馬 戟

卓成建設(shè)集團(tuán)有限公司

一、機(jī)械工程設(shè)計(jì)的概述

機(jī)械工程設(shè)計(jì)是多門技術(shù)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的產(chǎn)物，同時(shí)也是一個(gè)盡可能多地利用成功經(jīng)驗(yàn)不斷創(chuàng)新的過程。只有把機(jī)械工程設(shè)計(jì)和可靠性相結(jié)合起來，才能更好地設(shè)計(jì)出多功能、高質(zhì)量、高可靠性和低能耗的產(chǎn)品。機(jī)械工程設(shè)計(jì)前，首先要對機(jī)械工程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)查與分析，從分析的要求與研究中了解機(jī)械應(yīng)該具有的功能，以此作為機(jī)械工程設(shè)計(jì)的初期基礎(chǔ)，并規(guī)定機(jī)械在設(shè)計(jì)與制造過程中的約束條件。其次需要合理進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。方案設(shè)計(jì)決定著設(shè)計(jì)的成功與失敗。方案的設(shè)計(jì)不僅要符合機(jī)械自身的性能以及功能要求，更要考慮到檢驗(yàn)者對于機(jī)械的開發(fā)與認(rèn)識以及創(chuàng)新。

二、常用的可靠性設(shè)計(jì)方法分析

常用的可靠性設(shè)計(jì)方法主要有：(1)預(yù)防故障設(shè)計(jì)方法。其主要是通過對同類產(chǎn)品發(fā)生故障的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)從而對產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的加工，預(yù)防故障的出現(xiàn)或者是盡量地縮小故障發(fā)生的可能性。這是最為有效地保證產(chǎn)品的可靠性的方法之一。比如如果是要對機(jī)械產(chǎn)品的某一個(gè)部分進(jìn)行預(yù)防故障設(shè)計(jì)就可以先從那部分的選材做起，要參照過去的一些產(chǎn)品參數(shù)，選擇最為合適的材料，并且也要考慮到相應(yīng)的產(chǎn)品維修等方面。(2)穩(wěn)健性設(shè)計(jì)方法。其主要是指讓產(chǎn)品的相關(guān)的使用性能對于產(chǎn)品制造過程中的會遭遇到的環(huán)境變化等有一定的抵御能力，不會隨著環(huán)境的變化讓其產(chǎn)品性能也發(fā)生變化。同時(shí)也要保證產(chǎn)品在保質(zhì)期內(nèi)都能夠較大程度上地維持它的工作狀態(tài)，不會輕易地喪失工作能力。這種設(shè)計(jì)方法雖然可以有效地提高產(chǎn)品的可靠性，但因?yàn)樾枰度胼^大，所以比較難以實(shí)現(xiàn)。(3)降額設(shè)計(jì)方法。降額設(shè)計(jì)方法是通過減低產(chǎn)品零部件的使用應(yīng)力，并使它低于產(chǎn)品原本標(biāo)示的額定應(yīng)力。從而在一定程度上減少其發(fā)生故障的概率，保證其可靠性的設(shè)計(jì)方法。因?yàn)?，在過去的經(jīng)驗(yàn)中，大部分的機(jī)械產(chǎn)品在低于額定應(yīng)力的環(huán)境下運(yùn)行，其可靠性能夠到達(dá)最高的狀態(tài)。但是這個(gè)方法的實(shí)施往往存在著很大的難度。因?yàn)榫唧w要降多少最為合適并不是可以大概估算的，而是必須要通過長時(shí)間，大量的實(shí)驗(yàn)才能夠得出最精確的數(shù)據(jù)。從而切實(shí)地保證產(chǎn)品的可靠性。

三、機(jī)械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

機(jī)械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在：(1)合理選擇材料。機(jī)械工程可靠性設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)作業(yè)內(nèi)容和工種來確定材料的特性，如材料的耐腐蝕性、韌性、抗氧化程度等是否滿足生產(chǎn)作業(yè)，同時(shí)還要避免有毒或者遇到反應(yīng)就會產(chǎn)生有毒物質(zhì)材料的選用，這些不僅會對操作人員造成身體的侵害和危險(xiǎn)，還有可能造成更嚴(yán)重的事故。因此機(jī)械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)必須合理選擇材料。(2)機(jī)械工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)包括整體裝配設(shè)計(jì)及組裝零件設(shè)計(jì)。對整機(jī)產(chǎn)品可將其作為一個(gè)整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)主要分為兩種方式：第一、先對整個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)大致了解，分析各個(gè)零部件的可靠性程度，并推斷整體可靠性程度，這就是整體設(shè)計(jì)的可靠性預(yù)測，預(yù)測結(jié)果必須滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)；第二、把整體所要求的可靠性程度指標(biāo)分配到各個(gè)零件設(shè)計(jì)上，只要各個(gè)零件滿足可靠性要求即可，可靠性分配方法主要有四種：等分配法、再分配法、比例分配法、綜合評分分配法。在進(jìn)行單個(gè)零件設(shè)計(jì)過程中，我們挑選的零件盡可能采用國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)件或已經(jīng)在生產(chǎn)中大量使用的零件，并對重要性不同的零件分別用不同的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，一些關(guān)鍵部件必須進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。對產(chǎn)品的可靠性應(yīng)當(dāng)進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證和修改，直到滿足可靠性設(shè)計(jì)要求為止。另外，還要進(jìn)行人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這方面主要包括操作舒適性和適應(yīng)性設(shè)計(jì)。(3)機(jī)械工程制造過程的可靠性設(shè)計(jì)。如果要保證機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量，其制造環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵，所以制造過程的可靠性設(shè)計(jì)便顯得尤其重要，這里不僅要保證加工設(shè)備上的可靠性，更重要的是加工工藝和工藝流程上的選擇。如果把產(chǎn)品的工藝流程看成是一個(gè)系統(tǒng)，那么其中任何一個(gè)工藝方案或工序相當(dāng)于一個(gè)子系統(tǒng)。每一個(gè)子系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)都要考慮到各方面因素，例如：加工設(shè)備、工藝裝備、加工材料及工作人員的素質(zhì)等等，這樣才能確定出合理的子系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，最后通過對這些子系統(tǒng)指標(biāo)進(jìn)行整合分析，最終經(jīng)過合理手段統(tǒng)計(jì)出整個(gè)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。(4)機(jī)械工程使用及維修的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。機(jī)械工程的生命周期內(nèi)，售后維修意義非常重要。只有那些做好售后工作的單位，才能夠在激烈的市場競爭中獲取穩(wěn)定的發(fā)展。因此要想獲取穩(wěn)定的發(fā)展就要認(rèn)真分析售后維護(hù)工作。具體來講，要運(yùn)用邏輯分析措施，合理的制定維修策略，選取維修措施，明確其使用時(shí)間。對于機(jī)械產(chǎn)品來講，它的可維修能力和可靠性有著非常多的近似點(diǎn)。產(chǎn)品的維修性能必須在對產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)的時(shí)候就應(yīng)當(dāng)考慮到，以使得設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品達(dá)到故障容易發(fā)現(xiàn)、故障零件易于更換的目的。當(dāng)我們開展維修設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，一定要將費(fèi)用考慮到，要以最少的成本獲取最高的效益，盡量地降低問題發(fā)生幾率?；诳煽啃岳碚摰木S修性顯得尤其重要，一個(gè)合理、經(jīng)濟(jì)的維修規(guī)則的制定在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的科學(xué)化和現(xiàn)代化進(jìn)程中具有巨大的意義。不僅如此，在進(jìn)行維修可靠性過程中，還應(yīng)當(dāng)考慮到標(biāo)準(zhǔn)化工具的使用、維修人員的素質(zhì)、維修設(shè)備的先進(jìn)性等等問題。

結(jié)束語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，人們不僅對多功能產(chǎn)品有強(qiáng)烈需求，也需要多功能產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)其應(yīng)具備的功能。而可靠性設(shè)計(jì)是多學(xué)科與多技術(shù)相互交叉融合的產(chǎn)物，其與價(jià)值工程、系統(tǒng)工程、環(huán)境工程及質(zhì)量控制工程等有著密切的關(guān)系，因此對機(jī)械工程的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析具有重要意義。

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