王林飛

摘要：機(jī)械工程產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，對(duì)產(chǎn)品可靠性有較高要求，需要從多角度出發(fā)，對(duì)產(chǎn)品可靠性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。所以，為了更好地滿足這個(gè)行業(yè)的發(fā)展需求，借此提高機(jī)械工程所帶來的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，機(jī)械工程的可靠性就需要加強(qiáng)，不斷優(yōu)化以促進(jìn)該行業(yè)的發(fā)展水平不斷提升，今后為人們帶來更好的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程;可靠性;優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科技的進(jìn)步，人們對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的要求也越來越高。所以機(jī)械產(chǎn)品在滿足功能性和多樣性的同時(shí)，更需要滿足可靠性的要求，所以本文針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)方面加以闡述分析。

一、機(jī)械工程產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

我國機(jī)械工程制造業(yè)發(fā)展的起步較晚，在上世紀(jì)80年代時(shí)，才在產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)方面取得一定突破。隨著國內(nèi)機(jī)械工程產(chǎn)品可靠性研究組織機(jī)構(gòu)的相繼成立，加快了我國產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，對(duì)于推動(dòng)機(jī)械工程制造業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。但客觀而言，我國機(jī)械工程產(chǎn)品可靠性研究仍落后與西方發(fā)達(dá)國家，現(xiàn)有研究成果也偏重于理論，在實(shí)際生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用較少。從機(jī)械工程實(shí)踐情況來看，由于缺少產(chǎn)品可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，難以根據(jù)機(jī)械工程產(chǎn)品的實(shí)際用途、功能性能特點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品可靠性作出有效優(yōu)化?；蛞虍a(chǎn)品可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)周期較長，影響了實(shí)際工程進(jìn)程。再加上成本等方面的客觀限制條件，導(dǎo)致部分產(chǎn)品可靠性不足，容易影響機(jī)械工程產(chǎn)品的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性。針對(duì)這種狀況，必須提高對(duì)機(jī)械工程產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)的重視，同時(shí)應(yīng)明確機(jī)械工程產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)貫穿于工程實(shí)踐的全過程中，與產(chǎn)品制造、安裝、使用及維修緊密結(jié)合起來，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，提高機(jī)械工程產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)水平。

二、可靠性設(shè)計(jì)方法

可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)主要采用的方法有魯棒設(shè)計(jì)法和降額設(shè)計(jì)法

1.魯棒設(shè)計(jì)法

魯棒設(shè)計(jì)法，是由日本的機(jī)械設(shè)計(jì)師田口玄一首次提出，以統(tǒng)計(jì)分析為基礎(chǔ)，主要是根據(jù)產(chǎn)品的不可用性為用戶產(chǎn)生的損失來評(píng)判設(shè)計(jì)的可靠性。其中的損失指的是流失的可用性與合格可用性的比值，流失的可用性越大則可靠性越差，即產(chǎn)品合格性越差，說明產(chǎn)品質(zhì)量不合格。因此，降低流失可用性是關(guān)鍵因素，也是提升產(chǎn)品質(zhì)量的重點(diǎn)，可以通過嚴(yán)格審核產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加強(qiáng)生產(chǎn)材料質(zhì)量檢驗(yàn)，優(yōu)化生產(chǎn)加工工藝、強(qiáng)化產(chǎn)品調(diào)試試驗(yàn)等提升產(chǎn)品可靠性。任何一種機(jī)械產(chǎn)品都具有不同程度的敏感性，這是因?yàn)?，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)受到制造因素、使用環(huán)境因素以及使用年限等因素的影響。產(chǎn)品在制造過程中如溫度等可變因素有很多，使用過程中環(huán)境中的粉塵、煙霧、高溫等可變因素也很多，由于產(chǎn)品使用的時(shí)間變長，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，某些參數(shù)可能會(huì)發(fā)生改變，系統(tǒng)不可避免地會(huì)老化，以上種種因素都會(huì)使得產(chǎn)品變得敏感，這種設(shè)計(jì)方法正是以降低這種敏感性為主要目的。當(dāng)然，這種方法同樣也具有很多的不足之處，這種方法是將多種方法融合在一起，技術(shù)難度較大，耗資較多。在經(jīng)過長時(shí)間的努力實(shí)踐，人們已經(jīng)提出了該方法實(shí)現(xiàn)的最主要途徑，那就是提升產(chǎn)品的抗干擾能力。

2.降額設(shè)計(jì)

跟蹤機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用過程，獲悉大量的數(shù)據(jù)，分析表明故障率較低的產(chǎn)品在使用時(shí)的實(shí)際工作壓力都小于額定工作壓力。所以為了獲取最佳的降額方法，需要在反復(fù)的實(shí)踐過程中，將產(chǎn)品以及內(nèi)部的各個(gè)零件的平均應(yīng)力減小，將盡可能多的零件的強(qiáng)度提高。這樣就可以提高機(jī)械產(chǎn)品的可靠性?？偠灾殿~設(shè)計(jì)的宗旨就是首先確保產(chǎn)品的所有零部件實(shí)際承受的應(yīng)力都在額定的范圍之內(nèi)，然后再進(jìn)一步降低所有零部件的應(yīng)力以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

三、機(jī)械工程可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

在機(jī)械工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工程中，最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就在于對(duì)產(chǎn)品的整體組配和零部件的組裝。機(jī)械產(chǎn)品由于本身系統(tǒng)非常精密，因此需要具備足夠高的可靠性能，對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的優(yōu)化主要在以下幾個(gè)方面：（1）先大致了解并且具體掌握機(jī)械制造的完整流程，同時(shí)對(duì)于每一個(gè)零部件進(jìn)行可靠性分析，進(jìn)而推斷出整體機(jī)械工程產(chǎn)品的可靠性能，并且以推測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行指標(biāo)設(shè)計(jì)。（2）進(jìn)行指標(biāo)分配，為了滿足各個(gè)部件之間可靠性指標(biāo)的要求，需要將機(jī)械制造的產(chǎn)品整體性能都分配到各個(gè)零部件之中?？煽啃苑峙洵h(huán)節(jié)一般而言有再分配、比例分配以及等分配等多樣的評(píng)分方法。對(duì)于單個(gè)零部件的設(shè)計(jì)過程，為了確保該零部件能夠滿足國家制定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，需要進(jìn)行嚴(yán)格的比對(duì)和審查，確保機(jī)械工程的整體可靠性能?？煽啃詫?shí)驗(yàn)也是相當(dāng)必要的，尤其是關(guān)鍵部位的零部件需要對(duì)其進(jìn)行可靠性檢測(cè)試驗(yàn)。對(duì)于可能出現(xiàn)問題的地方需要進(jìn)行調(diào)整，直到其能夠滿足可靠性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)要求。

2.制造過程的可靠性設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)給了機(jī)械產(chǎn)品一個(gè)構(gòu)架，制造才真正給了機(jī)械產(chǎn)品一個(gè)完整性的實(shí)體，所以制造在形成機(jī)械產(chǎn)品的過程中具有關(guān)鍵性的地位，也是保證機(jī)械產(chǎn)品的可靠性非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。為了保證機(jī)械產(chǎn)品的可靠性，首先，需要在考慮產(chǎn)品零部件裝配過程中出現(xiàn)的各種問題，提出有效的解決辦法。其次，需要針對(duì)不同的機(jī)械產(chǎn)品選擇合適的工藝流程。機(jī)械產(chǎn)品加工過程中的任何一個(gè)工藝或者流程都會(huì)影響到系統(tǒng)整體的可靠性。所以，機(jī)械產(chǎn)品制造過程的可靠性設(shè)計(jì)需要把握住機(jī)械零部件的裝配和工藝流程的選擇兩個(gè)重要環(huán)節(jié)，保證整個(gè)產(chǎn)品的可靠性滿足最優(yōu)化要求。

3.基于產(chǎn)品維護(hù)檢修的可靠性優(yōu)化

在機(jī)械工程產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化過程中，也需要考慮產(chǎn)品在實(shí)際使用過程中的維護(hù)檢修問題。產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)要求是在產(chǎn)品正常使用壽命內(nèi)的可靠運(yùn)行。但是隨著機(jī)械工程產(chǎn)品使用時(shí)間的推移，其各方面功能性能水平難免會(huì)出現(xiàn)下降，此時(shí)就需要采用合適的維護(hù)檢修方法，恢復(fù)產(chǎn)品正常運(yùn)行，減少故障隱患。因此，在機(jī)械工程產(chǎn)品的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)中，還需要突出產(chǎn)品特點(diǎn)，提前制定維護(hù)檢修辦法，為產(chǎn)品使用提供指導(dǎo)。同時(shí)應(yīng)合理設(shè)計(jì)產(chǎn)品使用周期，明確產(chǎn)品報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，避免存在較高故障隱患的產(chǎn)品仍然繼續(xù)使用，引發(fā)安全事故。產(chǎn)品維護(hù)檢修及保養(yǎng)措施應(yīng)在設(shè)計(jì)文件和說明性文件中明確標(biāo)注，在制定維修方案時(shí)，也需要考慮成本方面的問題，避免因運(yùn)行維護(hù)成本過高，影響產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。通過基于以上幾方面的考慮，對(duì)機(jī)械工程產(chǎn)品可靠性作出多層次的優(yōu)化，可有效提升產(chǎn)品可靠性水平。

4.產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)

機(jī)械工程產(chǎn)品的整體質(zhì)量要想獲得提升，就需要從制造環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，機(jī)械產(chǎn)品的制造環(huán)節(jié)需要投入足夠的重視，尤其是在可靠性能優(yōu)化這一方面。在加工工藝中，需要選擇比較高的技術(shù)水平，提升技術(shù)規(guī)格，這樣就可以有效地提高機(jī)械制造的整體水平。

結(jié)語

機(jī)械工程產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中占有重要地位，是機(jī)械工程產(chǎn)品必須滿足的設(shè)計(jì)要求。這時(shí)就需要相關(guān)人員以及工程制造企業(yè)對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性優(yōu)化指標(biāo)設(shè)計(jì)投入足夠的重視，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造和后期的產(chǎn)品使用、維修環(huán)節(jié)都加以重視，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，用最低的成本同時(shí)選擇最有效的維修方法將發(fā)現(xiàn)的故障及時(shí)排除，這樣機(jī)械產(chǎn)品本身的使用壽命就可以得到有效的延長，這不僅意味著機(jī)械產(chǎn)品作為一個(gè)資源可以得到更好的利用，更重要的意義在于產(chǎn)品本身的質(zhì)量，即機(jī)械工程的可靠性也得到了大幅的提高。

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