發(fā)布時(shí)間：2020-12-25所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：機(jī)械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)對(duì)于企業(yè)的良好發(fā)展來說是至關(guān)重要的，因此，在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品的可靠性對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說是首要任務(wù)。為了提高機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的可靠性，設(shè)計(jì)者需要從多方面入手，深刻認(rèn)識(shí)并認(rèn)真分析機(jī)械產(chǎn)品特點(diǎn)，遵循一定的可靠性設(shè)計(jì)原則
摘要：機(jī)械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)對(duì)于企業(yè)的良好發(fā)展來說是至關(guān)重要的，因此，在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品的可靠性對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說是首要任務(wù)。為了提高機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的可靠性，設(shè)計(jì)者需要從多方面入手，深刻認(rèn)識(shí)并認(rèn)真分析機(jī)械產(chǎn)品特點(diǎn)，遵循一定的可靠性設(shè)計(jì)原則，將現(xiàn)代可靠性設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方法有效結(jié)合，選擇最適合的可靠性設(shè)計(jì)方法，努力提高機(jī)械產(chǎn)品的可靠性。
關(guān)鍵詞：機(jī)械產(chǎn)品;可靠性;設(shè)計(jì)方法
引言
隨著新時(shí)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)械產(chǎn)品無論在企業(yè)還是在生活中都受到人們的青睞。機(jī)械產(chǎn)品正常運(yùn)行的根本保障是其中大量高精度電子元器件的存在，這是機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)行的先決條件，電子元器件的技術(shù)指標(biāo)與設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)密切相關(guān)。因此人們對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的可靠性提出了更高更新的要求。提高機(jī)械產(chǎn)品的可靠性是未來的發(fā)展之路。
1機(jī)械產(chǎn)品可靠性概述
可靠性設(shè)計(jì)是以形成產(chǎn)品可靠性為目標(biāo)的設(shè)計(jì)技術(shù)，將外載荷、零部件尺寸等設(shè)計(jì)參數(shù)視為隨機(jī)性變量，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)，力學(xué)理論，得出避免零部件出現(xiàn)破壞的共識(shí)，形成符合實(shí)際的零部件設(shè)計(jì)。控制失效的發(fā)生率在可接受范圍。改良設(shè)計(jì)作用體現(xiàn)在分析計(jì)算數(shù)據(jù)，使設(shè)計(jì)者對(duì)零部件有清晰的了解。機(jī)械發(fā)展的可靠性是其重要基礎(chǔ)，機(jī)械產(chǎn)品可靠性不強(qiáng)，則產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)很大的問題，機(jī)械產(chǎn)品失效主要原因是耗損型失效，如設(shè)備出現(xiàn)老化現(xiàn)象，及強(qiáng)度退化等為損耗型失效。機(jī)械產(chǎn)品銷量隨著時(shí)間不斷變化，但變化非恒定值，符合特征分布的形式有多種，如對(duì)數(shù)正態(tài)分布等。機(jī)械產(chǎn)品每個(gè)零部件有很多重要的設(shè)想模式，機(jī)械產(chǎn)品由零部件組成，零部件大多為非標(biāo)準(zhǔn)零件，導(dǎo)致失效統(tǒng)計(jì)值分散。如電子產(chǎn)品難以進(jìn)行失效率的統(tǒng)計(jì)。可靠性分析需要對(duì)失效模式相關(guān)性進(jìn)行考慮[1]。
2機(jī)械產(chǎn)品可靠性的影響因素
2.1硬件質(zhì)量問題因素
硬件有很多，都十分精密，其質(zhì)量和安裝決定了硬件的可靠性。現(xiàn)如今，硬件廠商的數(shù)量是很龐大的，但是它們的能力差次不齊，即使產(chǎn)品外觀基本一致，但是質(zhì)量卻有很大不同。這是因?yàn)橛幸恍┰谫|(zhì)監(jiān)上沒有做好，所以產(chǎn)品必然是劣質(zhì)的。一些設(shè)備廠商為了獲利，會(huì)去購買這些硬件，而且不會(huì)做質(zhì)檢，他們是知道這些都是不滿足制造要求的，但卻不去做好管控。因?yàn)楸O(jiān)督有很多地方都觸及不到，所以一些違規(guī)是不會(huì)被看到的，即使只有很少的幾處，也會(huì)引發(fā)一些問題。故此，我們不能繼續(xù)無視，而是要轉(zhuǎn)變，把這些都做好。
2.2機(jī)械條件
自動(dòng)化設(shè)備也被廣泛用于需要位移或振動(dòng)的大型機(jī)械設(shè)備中，這種機(jī)器在工作過程中會(huì)伴隨著巨大的震動(dòng)和振動(dòng)，在長期運(yùn)行中，容易對(duì)控制設(shè)備中的部件造成損傷和嚴(yán)重的金屬疲勞，這也是導(dǎo)致控制設(shè)備可靠性下降的因素之一。
2.3零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低
機(jī)械產(chǎn)品的功能零部件多數(shù)是非標(biāo)準(zhǔn)件，只有少數(shù)零部件如軸承、密封件、閥、泵等實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，供設(shè)計(jì)人員選型設(shè)計(jì)。多數(shù)零部件因功能不同、結(jié)構(gòu)各異，只是將其特征參數(shù)(如齒輪模數(shù)、液壓缸直徑等)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮的載荷、幾何尺寸、材料性能等因素具有分散性和隨機(jī)性，因而難以同電子產(chǎn)品那樣統(tǒng)計(jì)其失效率。
3機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)方法
3.1認(rèn)真篩選機(jī)械零件及元器件
所有要用到的元件，它的性能對(duì)設(shè)備來說都是關(guān)鍵的，不可以有一點(diǎn)缺點(diǎn)，否則就是巨大的隱患。因此要做好機(jī)械零件及元器件的篩選，不能有一點(diǎn)松懈，要按照一定的規(guī)則來進(jìn)行，如果做不到，就必然與預(yù)期有較大偏差，這不應(yīng)發(fā)生。在質(zhì)量上，元件要先檢測，這是十分必要的。為了其中不會(huì)有漏網(wǎng)之魚，不可以用抽樣的方式，而是要覆蓋所有單件。另外，要將溫度作為一個(gè)主要參照，一般來講，如果沒有明確的要求，都會(huì)使用散熱好的，當(dāng)然這是在預(yù)算允許下才可以的。就性能來說，固然是越高越好，因?yàn)檫@與效率有關(guān)，但也要在性價(jià)比上多下功夫，盡量以最少的花費(fèi)得到最優(yōu)的成效。同時(shí)，可以用一套標(biāo)準(zhǔn)對(duì)元件進(jìn)行分類，并把它們的所有參數(shù)都記錄下來，這樣方便之后的篩查。
3.2系統(tǒng)故障的預(yù)防設(shè)計(jì)
在運(yùn)行屬性上，大多數(shù)機(jī)械產(chǎn)品都屬于串聯(lián)系統(tǒng)，其中任一單元發(fā)生故障而失效時(shí)，系統(tǒng)就喪失規(guī)定的功能而失效。因而為確保機(jī)械產(chǎn)品整機(jī)的可靠性，設(shè)計(jì)者就需要關(guān)注產(chǎn)品設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，從小小零部件就得嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)質(zhì)量：優(yōu)先選用符合要求的標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)選型;其次，選用得到應(yīng)用或試驗(yàn)驗(yàn)證的零部件，充分利用已有的故障分析成果，對(duì)成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)或驗(yàn)證后的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[2]。
3.3權(quán)衡設(shè)計(jì)
權(quán)衡設(shè)計(jì)是對(duì)可靠性等要素綜合衡量后制定最佳方案，考慮零部件在壽命周期可能遇到的環(huán)境影響因素，包括運(yùn)輸?shù)呐鲎玻O(shè)備保養(yǎng)合理程度等，通過因素分析，在零部件生產(chǎn)用料上優(yōu)化，保證零部件及機(jī)械設(shè)備的可靠性。機(jī)械設(shè)備運(yùn)作是整體運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)整體功能大于部分功能，首先要優(yōu)化零部件可靠性，機(jī)械設(shè)備零部件需要優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)件，選用前要對(duì)零部件進(jìn)行分析驗(yàn)證，以成熟的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證方案。機(jī)械零部件使用中受到外界條件影響，強(qiáng)度逐漸退化，必須引入時(shí)間概念用隨機(jī)過程描述強(qiáng)度變化歷程。運(yùn)用隨機(jī)過程原理建立合資啊與強(qiáng)度變化動(dòng)態(tài)可靠模型，采用隨機(jī)攝動(dòng)法進(jìn)行零部件動(dòng)態(tài)可靠性指標(biāo)計(jì)算[3]。簡化設(shè)計(jì)是滿足特定條件下設(shè)計(jì)合理簡化，結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜容易出現(xiàn)故障，無法進(jìn)行可靠性優(yōu)化。是避開故障的有效方式。簡化非依靠少部分超負(fù)荷承載大部分功能，零部件簡化需從整體把握，余度設(shè)計(jì)從整體下手，通過對(duì)完成規(guī)定功能設(shè)置重復(fù)結(jié)構(gòu)等，機(jī)械設(shè)備整體系統(tǒng)保存規(guī)定的功能。
3.4提高設(shè)計(jì)工作人員的專業(yè)知識(shí)與技能
機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)比較復(fù)雜，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品操作人員的要求也會(huì)很高。為了滿足相關(guān)要求機(jī)械產(chǎn)品的可靠性,我們必須加強(qiáng)操作人員的培訓(xùn),確保他們能夠充分掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)和技能,并能能確保正確評(píng)估機(jī)械產(chǎn)品的安全可靠性。同時(shí)，操作人員必須有技能能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行日常檢查和維護(hù),對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題能夠正確處理,并采取有效措施確保機(jī)械產(chǎn)品的安全可靠運(yùn)行。
3.5加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性的監(jiān)督
要想機(jī)械產(chǎn)品本身是優(yōu)質(zhì)的，同時(shí)沒有我們所不能接受的缺陷，就要從設(shè)計(jì)入手，只有做好了設(shè)計(jì)，才是對(duì)機(jī)械產(chǎn)品最好的保證。在設(shè)計(jì)時(shí)，要充分了解設(shè)備，杜絕盲目地進(jìn)行設(shè)計(jì)，要用正規(guī)的手段獲得所有要用到的數(shù)據(jù)，將它們作為參照，這樣就可以確保機(jī)械產(chǎn)品的可靠性不會(huì)有偏差。同時(shí)要將機(jī)械產(chǎn)品的運(yùn)行條件納入到考慮中，以此來對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使它不會(huì)因?yàn)闊o法適應(yīng)條件而出現(xiàn)性能上的削減，這是當(dāng)下很常見的情況，所以要引以為戒。
結(jié)束語
綜上所述，機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)是將概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、失效物理和機(jī)械學(xué)相互結(jié)合而形成的一種設(shè)計(jì)方法。其主要特點(diǎn)是將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中視為單值而實(shí)際上具有多值性的設(shè)計(jì)變量，如載荷、應(yīng)力、強(qiáng)度、壽命等看成某種分布規(guī)律的隨機(jī)變量，用概率統(tǒng)計(jì)方法設(shè)計(jì)出符合機(jī)械產(chǎn)品可靠性指標(biāo)要求的零部件和整機(jī)的主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)尺寸。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，模擬結(jié)構(gòu)力學(xué)分析模型日趨完善，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元分析等新技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用，但不管如何發(fā)展進(jìn)步，現(xiàn)代可靠性設(shè)計(jì)方法絕離不開傳統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)方法，其二者的有效結(jié)合才是設(shè)計(jì)者的最優(yōu)選擇。——論文作者：王永明 梁亞芳
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