維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性的方法探索

韓東

摘要：機(jī)械產(chǎn)品的故障主要以零部件的維修、連接、使用方式以及零部件的損耗為主，而且損耗數(shù)據(jù)并不通用，這樣就形成了與電子產(chǎn)品完全不同的零件損耗性，所以使機(jī)械類的產(chǎn)品維修、維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)方法與電子產(chǎn)品的維修、維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)方法不能夠通用。如此的情況就需要我們探索出更加有針對(duì)性的維護(hù)機(jī)械可靠性的標(biāo)準(zhǔn)方法，本文通過(guò)前期查閱大量資料以及對(duì)機(jī)械系統(tǒng)可靠性的大量實(shí)踐的研究，對(duì)維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性的方法進(jìn)行了有效的研究。

Abstract： The failure of mechanical products is mainly based on the repair， connection， use and loss of parts， and the loss data is not universal. This results in completely different parts loss from electronic products，so the standard methods for maintenance of mechanical products and the standard methods for maintenance of electronic products cannot be used universally. Such a situation requires us to explore a more targeted standard method for maintaining mechanical reliability. This paper has effectively checked the methods for maintaining the reliability of mechanical systems by consulting a large amount of data in the early stage and a large number of research? practices on the reliability of mechanical systems.

關(guān)鍵詞：維護(hù);機(jī)械系統(tǒng)可靠性;方法

Key words： maintenance;mechanical system reliability;method

中圖分類號(hào)：TH132? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）29-0243-02

0? 引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)中電器產(chǎn)品的質(zhì)量日益受到人們的關(guān)注，這同樣也就要求著產(chǎn)品可靠性的不斷升高。雖然對(duì)于源自電子領(lǐng)域的機(jī)械系統(tǒng)的可靠性工程技術(shù)已經(jīng)形成了相應(yīng)的試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、與分析的標(biāo)準(zhǔn)方法，但是對(duì)于這些標(biāo)準(zhǔn)方法主要是以電子產(chǎn)品的壽命服從指數(shù)分布和一些隨機(jī)性的故障為基礎(chǔ)而修訂的。由于機(jī)械產(chǎn)品的故障主要以零部件的維修、連接、使用方式以及零部件的損耗為主，而且很多機(jī)械產(chǎn)品是為特殊的某種用途而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，損耗數(shù)據(jù)并不通用，這樣就形成了與電子產(chǎn)品完全不同的零件損耗性，所以使機(jī)械類的產(chǎn)品維修、維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)方法與電子產(chǎn)品的維修、維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)方法不能夠通用。如此的情況就需要我們探索出更加有針對(duì)性的維護(hù)機(jī)械可靠性的標(biāo)準(zhǔn)方法，本文通過(guò)前期查閱大量資料以及對(duì)機(jī)械系統(tǒng)可靠性的大量實(shí)踐的研究，對(duì)維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性的方法進(jìn)行了有效的研究。

1? 維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性的困境

早在四十年代初期，人們就從電子產(chǎn)品故障的探索中開(kāi)始了對(duì)可靠性的研究。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，電子產(chǎn)品的可靠性技術(shù)已經(jīng)積累了豐富的數(shù)據(jù)資源與工程的經(jīng)驗(yàn)，逐漸成為了比較成熟完善系統(tǒng)，這也促使了電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性水平有了明顯的進(jìn)步。但是機(jī)械產(chǎn)品卻不同于電子產(chǎn)品，特別是隨著時(shí)代的發(fā)展，我們對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)性的追求更加迫切，尤其是表現(xiàn)在軍用裝備、航空產(chǎn)品等高端復(fù)雜精密的機(jī)械產(chǎn)品上，同樣，這也就意味著對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的可靠性的要求就越來(lái)越突出，甚至發(fā)展成為了系統(tǒng)中可靠性最為薄弱的部分，所以我們有必要對(duì)于維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性方法進(jìn)行有效的探索。

同理，在機(jī)械系統(tǒng)實(shí)際的應(yīng)用中，與電子產(chǎn)品的應(yīng)用也是有所不同的，機(jī)械系統(tǒng)具有自己獨(dú)特的模式、故障修理、裝配數(shù)據(jù)、特性等方面的特殊性。對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)的可靠性，特別是復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品的可靠性會(huì)受到機(jī)械使用人或是修理者與使用條件、環(huán)境條件、維修的方式等因素的影響。因而，在研究維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)的可靠性的方法之前我們先要了解到維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性中所存在的困境，已找到相應(yīng)的解決辦法。

①在機(jī)械系統(tǒng)中，需要大量的單件加工的零件，加工零件的工程繁多。而且機(jī)械的零件在加工中，還受到了不同加工者、不同工藝過(guò)程和不同加工設(shè)備的影響，這樣就會(huì)形成零件的各種因素。因?yàn)楦鞣N各樣的情況的影響，我們也就很難去統(tǒng)計(jì)零件的故障率，所以在預(yù)測(cè)或準(zhǔn)備排除機(jī)械系統(tǒng)中零件故障方面我們就難以找到最為有效合適的參照數(shù)據(jù)。

②在社會(huì)生產(chǎn)中，各行各業(yè)需要各式各樣的機(jī)械設(shè)備。通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)備的各類品種的研究調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，機(jī)械產(chǎn)品的品種、類別、功能及其多樣化，每種設(shè)備都有著自己的使用要求。針對(duì)這樣的情況，在設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備的零件時(shí)，我們一般都是根據(jù)機(jī)械將具體執(zhí)行的實(shí)際工作來(lái)設(shè)計(jì)，而很難有找到通用型的零部件。所以，在設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的可靠性和機(jī)械系統(tǒng)可靠性的預(yù)測(cè)上，一般找不到已經(jīng)成型的可靠性數(shù)據(jù)可以使用，每次都需要進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn)才能夠得到。

③眾所周知，機(jī)械產(chǎn)品的系統(tǒng)與系統(tǒng)間的工作條件是不同的，機(jī)械產(chǎn)品的溫度、載荷、壓力不同，造成的產(chǎn)品所產(chǎn)生的實(shí)效模式也是多樣化的。即使是同一種類的機(jī)械產(chǎn)品，工作在不同的環(huán)境條件下，產(chǎn)生的實(shí)效的模式都是不盡相同的。所以，我們很難用同一種方法去處理問(wèn)題。

④而且機(jī)械產(chǎn)品與電子產(chǎn)品不同，如果技術(shù)人員的水平不夠，即使假定為一般的數(shù)據(jù)，也很難利用普通一般的數(shù)據(jù)和操作相關(guān)的實(shí)驗(yàn)去總結(jié)成機(jī)械產(chǎn)品通用的有效數(shù)據(jù)。

⑤特別是類似像航空等高端、復(fù)雜、精細(xì)的機(jī)械產(chǎn)品，工作條件和環(huán)境條件變化的范圍很大，機(jī)械的結(jié)構(gòu)也極其復(fù)雜。如果想操作關(guān)于這類機(jī)械產(chǎn)品在實(shí)踐運(yùn)用中被施加的綜合適應(yīng)力的可靠性實(shí)驗(yàn)，卻很難去模擬機(jī)械設(shè)備所處于的各種范圍。即使是執(zhí)行了此類機(jī)械產(chǎn)品可靠性的實(shí)驗(yàn)，所得出與機(jī)械產(chǎn)品相關(guān)的場(chǎng)內(nèi)實(shí)驗(yàn)性的可靠性值將會(huì)與場(chǎng)外實(shí)驗(yàn)性的可靠性值之間的區(qū)別會(huì)很大。

⑥除了以上幾種原因之外，影響機(jī)械可靠性維護(hù)的還有機(jī)械的腐蝕、變形、老化、疲勞、磨損、損耗等特性問(wèn)題的存在，這些令機(jī)械產(chǎn)品失效的問(wèn)題產(chǎn)生與機(jī)械產(chǎn)品本身的材料、結(jié)構(gòu)、加工過(guò)程、環(huán)境條件與工作條件等因素的影響是有著密不可分的關(guān)系。由此，我們難以用簡(jiǎn)單固定的方法去維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)的可靠性。

2? 研究維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性方法的意義

通過(guò)對(duì)維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性方法的研究探索，對(duì)于開(kāi)展機(jī)械系統(tǒng)可靠性工作具有重要的意義。

①在機(jī)械生產(chǎn)設(shè)計(jì)方面，我們已經(jīng)擁有了固有的機(jī)械結(jié)構(gòu)，但重要的是隨后進(jìn)入的機(jī)械設(shè)備的使用階段，為了減少機(jī)械設(shè)備所產(chǎn)生的事故，提高機(jī)械使用的可靠性，對(duì)于維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性方法的探索勢(shì)在必行。

②對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)維修時(shí)，分析機(jī)械產(chǎn)品當(dāng)時(shí)所處的環(huán)境是非常必要的，而且機(jī)械產(chǎn)品所處的環(huán)境并不是固定的，也是有變化的。通過(guò)對(duì)維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性方法的研究，可以不斷的根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品維修周期和維修結(jié)構(gòu)。

③在機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，難免會(huì)出現(xiàn)很多的不足之處，為了提高機(jī)械系統(tǒng)的可靠性，以及進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)械系統(tǒng)可靠性的維護(hù)，我們就必須要重視機(jī)械系統(tǒng)的使用方法以及機(jī)械系統(tǒng)操作方法的使用過(guò)程，對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)在使用中的每個(gè)階段都要有足夠的重視和記錄，并且要強(qiáng)化對(duì)維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性方法的研究。

3? 具體可行的方法

提高系統(tǒng)可靠性的最有效方法是進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)。進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)時(shí)必須掌握影響可靠性的各種設(shè)計(jì)變量的分布特性和數(shù)據(jù)。正是由于維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性中的困境，所以我們才要挖掘出有效的方法，解決現(xiàn)有維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性維護(hù)中存在的問(wèn)題。

①我們可以從機(jī)械系統(tǒng)的硬件研究上入手，在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，除提高各元件的可靠性外，還盡可能地縮短傳動(dòng)鏈，減少元件數(shù)，這是提高機(jī)械系統(tǒng)可靠性的一個(gè)重要途徑。為了保證系統(tǒng)較高的可靠性，一是提高各元件的可靠性，二是盡量減少元件數(shù)。以此正確有效的掌握機(jī)械系統(tǒng)中硬件的問(wèn)題，并且可以借鑒前人已經(jīng)有的經(jīng)驗(yàn)，形成更加系統(tǒng)完善的技術(shù)方法和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并可以將前人不完善不健全的地方加以改善。

②通過(guò)對(duì)硬件的操作控制的研究，還可以從機(jī)械系統(tǒng)的軟件入手維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)的可靠性。軟件的特性與硬件完全不同，軟件的可靠性來(lái)自于環(huán)境。在機(jī)械系統(tǒng)中，對(duì)重要的零部件，可以安裝監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)報(bào)警異常現(xiàn)象。如溫度變化、微裂紋等。所以在研究中，我們可以多從機(jī)械系統(tǒng)的環(huán)境變化方面入手。

③增加對(duì)維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性方法研究的具象性和實(shí)際性，由于我國(guó)對(duì)于維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性的工作還屬于基礎(chǔ)性階段，很多在研究中所使用的方法、指標(biāo)都過(guò)于綜合性和抽象性，難于適用于具體情況。這樣就會(huì)造成維護(hù)機(jī)械可靠性與實(shí)際發(fā)生的情況相互脫節(jié)，因而我們應(yīng)該多以實(shí)踐為基礎(chǔ)，強(qiáng)化基礎(chǔ)管理，增加實(shí)踐維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性方法的可行性。

④優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高零部件的標(biāo)準(zhǔn)化程度。結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的零部件工藝性能較好，制造的質(zhì)量和裝配精度易得到保證，故障的出現(xiàn)機(jī)率易得到控制。標(biāo)準(zhǔn)化也是提高機(jī)械產(chǎn)品可靠性的一項(xiàng)重要措施，標(biāo)準(zhǔn)件的結(jié)構(gòu)工藝性和可靠性一般都較好。

⑤在機(jī)械系統(tǒng)中，為了使一些重要的元件和裝置得到保護(hù)，可以增設(shè)過(guò)載保護(hù)裝置和自動(dòng)停機(jī)裝置，起到保護(hù)作用。

⑥隨著工作時(shí)間的增加，機(jī)械系統(tǒng)中的零部件由于長(zhǎng)期磨損、過(guò)于疲勞、持續(xù)老化等原因，故障率顯著上升，可靠性下降。如配合間隙的過(guò)大、潤(rùn)滑油的變質(zhì)等，都會(huì)使機(jī)械系統(tǒng)的可靠性下降。因此，定期檢查、維修可以保證系統(tǒng)的可靠性。

4? 結(jié)論

總之，為了機(jī)械產(chǎn)品的更好的使用，我們必須要重視機(jī)械系統(tǒng)的使用，促進(jìn)機(jī)械系統(tǒng)的可靠性，對(duì)于強(qiáng)化維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性的方法探索，就顯得十分的重要。通過(guò)對(duì)維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性方法的研究探索，對(duì)于制定機(jī)械系統(tǒng)在使用中與之相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)方法，具有重要的作用，更有利于我們對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的可靠性及其使用條件、方法之間的關(guān)系的研究。同時(shí)，通過(guò)對(duì)維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性方法的研究探索，也利于我們更好的測(cè)定機(jī)械產(chǎn)品在使用過(guò)程中可靠性的水平，以助于我們更好的對(duì)機(jī)械系統(tǒng)可靠性的實(shí)驗(yàn)證明。而且，通過(guò)對(duì)維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性方法的研究探索，還可以延長(zhǎng)機(jī)械產(chǎn)品的使用時(shí)間，增加使用效率。所以，通過(guò)對(duì)維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)可靠性方法的研究探索，必將會(huì)促進(jìn)我國(guó)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的更快速的完善改進(jìn)。

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