機械可靠性設(shè)計方式與原理

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[摘要]社會的進一步發(fā)展，促使現(xiàn)階段我國工業(yè)科技水平不斷提升，此種背景下，各類機械設(shè)備被制造并且應(yīng)用在人們的生產(chǎn)以及生活中，為保證機械正常發(fā)揮作用，可靠性設(shè)計質(zhì)量顯得尤為重要?；诖耍⒆阌跈C械制造角度，分析可靠性設(shè)計方式，研究基本設(shè)計原理，以期促進機械制造正向發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]機械制造；可靠性；原理

1機械可靠性設(shè)計方式

1.1機械可靠性優(yōu)化設(shè)計

立足于機械產(chǎn)品基礎(chǔ)生產(chǎn)情況而言，近幾年的機械制造技術(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)對日益增長的市場需求，以及逐漸提升的質(zhì)量需求，機械優(yōu)化設(shè)計理念形成，在融合了數(shù)學(xué)理論知識計算機技術(shù)之后，可以實現(xiàn)各種復(fù)雜問題的分析與優(yōu)化，對于提升設(shè)計水平有著重要意義。對于機械產(chǎn)品的可靠性而言，將會對產(chǎn)品應(yīng)用效果與性能產(chǎn)生影響，做好可靠性設(shè)計十分必要，也是在最短時間之內(nèi)，生產(chǎn)最為優(yōu)秀產(chǎn)品的基礎(chǔ)所在。機械的可靠性優(yōu)化設(shè)計具體表現(xiàn)在三個方面：質(zhì)量、成本以及可靠性。對于可靠性設(shè)計以及優(yōu)化設(shè)計需要持辯證態(tài)度觀看，具體可以分為兩個角度進行看論述：一方面，可靠性設(shè)計并不等與優(yōu)化設(shè)計，因為在單一設(shè)計中，可靠性設(shè)計完成之后，機械產(chǎn)品內(nèi)部各個零件的參數(shù)并不一定達到最佳狀態(tài)。另一方面，優(yōu)化設(shè)計并不等與可靠性設(shè)計，同樣在單一設(shè)計中，優(yōu)化設(shè)計完成之后，機械產(chǎn)品內(nèi)部并非可以在任何情況下都保持穩(wěn)定性，也不具備在特定時間、地點，完成特定功能的效果。因此在機械可靠性優(yōu)化設(shè)計中需要考慮到上述問題。

1.2機械可靠性靈敏度設(shè)計

對于機械產(chǎn)品而言，可靠性設(shè)計中必將會涉及到靈敏度分析。通常情況下，在完成機械產(chǎn)品設(shè)計之后，需要對方案進行模擬測試，根據(jù)模擬測試結(jié)果進行方案的改變，改變方案之后需要進行二次模擬測試，在反復(fù)的測試分析過程中，將會涉及到大量的人力資源以及物力資源，此時生產(chǎn)效率就會降低[1]。加之一些機械產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)組成就較為復(fù)雜，測試分析過程中，無論是數(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)計便顯得尤為重要。在可靠性設(shè)計中，將會對各類信息進行分析，從而得出各個零件的最優(yōu)狀態(tài)，而這個最優(yōu)狀態(tài)其實就是靈敏度，一個設(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，是因為可以提升各類參數(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。機械可靠性靈敏度設(shè)計簡單來說就是在可靠性基礎(chǔ)上的靈敏度設(shè)計，通過靈敏度分析結(jié)果來確定一個具體的參數(shù)，從而提升產(chǎn)品的整體性能。機械可靠性靈敏度設(shè)計對于可靠性設(shè)計來說意義重大，能夠有效地降低機械產(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，對機械可靠性影響較為明顯，需要在制造過程中重點控制。如果部分因素的靈敏度較高，對機械可靠性影響并不明顯，則可以將其作為確定量值進行處理。

2機械可靠性的設(shè)計原理

就機械制造基本內(nèi)容而言，可靠性設(shè)計真正的目的在于提升設(shè)備穩(wěn)定性，通常情況下，會議物理力學(xué)、光學(xué)以及材料學(xué)作為基礎(chǔ)，經(jīng)過必要的試驗分析得出試驗數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)得出產(chǎn)品各個環(huán)境下的應(yīng)用參數(shù)，從而尋求最優(yōu)化性能點，完成設(shè)備改造。具體而言，機械可靠性設(shè)計原理的應(yīng)用將會形成產(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。此時設(shè)備的可靠性設(shè)計相當(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)容進行參數(shù)改造即可[2]。結(jié)合機械物理指標(biāo)體系而言，可以將機械可靠性設(shè)計方法總結(jié)為以下兩種：定性設(shè)計法。此種方法在應(yīng)用過程中，將會借鑒以往成功的設(shè)計經(jīng)驗，或者以失敗的經(jīng)驗作為設(shè)計參考，最終得出一個作為合適的設(shè)計方案，以此避免可靠性設(shè)計缺陷的存在。具體而言，在產(chǎn)品的制作過程中，設(shè)計者應(yīng)用各類設(shè)備以及技術(shù)對待生產(chǎn)設(shè)備進行建模，模擬設(shè)備實際應(yīng)用場景，從而得出機械設(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)，對可靠性設(shè)計方案進行優(yōu)化，盡可能提升待生產(chǎn)設(shè)備的性能。定量設(shè)計法。定量設(shè)計方法在應(yīng)用過程中，主要借助于應(yīng)力強度干涉模型以及函數(shù)理論進行設(shè)備性能分析。通常情況下，定量設(shè)計方法會將機械設(shè)備所具有的強度以及應(yīng)力規(guī)定為隨機變量，之后應(yīng)用概率思維分析變量與性能之間的關(guān)系，并且得出各個區(qū)域內(nèi)的線性關(guān)系，最終計算出設(shè)備可靠程度，以及可靠性標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。

3結(jié)語

立足于機械制造工程角度，機械可靠性設(shè)計是一項基礎(chǔ)工程，因為任何設(shè)備被研究與制造的基本目的都是為了正常服務(wù)社會。這就需要從機械制造的基礎(chǔ)內(nèi)容進行考慮，無論是零件質(zhì)量還是技術(shù)設(shè)計都需要具有科學(xué)性以及實踐性，這樣才能從根本上提升機械質(zhì)量，促使其更好地發(fā)揮服務(wù)作用。

【參考文獻】

[1]鄺治全.FDM3D打印技術(shù)在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用——以平面連桿機構(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.安徽省安裝和機械設(shè)備協(xié)會再次榮獲安徽省2017年度第五屆省級“百優(yōu)社會組織”光榮稱號[J].安裝，2018(01)：13.

作者：陳應(yīng)龍 單位：廣州華佳軟件有限公司