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可靠性设计在机械中的应用

时间:2015-08-19 来源:未知 作者:小韩 本文字数:2711字

  1 产品可靠性设计的现状和研究背景

  1.1 产品可靠性设计的现状

  因为受到过去的很多问题的干扰,我们国家的机械制造行业发展得不是很好,尤其是比对西方国家来看,差距更是明显。与之相关的可靠性分析工作更是发展得非常缓慢。一直到 1980 年之后,我们国家才在这方面有了一定的突破,而且还成立了专门研究机构,培养了许多优秀的工作者。不过从总的层面上来看,此类研究过分地看重理论层面的内容,没有注重发展实践,和西方国家比对来看还是有着很多的差异。

  1.2 产品可靠性设计的研究背景

  由于社会不断发展,科技一直进步,此时产品更新的速度也在加快。在这种背景之下,人们可以随意地选择多种类型的产品,而且此时人们更加地关注它们的可靠性特点,因此就出现了可靠性设计这个理念。由于科技发展速度不断加快,此时生产出的产品的结构也开始朝着复杂化发展。工作者们开始将各种优秀的工艺运用到生产工作之中,此时得到的产品也更加复杂,它们的更新速度也较之于以往加快了很多。当我们开展设计工作的时候,要积极深化,不断完善。当我们制造出一类商品以后,并不是直接的投入市场,先要接受试验,当测试性能等达标之后才可以将其投放市场。之所以要对其试验,是因为许多产品本身并不是很可靠,有一些设计或是工艺等层面的问题。所以,作为生产单位在生产产品的时候,先要展开细致的规划设计,将潜在的问题控制住,进而提升其稳定性,实现预期目的。因此在这种背景之下,可靠性设计工作就开始被人们所熟知。

  具体来讲,可靠性指的是产品在要求的状态之下,实现特定功效的水平。我们可将特定零件看成是测试对象,也可以将某个系统或是装备等当成是测试对象。在具体的开展设计工作的时候,在符合功效以及时限等的规定的背景之下,确保产品的稳定性符合人们的要求,这即是可靠性设计。它牵扯的范围非常广,不但涵盖传统技术,还涵盖环境工程以及电脑等等。

  2 可靠性的发展过程

  人类最初开始分析可靠性工艺已经是七十年之前的事情了。通过分析它的发展历程我们可以将其分成三个时期。第一,初期探索时期:在二战中,英美等国家的很多重要武器在作战的时候经常发生机械问题,这就会影响作战,从那时开始人们就意识到设备可靠性的重要性,因此可靠性研究工作就进入到了筹划时期。接着英美德等国家针对不同军事装备提出了相应的可靠性指标。1942 年,美国麻省理工学院在真空管的可靠性研究上取得了相当大的成效。上述内容表示着该项研究工作进入到了探索时期。第二,过程发展时期:在历经了早起的探索时期之后,该项研究工作做开始朝着较为成熟的方向发展,人们将该时期叫做过程发展时期。在这个时期里,那些比较重视制造业的国家,像是英美等开始进行生化探索,而且获取了许多显着的成就,这就在无形中使得该项研究工作今后的发展方向有了保障,使其进入到全新的发展时期。第三,国际化时期:

  在这个时期,可靠性研究工作已经开展得非常完善了,此时相关的技术也开始被大量应用,它的很多优点开始被全球所熟知,不论是发展中国家亦或是发达国家都积极地开展此类研究工作,投入了许多的精力和物力以及人力资源,此时使得该项研究工作正式迈入了国际化时期。可靠性技术的国际化主要体现在各种国际学术组织的确立、国际可靠性和可维护性技术委员会的成立。

  3 可靠性设计在机械中的应用

  3.1 设计环节的可靠性设计

  机械产品设计包括整体装配设计及组装零件设计。对整机产品可将其作为一个整体进行设计,设计主要分为两种方式:(1)先对整个系统有一个大致了解,分析各个零部件的可靠性程度,并推断整体可靠性程度,这就是整体设计的可靠性预测,预测结果必须满足设计指标;(2) 把整体所要求的可靠性程度指标分配到各个零件设计上,只要各个零件满足可靠性要求即可,可靠性分配方法主要有四种:等分配法、再分配法、比例分配法、综合评分分配法。在进行单个零件设计过程中,我们挑选的零件尽可能采用国家规定的标准件或已经在生产中大量使用的零件,并对重要性不同的零件分别用不同的设计方法进行设计,一些关键部件必须进行可靠性试验。对产品的可靠性应当进行反复验证和修改,直到满足可靠性设计要求为止。另外,还要进行人机系统的设计,这方面主要包括操作舒适性和适应性设计。

  3.2 制造过程的可靠性设计

  一个产品,如果要保证其质量,那么制造环节是最大的关键,所以制造过程的可靠性设计便显得尤其重要,这里我们不仅要保证加工设备上的可靠性,更重要的是加工工艺和工艺流程上的选择。如果把产品的工艺流程看成是一个系统,那么其中任何一个工艺方案或工序相当于一个子系统。每一个子系统的可靠性设计都要考虑到各方面因素,例如:加工设备、工艺装备、加工材料及工作人员的素质等等,这样才能确定出合理的子系统可靠性指标,最后通过对这些子系统指标进行整合分析,最终经过合理手段统计出整个系统的可靠性指标。

  3.3 使用及维修的可靠性设计

  对于产品来讲,在其生命周期之内,售后维修占据的意义不同寻常。通过观察平时所见,我们不难发现只有那些做好售后工作的单位,才能够在激烈的竞争狂潮之中获取稳定的发展,才能够拥有一席之地。因此,我们要想获取稳定的发展就要认真分析售后维护工作。具体来讲,要运用逻辑分析措施,合理的制定维修策略,选取维修措施,明确其使用时间。对于机械产品来讲,它的可维修能力和可靠性有着非常多的近似点。产品的维修性能必须在对产品进行可靠性设计的时候就应当考虑到,以使得设计出的产品达到故障容易发现、故障零件易于更换的目的。当我们开展维修设计工作的时候,一定要将费用考虑到,要以最少的成本获取最高的效益,尽量地降低问题发生几率。基于可靠性理论的维修性显得尤其重要,一个合理、经济的维修规则的制定在产品设计的科学化和现代化进程中具有巨大的意义。不仅如此,在进行维修可靠性过程中,还应当考虑到标准化工具的使用、维修人员的素质、维修设备的先进性等等问题。

  4 结束语

  在常见的设计中,我们并没有分析可靠性要素,因此它无法体现出产品的可靠性特点。在开展设计工作的时候,假如单纯的分析可靠性或是优化设计的话,无法获取很好的结果。因此我们在工作中,不但要分析优化指标还要分析可靠性要素,将两者合理地融汇到一起,只有这样我们才能够获取非常好的效益。由于经济高速发展,此时我们国家的机械制造行业获取了非常显着的成就,开始朝着更为复杂的方向发展,此时必然会更为频繁地开展可靠性优化设计工作,这是当前企业的发展方向。

  参考文献
  
  [1]天津工程机械研究所。国外机械工业基本情况[M].北京:机械工业出版社,1990.
  [2]万耀青,等。机电工程现代设计方法[M].北京:北京理工大学出版社,1994.
  [3]幅尔 G 拜茨 W.工程设计学[M].北京:机械工业出版社,1992.

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