機(jī)械工程設(shè)計(jì)可靠性分析

陳正超

摘 要：隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)水平以及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)于產(chǎn)品性能的要求也更加嚴(yán)格，因此，在進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作時(shí)，不僅要保障產(chǎn)品具備多方面的功能，同時(shí)，還要注重產(chǎn)品的使用可靠性。為了確保機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能夠獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益，必須要遵循可靠性的設(shè)計(jì)原則，確保產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作能夠滿足生產(chǎn)以及發(fā)展的實(shí)際要求。本文主要是分析了當(dāng)前機(jī)械工程設(shè)計(jì)可靠性不足的主要原因，并且就提升機(jī)械工程設(shè)計(jì)過程中零部件應(yīng)用可靠性能的方式進(jìn)行了探究，希望能夠?yàn)椴粩嗵嵘龣C(jī)械工程設(shè)計(jì)的可靠性提供參考意見。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程;設(shè)計(jì)可靠性;具體分析

一、機(jī)械工程可靠性設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程

為了保障產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及應(yīng)用過程中的性能，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的精準(zhǔn)性以及可靠性進(jìn)行分析是基礎(chǔ)工作。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的性能，可靠性主要是指產(chǎn)品能夠在既定的時(shí)間以及生產(chǎn)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)規(guī)范功能。而這些機(jī)械產(chǎn)品，包羅萬象可以是推動(dòng)企業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)集約化發(fā)展的各類型大型儀器設(shè)備，也可以是采用人機(jī)合作應(yīng)用的機(jī)械設(shè)備。在進(jìn)行產(chǎn)品前期規(guī)劃布局的過程中，首先必須要考慮到產(chǎn)品性能以及功能的發(fā)揮，在保障產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)要求原則的基礎(chǔ)條件下，確保產(chǎn)品制定性能的發(fā)揮。對(duì)于機(jī)械設(shè)備可靠性的設(shè)計(jì)以及績(jī)定性能的發(fā)揮，不僅考慮到了傳統(tǒng)工藝以及設(shè)計(jì)技術(shù)，同時(shí)，也對(duì)施工過程中的施工系統(tǒng)應(yīng)用、施工周邊環(huán)境以及計(jì)算機(jī)技術(shù)都進(jìn)行了深度的融合，通過多方面因素的共同考量，有效的提升了產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的可靠性。而產(chǎn)品性能的發(fā)揮，不只是呈現(xiàn)在前期規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中，在產(chǎn)品的制造、使用以及維修管理方面都應(yīng)該對(duì)可靠性問題加以重視。當(dāng)前，當(dāng)前，關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作組的可靠性分析已經(jīng)在航空事業(yè)、軍工發(fā)展以及我國(guó)電子工程方面得到了較為廣泛的應(yīng)用[1]。

當(dāng)前，我國(guó)社會(huì)中對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的可靠性分析和研究已經(jīng)經(jīng)過了多年的發(fā)展，而在這漫長(zhǎng)的發(fā)展階段中，可靠性設(shè)計(jì)問題分析工作經(jīng)歷了三個(gè)不同的階段。首先是對(duì)可靠性研究的初步發(fā)展階段?？煽啃匝芯砍醮握Q生是位于上世紀(jì)的戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)代背景，而在這樣的時(shí)代背景下，為了確保軍事裝備在戰(zhàn)爭(zhēng)中的應(yīng)用性能，避免軍事裝備故障而導(dǎo)致慘重的傷亡，人們開始注重軍事產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作中性能的穩(wěn)定發(fā)揮。這也意味著，產(chǎn)品的可靠性研究初步誕生，而最初的研究目的主要是為了防止產(chǎn)品應(yīng)用過程中出現(xiàn)性能失效或故障問題，切實(shí)地提升了設(shè)備在工作場(chǎng)景中的應(yīng)用性能。在該階段中，主要是針對(duì)占用裝備進(jìn)行了性能的研究以及可靠性分析，而這些關(guān)于軍事戰(zhàn)爭(zhēng)裝備的性能研究實(shí)驗(yàn)工作，也證明了軍工行業(yè)對(duì)于產(chǎn)品性能發(fā)揮以及可靠性研究的重視程度。這一階段之后，可靠性研究工作實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)足的發(fā)展。在長(zhǎng)足發(fā)展階段中，為了確保工業(yè)發(fā)展的質(zhì)量以及發(fā)展速度，必須要對(duì)參與工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行可靠性研究，相比于初步發(fā)展階段來說，這一階段中的可靠性研究組建的隊(duì)伍更加專業(yè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)可靠性問題的進(jìn)一步探究。而經(jīng)歷過漫長(zhǎng)的發(fā)展階段和可靠性研究，正式進(jìn)入了現(xiàn)代化的創(chuàng)新發(fā)展階段中。當(dāng)前，人們對(duì)于產(chǎn)品應(yīng)用性能以及應(yīng)用可靠性的研究工作，不僅僅局限在單一的產(chǎn)品規(guī)格中，可靠性研究事業(yè)的輻射范圍更加廣泛。與此同時(shí)，在研究過程中，關(guān)于可靠性的分析技術(shù)以及計(jì)算結(jié)果也更加準(zhǔn)確，在逐步的發(fā)展過程中，可靠性研究已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了跨國(guó)際的發(fā)展，隨著可靠性技術(shù)的發(fā)展以及進(jìn)一步應(yīng)用，可靠性技術(shù)的優(yōu)越性得到了人們的普遍認(rèn)可，在國(guó)際社會(huì)中的應(yīng)用范圍更加廣泛。

我國(guó)在可靠性設(shè)計(jì)工作方面相對(duì)來說研究起步時(shí)間較晚，發(fā)展的時(shí)間較短，在研究過程中只針對(duì)個(gè)別突出性行業(yè)的產(chǎn)品進(jìn)行了可靠性研究，逐漸才拓展到其他領(lǐng)域中。當(dāng)前，我國(guó)在可靠性研究工作中，對(duì)于可靠性技術(shù)人才的培養(yǎng)工作更加重視，同時(shí)，也建立起了可靠性設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)方案。但是目前國(guó)內(nèi)的可靠性設(shè)計(jì)研究工作存在著重理論，輕實(shí)踐的現(xiàn)象，因此，相比于國(guó)外的可靠性分析技術(shù)來說，仍然存在較大的差距。

二、機(jī)械工程中的可靠性設(shè)計(jì)研究

為了切實(shí)的提升機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的效率，確保企業(yè)能夠在發(fā)展的過程中謀求更高的經(jīng)濟(jì)效益，企業(yè)對(duì)于產(chǎn)品的應(yīng)用性能以及應(yīng)用效果是十分重視的，同時(shí)，產(chǎn)品的應(yīng)用性能穩(wěn)定性也是企業(yè)發(fā)展過程中恒久的追求目標(biāo)。當(dāng)前，很多生產(chǎn)企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下只能在夾縫中求生存，為了幫助企業(yè)在這樣的競(jìng)爭(zhēng)背景下謀求更加廣闊的發(fā)展空間，必須要切實(shí)地提升企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性。產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)對(duì)于產(chǎn)品的后期使用以及性能的發(fā)揮具有較大的影響，因此，在機(jī)械工程進(jìn)行設(shè)計(jì)工作室，不僅要注重產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程中的可靠性應(yīng)用，同時(shí)，對(duì)于產(chǎn)品生產(chǎn)、后期使用以及維修方面的可靠性問題也要引起重視。

（一）機(jī)械工程產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)

機(jī)械產(chǎn)品的前期規(guī)劃設(shè)計(jì)主要包括了整體框架設(shè)計(jì)以及內(nèi)部細(xì)節(jié)零部件設(shè)計(jì)這兩大環(huán)節(jié)。而對(duì)于機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的性能分析以及可靠性研究，主要分為兩種類型。一種是先對(duì)零部件細(xì)節(jié)，應(yīng)用性能進(jìn)行測(cè)試，只要在預(yù)測(cè)過后，產(chǎn)品的零部件可靠性達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，即可證明產(chǎn)品具備充分的應(yīng)用可靠性。另外一種是對(duì)細(xì)節(jié)零部件單支部位進(jìn)行可靠性的分析。這種可靠性分析方式主要是將整個(gè)系統(tǒng)中的可靠性指標(biāo)分配開來，從而根據(jù)不同零部件在機(jī)械運(yùn)行過程中發(fā)揮的作用，對(duì)總體可靠性指標(biāo)進(jìn)行合理分配，在分配過程中，可以采用綜合評(píng)分分配以及多元化的分配形式。尤其是在關(guān)于機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作中，如果機(jī)械設(shè)備的整體可靠性設(shè)計(jì)工作根本無法滿足對(duì)于零部件細(xì)節(jié)可靠性的測(cè)試，那么就應(yīng)該對(duì)零部件的細(xì)節(jié)問題進(jìn)行分開測(cè)試。在對(duì)機(jī)械細(xì)節(jié)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)工作中，需要使用標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方式或工藝方法較為成熟的制作方式，這樣在機(jī)械工程的零件規(guī)劃和設(shè)計(jì)緩解中，就能夠運(yùn)用類比的方式分析設(shè)計(jì)流程的可靠性，尤其是關(guān)系到機(jī)械工程能動(dòng)性的一些重點(diǎn)零部件設(shè)計(jì)部位，還應(yīng)該注重對(duì)其應(yīng)用性能的發(fā)揮進(jìn)行深度分析，通過采用這種重點(diǎn)零部件分配分析的方式，切實(shí)的提升這些重點(diǎn)零部件在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用性能。除此之外，在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用性能以及可靠性進(jìn)行設(shè)計(jì)工作中，還應(yīng)該對(duì)設(shè)計(jì)工作中的不足之處進(jìn)行評(píng)審和修改，如果不能滿足設(shè)計(jì)要求，就需要進(jìn)行多次修改，直到滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。

（二）機(jī)械工程制造過程中的可靠性設(shè)計(jì)

機(jī)械工程制造過程中的可靠性設(shè)計(jì)工作是確保產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在機(jī)械工程制造過程中，不僅要選用可靠性較強(qiáng)的生產(chǎn)加工設(shè)備以及工藝技術(shù)，同時(shí)，還應(yīng)該對(duì)生產(chǎn)過程中的重難點(diǎn)加工方案以及加工流程進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)工作。產(chǎn)品生產(chǎn)和加工的工藝流程其實(shí)相當(dāng)于是一個(gè)聯(lián)動(dòng)性的系統(tǒng)性引流程，每一環(huán)節(jié)的生產(chǎn)加工工藝方案以及加工工序都相當(dāng)于聯(lián)動(dòng)性環(huán)節(jié)中的子系統(tǒng)，而每一個(gè)子系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)，都必須要綜合考量工藝設(shè)備、應(yīng)用原材料以及操作人員專業(yè)素質(zhì)等多方面的因素，必須考慮到參與制造生產(chǎn)過程中的每一環(huán)節(jié)的可靠度指標(biāo)，才能夠按照不同子系統(tǒng)之間的內(nèi)在聯(lián)系，預(yù)測(cè)出機(jī)械工程制造過程中的總體可靠性。

（三）機(jī)械工程使用和維修階段的可靠性設(shè)計(jì)分析

對(duì)于產(chǎn)品后期的使用維修可靠性分析應(yīng)該應(yīng)用邏輯分析決斷法，通過這種理性的邏輯思維方式，科學(xué)地制定維修內(nèi)容以及后期的優(yōu)選維修方式，并且確保產(chǎn)品在應(yīng)用過程中的使用期限，這樣就能夠確保機(jī)械設(shè)備在規(guī)定的應(yīng)用期限內(nèi)能夠發(fā)揮應(yīng)有的作用價(jià)值。機(jī)械產(chǎn)品的可維修性其實(shí)與可靠性屬于同一類型的指標(biāo)，是歸屬于機(jī)械設(shè)備的可靠性指標(biāo)之一。在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)工作中，首先必須要考慮產(chǎn)品的可維修性，尤其是在前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，就必須要考慮到產(chǎn)品在后期使用過程中可能出現(xiàn)的故障問題，確保產(chǎn)品的故障問題能夠被及時(shí)排查出來，從而做到防患于未然。在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行維修性可靠設(shè)計(jì)時(shí)，能夠在維護(hù)和提升設(shè)備應(yīng)用可靠性的基礎(chǔ)條件下盡可能地降低維修費(fèi)用，并且減少排查故障以及維修過程中所需要的時(shí)間。由此可見，在分析機(jī)械產(chǎn)品使用維修可靠性時(shí)，必須要在可靠性理論的基礎(chǔ)上制定合理并且具有經(jīng)濟(jì)適用性的維修原則，采用當(dāng)前較為先進(jìn)的故障診斷方式以及合理的維修方法，通過應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化的維修工具以及設(shè)備，使得機(jī)械產(chǎn)品的維修工作能夠高效且保質(zhì)。

結(jié)語：

綜上所述，機(jī)械工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)師如果采用常規(guī)的設(shè)計(jì)方式，在進(jìn)行前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)時(shí)，并不會(huì)考慮到產(chǎn)品后期應(yīng)用以及維修的可靠性指標(biāo)，極大地降低了產(chǎn)品應(yīng)用過程中應(yīng)用性能的發(fā)揮水平。因此，在產(chǎn)品使用過程中，無法保證機(jī)械設(shè)備的真實(shí)使用狀況。而采用可靠性設(shè)計(jì)的方法，對(duì)機(jī)械工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮到機(jī)械設(shè)備工程制造投入的成本、機(jī)械設(shè)備本身的重量以及體積等問題，同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過程中，也要對(duì)生產(chǎn)的方式以及設(shè)計(jì)的方法不斷進(jìn)行優(yōu)化和完善，通過對(duì)影響設(shè)計(jì)結(jié)果的因素進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)和骨量，這樣才能夠?qū)⒖煽啃栽O(shè)計(jì)的方法與實(shí)踐設(shè)計(jì)工作有機(jī)融合在一起，切實(shí)的對(duì)設(shè)計(jì)工作中出現(xiàn)的不足之處進(jìn)行彌補(bǔ)。當(dāng)前，我國(guó)機(jī)械產(chǎn)品在發(fā)展的過程中逐漸向結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜多樣以及大型化的方向發(fā)展，為了有效地避免后期維修過程中出現(xiàn)困難，在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，可靠性設(shè)計(jì)的方法引起了廣大設(shè)計(jì)人員的重視。只有提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的可靠性，才能確保后期機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品應(yīng)用性能，為企業(yè)獲取相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益提供設(shè)備支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊玉霞，湯金金，孫海燕.PDM技術(shù)在機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)分析中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018，13：164-165.