)題、可靠性優(yōu)化問(wèn)題以及減速器與彈簧的設(shè)計(jì)問(wèn)題，進(jìn)而使得零件設(shè)計(jì)的水平得到了顯著的提高，促進(jìn)了零件設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展。

1.3 融合數(shù)學(xué)計(jì)算方法

機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)了多年的發(fā)展之后，已經(jīng)逐漸與數(shù)學(xué)學(xué)科進(jìn)行了融合與接軌，出現(xiàn)了大量的設(shè)計(jì)學(xué)者將數(shù)學(xué)思維與計(jì)算方法應(yīng)用到設(shè)計(jì)工作中來(lái)的現(xiàn)象，使得設(shè)計(jì)工作的精確性以及準(zhǔn)確性得到了顯著的提高，使得機(jī)械零件的可靠性得到了顯著的增強(qiáng)。

在這方面作用比較明顯的是遺傳算法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法，基于遺傳算法的模糊可靠性設(shè)計(jì)思路、實(shí)值編碼的遺傳算法在齒輪傳動(dòng)中的應(yīng)用以及實(shí)碼的遺傳算法在圓錐齒輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面的應(yīng)用均使得齒輪的設(shè)計(jì)水平得到了進(jìn)一步的提高，無(wú)論是齒輪的尺寸還是性能均能夠較好的滿足實(shí)際的需求，進(jìn)而促進(jìn)了設(shè)計(jì)可靠性的提高。

2 煤礦機(jī)械零件的可靠性評(píng)價(jià)

隨著科技的發(fā)展以及設(shè)備要求的不斷提高，煤礦機(jī)械設(shè)備的性能也在不斷的提高，為了能夠使得設(shè)備的性能達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)設(shè)備的零件進(jìn)行可靠性的綜合模糊評(píng)價(jià)，進(jìn)而全面提升零件的可靠性水平。

2.1 煤礦機(jī)械設(shè)備的零件評(píng)價(jià)體系

對(duì)于煤礦零件的可靠性評(píng)估主要分為固有可靠性以及使用可靠性的評(píng)估兩方面，其中固有可靠性的評(píng)估指的是對(duì)零件的設(shè)計(jì)水平、制造工藝以及材質(zhì)水平的評(píng)估，而使用可靠性指的則是機(jī)械設(shè)備零件在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成預(yù)設(shè)的功能的能力與水平，通常在測(cè)試的時(shí)候都會(huì)將規(guī)定的時(shí)間設(shè)定為機(jī)械設(shè)備的使用壽命，而預(yù)設(shè)的功能則包括了機(jī)械的使用環(huán)境條件、使用的應(yīng)力條件以及基本的設(shè)備條件等內(nèi)容。

為了能夠提高設(shè)備可靠性評(píng)價(jià)的水平，需要對(duì)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行整理、分類與綜合，并能夠在聽(tīng)取了專家建議的基礎(chǔ)上進(jìn)行，但是在評(píng)價(jià)工作的過(guò)程中存在著不可避免的問(wèn)題便是如何應(yīng)用這些指標(biāo)來(lái)建立起設(shè)備的評(píng)價(jià)體系則是煤礦企業(yè)、制造廠商以及技術(shù)監(jiān)管工作最為關(guān)心的問(wèn)題。

2.2 煤礦機(jī)械設(shè)備的零件評(píng)價(jià)體系的基本結(jié)構(gòu)

煤礦機(jī)械零件的可靠性評(píng)價(jià)體系是一種層次性的評(píng)判指標(biāo)體系，體系的總目標(biāo)是由兩個(gè)以及的子目標(biāo)組成的，同時(shí)一級(jí)的子目標(biāo)又可以繼續(xù)劃分為五個(gè)基本的二級(jí)子目標(biāo)，子目標(biāo)當(dāng)中的服役條件自目標(biāo)又可以繼續(xù)向下劃分為三級(jí)的子目標(biāo)以及四級(jí)的子目標(biāo)，如果使用樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)表示層級(jí)的劃分則如下圖所示，其中最上層的節(jié)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的總體目標(biāo)，評(píng)價(jià)結(jié)果為B，而其中的第i層的第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的評(píng)價(jià)結(jié)果則為B（ij），各個(gè)葉子上節(jié)點(diǎn)的評(píng)價(jià)目標(biāo)位于分支結(jié)構(gòu)的最底層。

2.3 多目標(biāo)的多級(jí)評(píng)價(jià)體系

通過(guò)上面的分析，可以知道煤礦機(jī)械的可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可以表示為一種樹(shù)形的結(jié)構(gòu)圖，也就是對(duì)于煤礦機(jī)械設(shè)備零件的評(píng)價(jià)可以進(jìn)行多目標(biāo)的多級(jí)評(píng)價(jià)。

這種多目標(biāo)多級(jí)模糊綜合的評(píng)價(jià)方式開(kāi)始于最深層的評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)而逐漸的向上進(jìn)行，直至完成了最后的也就是最上層的總的評(píng)價(jià)目標(biāo)，在此以單級(jí)的模糊評(píng)價(jià)為例對(duì)此種評(píng)價(jià)方式進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹與分析。

在開(kāi)始單級(jí)的模糊評(píng)價(jià)之前，需要建立起評(píng)價(jià)所需的指標(biāo)集以及評(píng)語(yǔ)集，評(píng)語(yǔ)集內(nèi)可以包含相應(yīng)的差、很差以及一般、好以及很好等的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并且建立起每一種評(píng)價(jià)結(jié)果的權(quán)重集，進(jìn)而建立起評(píng)價(jià)所必需的模糊矩陣：

矩陣當(dāng)中的rij表示的是指標(biāo)ui對(duì)于vj的隸屬程度，并且rij可以由測(cè)評(píng)工作的主持者在評(píng)價(jià)的標(biāo)語(yǔ)尺上給出模糊的打分來(lái)確定，這樣便可以通過(guò)矩陣的計(jì)算得出該項(xiàng)目下的子目標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，也就完成了單級(jí)的模糊綜合評(píng)價(jià)任務(wù)，可以在此基礎(chǔ)上開(kāi)展下一級(jí)的評(píng)價(jià)工作了。

3 結(jié)束語(yǔ)

煤礦企業(yè)機(jī)械設(shè)備的零件對(duì)于煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)有著關(guān)鍵性的作用，為了能夠保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行，需要對(duì)零件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，進(jìn)而減少生產(chǎn)過(guò)程中的零件故障，提高機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性。

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