機(jī)械工程設(shè)計(jì)可靠性分析

林生龍 李秀峰

摘 要：在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中，對(duì)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行應(yīng)用，能夠使產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加滿足生產(chǎn)的需求，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中存在的可靠性問(wèn)題也能進(jìn)行分析，找到提高產(chǎn)品質(zhì)量的方法，同時(shí)，也能提高生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；可靠性；產(chǎn)品

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，人們對(duì)產(chǎn)品的功能要求也在不斷提高，因此，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要保證其具有很多的功能，同時(shí)，在使用方面可靠性一定要得到保證。為了提高產(chǎn)品可靠性的設(shè)計(jì)理念在不斷發(fā)展，這樣也促進(jìn)產(chǎn)品生產(chǎn)獲得更好的效益，同時(shí)，在設(shè)計(jì)方面也能有新的發(fā)展。

1 可靠性設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程

為了更好的提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性，對(duì)產(chǎn)品的可靠性問(wèn)題進(jìn)行研究非常必要?？煽啃允侵府a(chǎn)品在規(guī)定的時(shí)間和條件下，完成規(guī)定功能的能力。產(chǎn)品所指范圍非常廣泛，可以是企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用的各種設(shè)備或系統(tǒng)，也可以有人的作用在其中體現(xiàn)。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)可靠性理論和技術(shù)進(jìn)行重視，同時(shí)，要根據(jù)具體需求情況對(duì)可靠性問(wèn)題進(jìn)行具體分析。產(chǎn)品設(shè)計(jì)要保證在滿足性能、時(shí)間以及費(fèi)用的情況下，更好的體現(xiàn)可靠性設(shè)計(jì)的要求?？煽啃栽O(shè)計(jì)不僅對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了參考，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)、環(huán)境、工程以及質(zhì)量和計(jì)算機(jī)技術(shù)都進(jìn)行了利用，因此，可靠性設(shè)計(jì)涉及的范圍非常廣泛，而且，在技術(shù)方面要不斷進(jìn)行提高。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅要將產(chǎn)品可靠性應(yīng)用在設(shè)計(jì)方面，在產(chǎn)品制造、使用、維護(hù)以及管理方面都可以對(duì)可靠性問(wèn)題進(jìn)行重視?？煽啃援a(chǎn)品設(shè)計(jì)在應(yīng)用領(lǐng)域方面比較廣，其中，在軍工、航空以及電子和機(jī)械工業(yè)方面應(yīng)用效果非常好。

1.1 可靠性設(shè)計(jì)的發(fā)展過(guò)程

人們對(duì)產(chǎn)品可靠性問(wèn)題進(jìn)行研究至今已經(jīng)過(guò)幾十年時(shí)間，在這個(gè)過(guò)程中，可靠性設(shè)計(jì)問(wèn)題經(jīng)過(guò)了三個(gè)不同的發(fā)展階段。首先是初期研究階段。這個(gè)階段，世界正處于戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，很多軍事裝備在使用過(guò)程中因?yàn)楣收蠈?dǎo)致了戰(zhàn)機(jī)貽誤的情況，為了對(duì)軍事裝備的使用可靠性進(jìn)行提高，人們對(duì)產(chǎn)品可靠性問(wèn)題開(kāi)始重視。避免設(shè)備使用過(guò)程中出現(xiàn)故障，同時(shí)，提高設(shè)備的使用效果，因此出現(xiàn)了專門(mén)對(duì)軍事裝備可靠性進(jìn)行研究的實(shí)驗(yàn)室。研究實(shí)驗(yàn)室的建立說(shuō)明對(duì)可靠性研究可以正式開(kāi)始，而且進(jìn)入到了初期研究階段。其次，可靠性研究的發(fā)展階段。在這個(gè)過(guò)程中，很多的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)可靠性已經(jīng)組織了專業(yè)的研究隊(duì)伍，而且取得了很大的成績(jī)，也已經(jīng)對(duì)可靠性研究的理論和方向進(jìn)行了確定，因此，可靠性研究設(shè)計(jì)進(jìn)入到了全新的發(fā)展階段。在對(duì)產(chǎn)品的可靠性研究方面，不僅僅對(duì)一類產(chǎn)品進(jìn)行研究，研究的產(chǎn)品范疇非常廣，可靠性技術(shù)也得到了提高和完善，為促進(jìn)可靠性設(shè)計(jì)更好的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。最后是可靠性研究的國(guó)際化階段。在這個(gè)階段，隨著可靠性技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，其優(yōu)越性得到了更多人的重視，為了更好的促進(jìn)其發(fā)展，很多的國(guó)家對(duì)其研究工作非常重視，可靠性設(shè)計(jì)進(jìn)入到國(guó)際化發(fā)展階段，而且在發(fā)展過(guò)程中，各國(guó)之間的交流也非常好，使可靠性設(shè)計(jì)有了全新的發(fā)展方向。

1.2 我國(guó)可靠性研究情況

我國(guó)在可靠性設(shè)計(jì)方面進(jìn)行研究的起步時(shí)間比較晚，在研究過(guò)程中，先對(duì)個(gè)別行業(yè)的產(chǎn)品可靠性進(jìn)行了研究，然后逐漸發(fā)展到其他的行業(yè)，在研究過(guò)程中對(duì)可靠性技術(shù)人才的培養(yǎng)工作比較重視，因此也建立了可靠性設(shè)計(jì)方面的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)對(duì)可靠性設(shè)計(jì)進(jìn)行研究存在著理論較多、實(shí)際應(yīng)用比較少的情況，因此在發(fā)展過(guò)程中和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)之間存在著很大的差距。

2 機(jī)械工程中的可靠性設(shè)計(jì)

企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中為了提高企業(yè)效益，對(duì)產(chǎn)品的性能以及使用效果非常重視，因此要想提高企業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)一定要重視。產(chǎn)品可靠性對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的使用期有很大的影響，因此在進(jìn)行機(jī)械工程設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要將在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面重視可靠性應(yīng)用，對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用和維修方面的可靠性問(wèn)題也要進(jìn)行重視。

2.1 機(jī)械工程產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)

機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)包含著機(jī)械產(chǎn)品的整體產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及零件的設(shè)計(jì)。對(duì)整機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)有兩種方式。一種是對(duì)零部件的可靠性進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)測(cè)試的結(jié)果對(duì)產(chǎn)品整體的可靠性進(jìn)行計(jì)算，這個(gè)方式對(duì)一種系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)，只要零部件的可靠性滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)即可。另一種是對(duì)零部件進(jìn)行可靠性的分配，將系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)分配到各個(gè)零件上，在進(jìn)行可靠性分配時(shí)，有不同的分配方法，分別是等分法、再分配法、比例分配法和綜合評(píng)分分配法。在可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，如果整體的可靠性設(shè)計(jì)不能滿足第一種方式，只要其滿足第二種方式即可。在對(duì)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)件或質(zhì)量成熟的零件作為依據(jù)，這樣對(duì)一般零件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就可以應(yīng)用類比法對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后對(duì)零件進(jìn)行概率法的設(shè)計(jì)，對(duì)重要的零件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)其可靠性要非常重視，可以進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。對(duì)產(chǎn)品可靠性進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行評(píng)審和修改，如不滿足要求，要進(jìn)行再次修改，直到其滿足指標(biāo)要求。在對(duì)人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)操作性和適應(yīng)性設(shè)計(jì)要非常重視，這樣能夠更好的體現(xiàn)產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)的重要性。

2.2 制造過(guò)程可靠性設(shè)計(jì)

制造過(guò)程的可靠性設(shè)計(jì)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，除了要選用可靠性好的先進(jìn)加工設(shè)備和工藝裝備外，重點(diǎn)是對(duì)工藝方案和工藝流程的設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的工藝流程相當(dāng)于一個(gè)系統(tǒng)，每一個(gè)工藝方案或工序相當(dāng)于一個(gè)子系統(tǒng)。每一個(gè)子系統(tǒng)的可靠度設(shè)計(jì)都要綜合考慮設(shè)備、工藝裝備、工藝材料及操作人員的素質(zhì)等因素，確定出合理的子系統(tǒng)可靠度指標(biāo)，然后按子系統(tǒng)之間的關(guān)系（串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)）得出系統(tǒng)的預(yù)測(cè)可靠度（如自動(dòng)線、流水線等的設(shè)計(jì)）。

2.3 使用維修的可靠性設(shè)計(jì)

產(chǎn)品以可靠性為中心維修應(yīng)采用邏輯分析決斷法，科學(xué)地制定維修內(nèi)容和優(yōu)選維修方式，合理確定使用期，以控制機(jī)械設(shè)備使用的可靠性。機(jī)械產(chǎn)品的可維修性與可靠性一樣，是機(jī)械設(shè)備的一個(gè)可靠性指標(biāo)。在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，就要考慮其維修性，使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在使用過(guò)程中做到故障易發(fā)現(xiàn)、易檢查、易修復(fù)，力求防患于未然。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行維修性設(shè)計(jì)時(shí)，要以最低的費(fèi)用來(lái)維護(hù)和提高設(shè)備的可靠性水平，盡量減少排除故障所用的維修時(shí)間。因此，要在可靠性理論的基礎(chǔ)上，制定合理、經(jīng)濟(jì)的維修規(guī)則，采用先進(jìn)的故障診斷技術(shù)和合理的維修方式（如視情維修方法、監(jiān)控事后維修方法），使用標(biāo)準(zhǔn)的維修工具及設(shè)備，提高維修人員的技術(shù)水平，使機(jī)械維修工作進(jìn)一步走向科學(xué)化和現(xiàn)代化。

3 結(jié)束語(yǔ)

一些比較常規(guī)的設(shè)計(jì)方法，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)可靠性指標(biāo)沒(méi)有進(jìn)行考慮，因此，在產(chǎn)品使用過(guò)程中，對(duì)其真實(shí)的情況沒(méi)有辦法進(jìn)行保證。可靠性設(shè)計(jì)方法在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要對(duì)成本、重量以及體積問(wèn)題進(jìn)行重視，同時(shí)在設(shè)計(jì)方面要對(duì)設(shè)計(jì)方法不斷優(yōu)化，而且對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)果要有必要的預(yù)計(jì)，這樣能夠?qū)⒖煽啃栽O(shè)計(jì)方法和相關(guān)的理論結(jié)合在一起，對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的不足情況進(jìn)行彌補(bǔ)。機(jī)械產(chǎn)品在不斷發(fā)展過(guò)程中，出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和大型化的特點(diǎn)，因此在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，可靠性設(shè)計(jì)方法得到重視。提高機(jī)械工程產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)，能夠更好的提高產(chǎn)品的性能，對(duì)企業(yè)未來(lái)的發(fā)展有很大的影響。

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