機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方式與原理

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[摘要]社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展，促使現(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)科技水平不斷提升，此種背景下，各類機(jī)械設(shè)備被制造并且應(yīng)用在人們的生產(chǎn)以及生活中，為保證機(jī)械正常發(fā)揮作用，可靠性設(shè)計(jì)質(zhì)量顯得尤為重要?；诖?，立足于機(jī)械制造角度，分析可靠性設(shè)計(jì)方式，研究基本設(shè)計(jì)原理，以期促進(jìn)機(jī)械制造正向發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]機(jī)械制造；可靠性；原理

1機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方式

1.1機(jī)械可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)

立足于機(jī)械產(chǎn)品基礎(chǔ)生產(chǎn)情況而言，近幾年的機(jī)械制造技術(shù)應(yīng)用效果良好，不僅可以提升制造效率，還可以提升質(zhì)量。為應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，以及逐漸提升的質(zhì)量需求，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理念形成，在融合了數(shù)學(xué)理論知識(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)之后，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜問題的分析與優(yōu)化，對(duì)于提升設(shè)計(jì)水平有著重要意義。對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的可靠性而言，將會(huì)對(duì)產(chǎn)品應(yīng)用效果與性能產(chǎn)生影響，做好可靠性設(shè)計(jì)十分必要，也是在最短時(shí)間之內(nèi)，生產(chǎn)最為優(yōu)秀產(chǎn)品的基礎(chǔ)所在。機(jī)械的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)具體表現(xiàn)在三個(gè)方面：質(zhì)量、成本以及可靠性。對(duì)于可靠性設(shè)計(jì)以及優(yōu)化設(shè)計(jì)需要持辯證態(tài)度觀看，具體可以分為兩個(gè)角度進(jìn)行看論述：一方面，可靠性設(shè)計(jì)并不等與優(yōu)化設(shè)計(jì)，因?yàn)樵趩我辉O(shè)計(jì)中，可靠性設(shè)計(jì)完成之后，機(jī)械產(chǎn)品內(nèi)部各個(gè)零件的參數(shù)并不一定達(dá)到最佳狀態(tài)。另一方面，優(yōu)化設(shè)計(jì)并不等與可靠性設(shè)計(jì)，同樣在單一設(shè)計(jì)中，優(yōu)化設(shè)計(jì)完成之后，機(jī)械產(chǎn)品內(nèi)部并非可以在任何情況下都保持穩(wěn)定性，也不具備在特定時(shí)間、地點(diǎn)，完成特定功能的效果。因此在機(jī)械可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)中需要考慮到上述問題。

1.2機(jī)械可靠性靈敏度設(shè)計(jì)

對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品而言，可靠性設(shè)計(jì)中必將會(huì)涉及到靈敏度分析。通常情況下，在完成機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)之后，需要對(duì)方案進(jìn)行模擬測(cè)試，根據(jù)模擬測(cè)試結(jié)果進(jìn)行方案的改變，改變方案之后需要進(jìn)行二次模擬測(cè)試，在反復(fù)的測(cè)試分析過程中，將會(huì)涉及到大量的人力資源以及物力資源，此時(shí)生產(chǎn)效率就會(huì)降低[1]。加之一些機(jī)械產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)組成就較為復(fù)雜，測(cè)試分析過程中，無(wú)論是數(shù)學(xué)幾何參數(shù)還是物理參數(shù)信息都較為眾多，因此可靠性設(shè)計(jì)便顯得尤為重要。在可靠性設(shè)計(jì)中，將會(huì)對(duì)各類信息進(jìn)行分析，從而得出各個(gè)零件的最優(yōu)狀態(tài)，而這個(gè)最優(yōu)狀態(tài)其實(shí)就是靈敏度，一個(gè)設(shè)備靈敏度較高，則可靠性就較為明顯，之所以引入靈敏度概念，是因?yàn)榭梢蕴嵘黝悈?shù)分析的效率與質(zhì)量，常見的靈敏度分析方法有以下幾種：例如直接分析法、伴隨變量法以及函數(shù)法等。機(jī)械可靠性靈敏度設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單來說就是在可靠性基礎(chǔ)上的靈敏度設(shè)計(jì)，通過靈敏度分析結(jié)果來確定一個(gè)具體的參數(shù)，從而提升產(chǎn)品的整體性能。機(jī)械可靠性靈敏度設(shè)計(jì)對(duì)于可靠性設(shè)計(jì)來說意義重大，能夠有效地降低機(jī)械產(chǎn)品參數(shù)分析復(fù)雜程度。在分析過程中，如果部分因素的靈敏度較低，對(duì)機(jī)械可靠性影響較為明顯，需要在制造過程中重點(diǎn)控制。如果部分因素的靈敏度較高，對(duì)機(jī)械可靠性影響并不明顯，則可以將其作為確定量值進(jìn)行處理。

2機(jī)械可靠性的設(shè)計(jì)原理

就機(jī)械制造基本內(nèi)容而言，可靠性設(shè)計(jì)真正的目的在于提升設(shè)備穩(wěn)定性，通常情況下，會(huì)議物理力學(xué)、光學(xué)以及材料學(xué)作為基礎(chǔ)，經(jīng)過必要的試驗(yàn)分析得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)得出產(chǎn)品各個(gè)環(huán)境下的應(yīng)用參數(shù)，從而尋求最優(yōu)化性能點(diǎn)，完成設(shè)備改造。具體而言，機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)原理的應(yīng)用將會(huì)形成產(chǎn)品最優(yōu)參數(shù)指標(biāo)，可以得出零件使用壽命參數(shù)以及具體性能。此時(shí)設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)相當(dāng)于具有一系列科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，制造過程中只需要按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定內(nèi)容進(jìn)行參數(shù)改造即可[2]。結(jié)合機(jī)械物理指標(biāo)體系而言，可以將機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方法總結(jié)為以下兩種：定性設(shè)計(jì)法。此種方法在應(yīng)用過程中，將會(huì)借鑒以往成功的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，或者以失敗的經(jīng)驗(yàn)作為設(shè)計(jì)參考，最終得出一個(gè)作為合適的設(shè)計(jì)方案，以此避免可靠性設(shè)計(jì)缺陷的存在。具體而言，在產(chǎn)品的制作過程中，設(shè)計(jì)者應(yīng)用各類設(shè)備以及技術(shù)對(duì)待生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行建模，模擬設(shè)備實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，從而得出機(jī)械設(shè)備使用模擬參數(shù)，分析出應(yīng)用過程中可能發(fā)生的故障，以及可能影響設(shè)備正常使用的因素，然后以此為基礎(chǔ)，對(duì)可靠性設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，盡可能提升待生產(chǎn)設(shè)備的性能。定量設(shè)計(jì)法。定量設(shè)計(jì)方法在應(yīng)用過程中，主要借助于應(yīng)力強(qiáng)度干涉模型以及函數(shù)理論進(jìn)行設(shè)備性能分析。通常情況下，定量設(shè)計(jì)方法會(huì)將機(jī)械設(shè)備所具有的強(qiáng)度以及應(yīng)力規(guī)定為隨機(jī)變量，之后應(yīng)用概率思維分析變量與性能之間的關(guān)系，并且得出各個(gè)區(qū)域內(nèi)的線性關(guān)系，最終計(jì)算出設(shè)備可靠程度，以及可靠性標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。

3結(jié)語(yǔ)

立足于機(jī)械制造工程角度，機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)是一項(xiàng)基礎(chǔ)工程，因?yàn)槿魏卧O(shè)備被研究與制造的基本目的都是為了正常服務(wù)社會(huì)。這就需要從機(jī)械制造的基礎(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行考慮，無(wú)論是零件質(zhì)量還是技術(shù)設(shè)計(jì)都需要具有科學(xué)性以及實(shí)踐性，這樣才能從根本上提升機(jī)械質(zhì)量，促使其更好地發(fā)揮服務(wù)作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]鄺治全.FDM3D打印技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用——以平面連桿機(jī)構(gòu)單元為例[J].廣東職業(yè)技術(shù)教育與研究，2019(02)：107-110.

[2]徐俊.安徽省安裝和機(jī)械設(shè)備協(xié)會(huì)再次榮獲安徽省2017年度第五屆省級(jí)“百優(yōu)社會(huì)組織”光榮稱號(hào)[J].安裝，2018(01)：13.

作者：陳應(yīng)龍 單位：廣州華佳軟件有限公司