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淺析機(jī)械產(chǎn)品的可靠性及其優(yōu)化設(shè)計

2018-10-20 21:10:52劉志豪
數(shù)碼設(shè)計 2018年12期
關(guān)鍵詞:機(jī)械產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計可靠性

劉志豪

摘要:自工業(yè)革命以來,人類社會活動越來越依賴機(jī)械產(chǎn)品。這雖然在某種程度上推動了機(jī)械產(chǎn)品制造業(yè)的發(fā)展,但也暴露了該行業(yè)存在的一些問題。機(jī)械產(chǎn)品可靠性作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)已成為機(jī)械行業(yè)關(guān)注的重點,并發(fā)展成為一門重要的學(xué)科。因此,分析機(jī)械產(chǎn)品可靠性的內(nèi)涵、特點及其優(yōu)化設(shè)計對提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量,促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞:機(jī)械產(chǎn)品;可靠性;優(yōu)化設(shè)計

中圖分類號:TH122

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1672 - 9129( 2018) 12 - 0241 - 02

引言:一般情況下,機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)過程都比較復(fù)雜,機(jī)械產(chǎn)品對消費(fèi)者來說,價值高、投資大,因此對產(chǎn)品質(zhì)量及使用周期要求較高。目前,國內(nèi)外在提高機(jī)械產(chǎn)品可靠性方面做出了很多努力,但由于機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)過程復(fù)雜,其可靠性一直得不到精準(zhǔn)控制。本文從機(jī)械產(chǎn)品可靠性的內(nèi)涵及特點出發(fā),分析了可靠性優(yōu)化設(shè)計的要點,為提高機(jī)械產(chǎn)品的可靠性提供新的努力方向。

1 機(jī)械產(chǎn)品可靠性的內(nèi)涵

機(jī)械產(chǎn)品的可靠性是指產(chǎn)品在特定時間內(nèi)和特定使用條件下,能夠完成特定任務(wù)的能力,它反映的是產(chǎn)品的實際質(zhì)量。機(jī)械產(chǎn)品可靠性的內(nèi)涵可以從以下三個方面進(jìn)行理解:

從指代對象的角度講,機(jī)械產(chǎn)品可靠性是針對設(shè)計機(jī)械產(chǎn)品而言,它可以指整個機(jī)械系統(tǒng)設(shè)備的可靠性、設(shè)備子系統(tǒng)的可靠性,也可以指機(jī)械零件的可靠性。

從衡量目的的角度講,機(jī)械產(chǎn)品可靠性是判斷產(chǎn)品質(zhì)量好壞的指標(biāo)??煽啃栽O(shè)計是通過對產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用的整個過程進(jìn)行設(shè)計,以達(dá)到提高機(jī)械產(chǎn)品可靠性的目的。

從產(chǎn)品運(yùn)行條件的角度講,機(jī)械產(chǎn)品的可靠程度會隨其使用條件和使用環(huán)境的變化而發(fā)生變化。因此,機(jī)械可靠性需要充分考慮產(chǎn)品運(yùn)行條件帶來的影響。

2 機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點

2.1 預(yù)測難度大。由于械產(chǎn)品種類、功能的不同,因此其開發(fā)和生產(chǎn)流程也各不相同,這就給機(jī)械產(chǎn)品可靠性的預(yù)測工作帶來諸多不便。比如,產(chǎn)品種類多樣導(dǎo)致每一種產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)庫及模型難以完整建立,這樣一來,依賴于數(shù)據(jù)庫及模型的可靠性預(yù)測方法就難以發(fā)揮作用。

2.2 故障模式復(fù)雜。由于機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、應(yīng)用材料種類多樣,任何一個零部件或子系統(tǒng)出現(xiàn)故障都會影響產(chǎn)品的正常運(yùn)轉(zhuǎn),而每一種零部件或子系統(tǒng)發(fā)生故障的原因也是多樣的。另外,一種零部件或子系統(tǒng)出現(xiàn)問題有可能導(dǎo)致機(jī)械產(chǎn)品出現(xiàn)不同的功能故障,同一種功能故障也可能是由不同零部件或系統(tǒng)導(dǎo)致的。這種故障模式的復(fù)雜性給機(jī)械產(chǎn)品的故障分析和處理增加了難度,嚴(yán)重影響機(jī)械產(chǎn)品的可靠性。

2.3 故障類型不同。機(jī)械產(chǎn)品的故障類型既有偶然性故障又有損耗性故障。損耗性故障是使用過程中不可避免的,使用時間越長,出現(xiàn)的幾率就越大;損耗性故障出現(xiàn)的越晚,說明機(jī)械產(chǎn)品的耐久性越好。偶然性故障常用故障率為常數(shù)的數(shù)學(xué)模型來描述,它出現(xiàn)的頻率代表機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。偶然性故障是可靠性設(shè)計中重點考慮的故障類型。

3 機(jī)械產(chǎn)品可靠性的優(yōu)化設(shè)計

3.1 設(shè)計環(huán)節(jié)的可靠性優(yōu)化設(shè)計。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)制造的前提,產(chǎn)品設(shè)計的可靠性與最終機(jī)械產(chǎn)品可靠性密切相關(guān)。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的可靠性優(yōu)化方式通常有兩種。第一種是先對機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)性的把握,然后對其各組成部分設(shè)計的可靠性進(jìn)行分析和優(yōu)化,并據(jù)此預(yù)測產(chǎn)品整體設(shè)計的可靠性。第二種是先對產(chǎn)品各部分的可靠性指標(biāo)進(jìn)行分配,再對各部分可靠性分析、優(yōu)化和預(yù)測使其滿足分配指標(biāo),最終使產(chǎn)品整體設(shè)計的可靠性滿足指標(biāo)要求。

3.2 生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的可靠性優(yōu)化設(shè)計。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)制造是機(jī)械產(chǎn)品最終可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在對機(jī)械產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)可靠性進(jìn)行優(yōu)化時,應(yīng)將整個生產(chǎn)制造過程科學(xué)地分成若干個工序和子系統(tǒng),對每一道工序和子系統(tǒng)進(jìn)行可靠性優(yōu)化設(shè)計,并將影響產(chǎn)品質(zhì)量的其它客觀因素考慮其中,以保證生產(chǎn)制造過程中每一道工序和子系統(tǒng)的可靠性都得到優(yōu)化。

3.3 使用與維修環(huán)節(jié)的可靠性優(yōu)化設(shè)計。機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命是機(jī)械產(chǎn)品可靠性的重要組成部分,而機(jī)械產(chǎn)品的合理使用、定期養(yǎng)護(hù)和及時維修可以最大限度的延長產(chǎn)品的使用壽命。在這個環(huán)節(jié)中,除了制定科學(xué)合理的產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)指南、維修內(nèi)容、維修方式外,還應(yīng)將產(chǎn)品的維修費(fèi)用考慮在內(nèi)。產(chǎn)品維修費(fèi)用也是機(jī)械產(chǎn)品可靠性不可忽略的重要部分。

4 結(jié)語

提高機(jī)械產(chǎn)品的可靠性可以降低產(chǎn)品的維修成本、節(jié)約社會資源,提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭力。因此,在機(jī)械制造業(yè)中,除了不斷開發(fā)應(yīng)用新制造技術(shù)外,還應(yīng)重點關(guān)注機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計、制造、使用、維修等環(huán)節(jié)中的可靠性設(shè)計優(yōu)化要點。只有使機(jī)械產(chǎn)品在每一環(huán)節(jié)中的可靠性都得到優(yōu)化,才能最大程度的提高機(jī)械產(chǎn)品整體的可靠性,促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]劉文.淺談機(jī)械可靠性設(shè)計的內(nèi)涵與遞進(jìn)[J].中國設(shè)備工程,2018( 04):118 - 119.

[2]靳先雨.機(jī)械可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計研究[J].黑龍江科學(xué),2018,9(18):72 -73.

[3]張琦.機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計探討[J].山東工業(yè)技術(shù),2017(07):298.

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