淺談機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的內(nèi)涵與遞進(jìn)

劉文

（浙江永聯(lián)民爆器材有限公司遂昌永新分公司， 浙江 麗水 323300）

機(jī)械可靠性指的主要是機(jī)械產(chǎn)品在相當(dāng)有限的時(shí)間里，并且在特定的條件下，所能夠完成的各項(xiàng)功能的規(guī)定能力。機(jī)械可靠性最早出現(xiàn)在上個(gè)世紀(jì)的電子產(chǎn)品領(lǐng)域當(dāng)中，但是不同國(guó)家的可靠性設(shè)計(jì)都普遍應(yīng)用在航天和軍事上。伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)也得到了全方面的發(fā)展，人們對(duì)于機(jī)械的可靠性設(shè)計(jì)產(chǎn)生了全新的需求，可靠性設(shè)計(jì)也直接從航天和軍事功能轉(zhuǎn)為了全新的民用功能，機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的重點(diǎn)方向也從強(qiáng)度直接轉(zhuǎn)向了質(zhì)量和規(guī)格，傳統(tǒng)的機(jī)械可靠性將主要方向放在了機(jī)械的承載上，現(xiàn)如今的機(jī)械可靠性則與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)有著直接的區(qū)別，其十分關(guān)注機(jī)械的安全使用效率，并且在完成特定功能上也需要有相應(yīng)的時(shí)間，這樣的理念轉(zhuǎn)變主要是由于基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理念發(fā)生了相當(dāng)大的轉(zhuǎn)變。

1 機(jī)械可靠性的內(nèi)涵分析

機(jī)械可靠性指的是機(jī)械產(chǎn)品在較為有限的時(shí)間當(dāng)中，并且在一些特定的條件下，實(shí)時(shí)完成各種規(guī)定功能的能力。機(jī)械的可靠性可以用來(lái)判斷產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量。關(guān)于機(jī)械可靠性的設(shè)計(jì)內(nèi)涵主要可以從以下幾方面的內(nèi)容進(jìn)行概述。

首先，機(jī)械可靠性內(nèi)涵主要是基于機(jī)械產(chǎn)品來(lái)開(kāi)展的，因而主體的研究方向必然是可以設(shè)計(jì)的機(jī)械。從很大程度上而言，機(jī)械可靠性內(nèi)涵的研究需要以整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)作為研究對(duì)象，或者直接使用系統(tǒng)當(dāng)中的一個(gè)分支，或者是一些零件的組合。其次，可靠性是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行衡量的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)現(xiàn)如今的機(jī)械實(shí)驗(yàn)可以證明：產(chǎn)品質(zhì)量所能維持的時(shí)間與自身的可靠性呈現(xiàn)出了直接的反比關(guān)系。接著，機(jī)械的使用條件也是以可靠性設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ)，可靠性設(shè)計(jì)可以隨著使用條件的不斷變化進(jìn)而發(fā)生各種變化。最后，可靠性的設(shè)計(jì)目的本身是為了延長(zhǎng)產(chǎn)品的實(shí)際使用時(shí)間，因而需要對(duì)產(chǎn)品使用功能進(jìn)行持續(xù)地完善和拓展，以便于實(shí)時(shí)延長(zhǎng)產(chǎn)品的實(shí)際使用壽命。

2 機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)特點(diǎn)和原理

在當(dāng)代人的觀點(diǎn)當(dāng)中，對(duì)于機(jī)械的可靠性并沒(méi)有明確認(rèn)知，之所以出現(xiàn)這樣的狀況，主要是由于機(jī)械產(chǎn)品的種類十分繁多，而不同的機(jī)械產(chǎn)品對(duì)于可靠性的設(shè)計(jì)需求是完全不同的。機(jī)械產(chǎn)品的使用范圍相當(dāng)廣泛，而不同的功能直接決定了它的適用性不同，一定程度上也決定了它們?cè)谠O(shè)計(jì)理念以及制造上的不同。同時(shí)也有一些機(jī)械產(chǎn)品，本身十分地特殊，在機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)原理以及實(shí)際的方法上也有著相當(dāng)大的區(qū)別。為了進(jìn)一步深層次地明確機(jī)械的可靠性設(shè)計(jì)，需要對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際承載能力進(jìn)行明確地研究和規(guī)定。通常而言，機(jī)械的使用在很長(zhǎng)的時(shí)間里都較為繁瑣，工作人員很難形成明確的機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)定。這是由于在實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，不同機(jī)械都是由于實(shí)際載荷量以及種類所決定的，而想要確定最為精確的載荷量，需要進(jìn)行多次的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于實(shí)驗(yàn)操作上的不準(zhǔn)確，容易對(duì)可靠性設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接的影響。此外，環(huán)境制作過(guò)程很大程度上會(huì)影響到產(chǎn)品的可靠性發(fā)展，為了實(shí)時(shí)避免可靠性設(shè)計(jì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，需要按不同的因素進(jìn)行綜合考慮。

通常而言，大部分機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都是由相當(dāng)多的機(jī)械部件所組合而成的，主要通過(guò)螺栓將其連接在一起，進(jìn)而重新成為一個(gè)整體。在進(jìn)行機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)考慮這些零件的連接狀況，因?yàn)檫@些零件很大程度上會(huì)對(duì)機(jī)械可靠性產(chǎn)生直接的影響。同時(shí)，可靠性設(shè)計(jì)要想保持較高的合理性必然需要有良好的設(shè)計(jì)理念。因此，在實(shí)際的機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要從所設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用和功能出發(fā)，選擇最為合理的設(shè)計(jì)理念。而在整個(gè)選擇的過(guò)程中，首先需要將應(yīng)力和強(qiáng)度作為核心內(nèi)容，主要是由于這些內(nèi)容充分證明了當(dāng)前機(jī)械的可靠性以及與荷載量之間的聯(lián)系。這一基本理念同時(shí)也產(chǎn)生了距離與距離之間的連接方法以及可靠性，很大程度上能夠?qū)煽啃栽O(shè)計(jì)的方法進(jìn)行實(shí)時(shí)地完善。

3 現(xiàn)代化機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的遞進(jìn)

近些年，順應(yīng)當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)以及時(shí)代的發(fā)展要求，一些較為落后的機(jī)械在可靠性設(shè)計(jì)上出現(xiàn)了許多被淘汰的產(chǎn)品，主要是由于這些產(chǎn)品缺乏一定的時(shí)效性，而機(jī)械的可靠性設(shè)計(jì)理念也沒(méi)有在這個(gè)時(shí)候得到科學(xué)的發(fā)展。而要想在新時(shí)期的市場(chǎng)上得到穩(wěn)定地發(fā)展，機(jī)械制造必然需要與各種科學(xué)理念進(jìn)行實(shí)時(shí)地融合，盡可能將各種全新的觀念內(nèi)容實(shí)時(shí)應(yīng)用到機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)當(dāng)中。在科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的今天，機(jī)械可靠性已然有了全面性地突破和發(fā)展。而在各種外部環(huán)境的直接挑戰(zhàn)下，機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)也開(kāi)始朝著現(xiàn)代化的方向發(fā)展。

3.1 機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)走向現(xiàn)代化發(fā)展

對(duì)于機(jī)械的靈敏性研究，主要指在復(fù)雜的設(shè)計(jì)環(huán)境下所進(jìn)行的機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)，會(huì)面臨著相當(dāng)多的設(shè)計(jì)問(wèn)題，如果在這個(gè)時(shí)候變動(dòng)了機(jī)械設(shè)計(jì)的主體方法，容易對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的最終功能產(chǎn)生直接的影響。如果機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際功能對(duì)于其中的一些參數(shù)反映較為靈敏，那么在對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，就衍生出了相應(yīng)的概念：靈敏度分析。在對(duì)機(jī)械參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析的過(guò)程中，能夠?qū)崟r(shí)發(fā)現(xiàn)各種因素對(duì)實(shí)際的可靠性影響相當(dāng)大，而就在可靠性設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要對(duì)這些因素進(jìn)行重點(diǎn)分析，以防止各種可靠性偏差的出現(xiàn)。比如，出現(xiàn)一些對(duì)可靠性影響不是十分大的因素，就在可靠性設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)減少分析的難度，并把它按照正常的可靠數(shù)值進(jìn)行分析。這種設(shè)計(jì)方法，能夠?qū)崟r(shí)根據(jù)參數(shù)和各種能變性之間的聯(lián)系，再通過(guò)對(duì)靈敏度的分析，能夠有效增強(qiáng)機(jī)械的可靠性，并且也能夠在一定程度上延長(zhǎng)機(jī)械壽命，見(jiàn)表1。

表1 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與可靠性設(shè)計(jì)的比較

3.2 現(xiàn)代化機(jī)械的穩(wěn)健性設(shè)計(jì)

在研究機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的過(guò)程中可以從兩方面的原因來(lái)分析，首先是從生產(chǎn)者的方向進(jìn)行分析，它主要指的是產(chǎn)品技術(shù)的實(shí)際質(zhì)量。其次是使用者的方向，對(duì)于使用者而言，真正關(guān)注地是產(chǎn)品的使用質(zhì)量。而使用質(zhì)量往往是能夠直接感覺(jué)到的，并且使用者也可以直接對(duì)機(jī)械進(jìn)行相應(yīng)地評(píng)價(jià)，但是技術(shù)水平并不能直接感覺(jué)到，其指的主要是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的功能以及穩(wěn)健性。在可靠性設(shè)計(jì)的遞進(jìn)當(dāng)中，穩(wěn)健性屬于基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)特征之一，能夠通過(guò)一些靈敏度的添加，直接使得機(jī)械的可靠性設(shè)計(jì)變得更加穩(wěn)定科學(xué)。在具體的實(shí)踐過(guò)程中，需要盡可能尋找一些靈敏度十分小的因素，并制造出一些容差大的產(chǎn)品。在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，穩(wěn)健性設(shè)計(jì)發(fā)揮著很大的指導(dǎo)作用，其不僅能夠?qū)崟r(shí)縮減基礎(chǔ)的資金投入量和工作人員的數(shù)量，還能夠盡可能避免各種不確定因素，實(shí)時(shí)減少各種資源的流失狀況，能夠在很大程度上提高產(chǎn)品的穩(wěn)健性。

總而言之，機(jī)械的可靠性設(shè)計(jì)很大程度上會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展而得到持續(xù)地進(jìn)步，機(jī)械工作人員也需要在這樣的狀況下持續(xù)積累相應(yīng)的工作經(jīng)驗(yàn)，更新基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理念，并實(shí)時(shí)加大對(duì)機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的綜合研究，將機(jī)械可靠性研究設(shè)計(jì)充分應(yīng)用在制造和設(shè)計(jì)上，進(jìn)而在最大程度上實(shí)時(shí)推進(jìn)機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的整體發(fā)展，有效提升產(chǎn)品的利用質(zhì)量和服務(wù)能力。

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