魏純超

（久益環(huán)球（佳木斯）采礦設(shè)備有限公司，黑龍江省 佳木斯 154003）

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機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的內(nèi)涵與遞進(jìn)

魏純超

（久益環(huán)球（佳木斯）采礦設(shè)備有限公司，黑龍江省 佳木斯 154003）

摘要：可靠性是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是人們長(zhǎng)期以來(lái)明確的目標(biāo)。但是將可靠性用做機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的時(shí)間并不太長(zhǎng)，因此相關(guān)技術(shù)并不太成熟，還需要科研人員的繼續(xù)努力，突破理論束縛，在保證速度的同時(shí)，也要保證質(zhì)量。結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)可靠性的發(fā)展，論述機(jī)械可靠性的內(nèi)涵，為工作人員就機(jī)械可靠性的設(shè)計(jì)提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：機(jī)械產(chǎn)品；可靠性設(shè)計(jì)；內(nèi)涵；遞進(jìn)

機(jī)械是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)能力的重要指標(biāo)之一，安全可靠的機(jī)械產(chǎn)品不僅說(shuō)明企業(yè)的能力，也體現(xiàn)了國(guó)家的綜合實(shí)力。如何保證機(jī)械產(chǎn)品的安全可靠，一直是科研人員重點(diǎn)研究的課題之一。我國(guó)的機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)雖然略有成效，但是和國(guó)際的先進(jìn)水平相比較還是有不小的差距，依然徘徊在低水平上。對(duì)于企業(yè)所提出的“質(zhì)量第一，安全第一”的口號(hào)，我們雖然經(jīng)?？梢钥吹?，但是良好的質(zhì)量還是難以保證。在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)是確保機(jī)械廠不被歷史潮流所吞沒(méi)的一道屏障，所以快速發(fā)展機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)是機(jī)械行業(yè)的重中之重。

1　機(jī)械可靠性研究的發(fā)展

如果產(chǎn)品的安全可靠性不能保證，不僅會(huì)造成難以估算的經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)對(duì)人身安全造成威脅。美國(guó)軍用航空部早就認(rèn)識(shí)到這一問(wèn)題的嚴(yán)重性，所以最早提出了可靠性的問(wèn)題。自可靠性提出以來(lái)，不僅在學(xué)術(shù)理論上有了重大的突破，而且極大提高了設(shè)計(jì)的速度，保證了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，可靠性技術(shù)越來(lái)越受到企業(yè)的重視。就機(jī)械行業(yè)而言，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候，機(jī)械產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計(jì)者必須思考和解決的問(wèn)題。良好的可靠性不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低產(chǎn)品的成本，還可以提高作業(yè)效率?？梢哉f(shuō)今后產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)就是產(chǎn)品可靠性的競(jìng)爭(zhēng)。

近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域出現(xiàn)了不少提高機(jī)械可靠性的科學(xué)研究，它們的出現(xiàn)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)就安全可靠方面有深遠(yuǎn)的影響，極大地減少了資源的浪費(fèi)，節(jié)省了制造的時(shí)間。由于可靠性的重要性，美國(guó)國(guó)家航空航天局已經(jīng)把它列為3大技術(shù)成就之一。我國(guó)由于底蘊(yùn)較淺，雖然有許多從事可靠性設(shè)計(jì)的研究人員，在可靠性設(shè)計(jì)中也有一定的成績(jī)，但是可靠性設(shè)計(jì)水平依然很低，與國(guó)際先進(jìn)水平有很大的差距，現(xiàn)在還是機(jī)械制造大國(guó)而非制造強(qiáng)國(guó)，依然需要不斷的探索創(chuàng)新，加快對(duì)于機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的研究，努力提高經(jīng)濟(jì)實(shí)力。

2　可靠性設(shè)計(jì)

可靠性設(shè)計(jì)即根據(jù)可靠性理論與方法，確定產(chǎn)品零部件以及整機(jī)的結(jié)構(gòu)方案和有關(guān)參數(shù)的過(guò)程。隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，工程界對(duì)于可靠性越來(lái)越重視?，F(xiàn)代生產(chǎn)表明，在設(shè)計(jì)、制造和使用過(guò)程中，最能保證產(chǎn)品可靠性的就是設(shè)計(jì)過(guò)程，設(shè)計(jì)水平?jīng)Q定了產(chǎn)品可靠性能的高低。而且可靠性貫穿于各個(gè)行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中，企業(yè)與研究部門(mén)應(yīng)該大力研究可靠性技術(shù)，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，從而保證經(jīng)濟(jì)利益的最大化。如圖1所示。

圖1 機(jī)械產(chǎn)品與可靠性關(guān)系框圖Fig.1 The relationship between mechanical products and reliability block diagram

隨著可靠性技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)方法，即數(shù)學(xué)模型法和物理原因法。數(shù)學(xué)模型法隨著研究的深入，形成了兩個(gè)研究方向，分別是將可靠性視為時(shí)間范疇或者視為某種偶然因素發(fā)生導(dǎo)致的結(jié)果。物理原因法也主要有兩個(gè)研究方向，分別是應(yīng)力和將可靠性定義為隨機(jī)過(guò)程，不超過(guò)規(guī)定水平的概率。如圖2所示。

圖2 可靠性設(shè)計(jì)的框圖Fig.2 Reliability design block diagram

3　可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著全球化經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期也越來(lái)越短。用戶越來(lái)越希望獲得功能多樣，性價(jià)比高，質(zhì)量有保障的產(chǎn)品。這就要求設(shè)計(jì)人員必須加快設(shè)計(jì)的步伐，縮短設(shè)計(jì)周期，同時(shí)也要保證設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量。那么如何更快更好地完成這些任務(wù)，如何在保證這些任務(wù)完成后還可以使經(jīng)濟(jì)利益最大化，已經(jīng)越來(lái)越受到人們的關(guān)注，這些已經(jīng)成為了機(jī)械發(fā)展的趨勢(shì)。

近些年來(lái)，隨著研究的不斷深入，可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)體現(xiàn)出了它的價(jià)值，解決了許多的問(wèn)題，不僅加快了設(shè)計(jì)的步伐，而且提高了產(chǎn)品的性價(jià)比。伴隨著科研人員的不斷努力，可靠性設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)在理論和使用方法上有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，兩者協(xié)同合作，各自發(fā)揮彼此的特點(diǎn)，從而保證了產(chǎn)品的最佳可靠性，使其在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)能更好地達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)，在保持機(jī)械產(chǎn)品安全可靠的同時(shí)又能使經(jīng)濟(jì)利益最大化。

4　可靠性靈敏度設(shè)計(jì)

在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行可靠性分析時(shí)，由于外界或者系統(tǒng)的不同原因，會(huì)造成分析不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，所以要求機(jī)械具有很好的靈敏性，可以說(shuō)靈敏度設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。所謂的機(jī)械產(chǎn)品的可靠性靈敏度設(shè)計(jì)，就是確保產(chǎn)品其余構(gòu)件不受影響的情況下，在可靠性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行靈敏度的設(shè)計(jì)，從而在設(shè)計(jì)參數(shù)不同的情況下，使得產(chǎn)品可靠性表現(xiàn)出不同的評(píng)價(jià)，這樣可以減少誤差，保證產(chǎn)品的可靠性能。

5　可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)

產(chǎn)品的優(yōu)良設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量的穩(wěn)健體現(xiàn)了產(chǎn)品的總體質(zhì)量，也表明企業(yè)的綜合實(shí)力。在機(jī)械工程中，正確的使用穩(wěn)健性設(shè)計(jì)，這樣在設(shè)計(jì)產(chǎn)品出現(xiàn)微小變化時(shí)依然可以保障產(chǎn)品的穩(wěn)定性使用。所以說(shuō)機(jī)械可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)是一種十分實(shí)用的方法，它允許產(chǎn)品設(shè)計(jì)出現(xiàn)更大的容差，從而降低了成本，在確保產(chǎn)品合格的條件下，給企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)利益。

6　結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，可靠性技術(shù)不僅越來(lái)越受到各行各業(yè)的重視，也是人們?nèi)粘＿x擇產(chǎn)品時(shí)的一個(gè)衡量指標(biāo)，只有安全可靠的產(chǎn)品才能得到顧客的認(rèn)可。近些年，我國(guó)的機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)雖然在近些年有了顯著提高，但是依然徘徊在低水平上，這需要研究人員吃苦耐勞，努力工作，發(fā)揮自己的智慧，做出自己的貢獻(xiàn)，而且國(guó)家對(duì)于機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)投入的財(cái)力、物力也十分龐大。我們相信，在政府的支持下，在研究人員的不斷努力下，我國(guó)的機(jī)械可靠性技術(shù)一定會(huì)有更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，

參考文獻(xiàn)：

［1］ 何正嘉，蔡改改，申中杰，等.基于機(jī)械診斷信息的設(shè)備運(yùn)行可靠性研究［J］.中國(guó)工程科學(xué)，2013，（01）：29.

［2］ 邱繼偉，張瑞軍，叢東升，等.機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)理論與方法研究［J］.工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào)，2011，（06）：27.

［3］ 何成銘，吳緯，孟慶均.運(yùn)行狀態(tài)理論在機(jī)械零件可靠性分析中的應(yīng)用［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與研究，2011，（02）：49.

［4］ 金雅娟，張義民.基于鞍點(diǎn)逼近的機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］.工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào)，2012，（02）：48.

中圖分類號(hào)：TH122

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-8646（2016）10-0048-02

收稿日期：2016-02-19

Connotation and progression of mechanical reliability design

WEI Chun-chao
（Joy Global （Jiamusi） Mining Equipment Co.， Ltd.，Jiamusi 154003， China）

Abstract：Reliability is an important indicator of product quality， and also a long clear goal. However， the application time of reliability in mechanical design and manufacture is not too long，so the relevant technical is not quite mature，which still needs researchers to make continuous efforts，break theory bound，ensure the production speed and ensure the quality at the same time. Combining with the development of mechanical design reliability， it discussed the connotation of mechanical reliability，and provided staff with some help on the design of mechanical reliability.

Key words：Mechanical products； Reliability design； Connotation； Progression