江苏新扬子造船有限公司 江苏靖江 214532
摘要：随着我国社会经济的不断发展，水上运输因为其运输风险小、成本低、方便快捷等特点越来越重要。但是船舶机械设备工作环境与其它机械设备相比十分恶劣，工作可靠性较低。为了进一步降低成本，尤其是为了保证船舶人员的生命财产安全，对船舶机械设备工作的可靠性研究十分必要。
关键词：可靠性特点；船舶机械设备；研究探讨
引言
作为水上运输的交通工具，船舶的安全性和可靠性至关重要，因此，船舶技术人员必须定时检查和维护船舶机械设备，最大程度降低船舶机械设备的故障率，有效增强船舶机械运作的稳定性。现阶段我国在船舶机械设备的可靠性研究依然有待增加，其重要性也不容忽视，若船舶机械设备存在安全隐患，便容易在试航时出现各种问题，发生机械故障，从而容易引起水上交通事故。基于此，针对船舶机械工作的可靠性研究并加以分析和归纳总结，对提高水上运输作业的安全性具有极大意义。
1船舶机械可靠性概念
可靠性是指元件、产品、系统在一定时间内、在一定条件下无故障地执行指定功能的能力或可能性。可通过可靠度、失效率、平均无故障间隔等来评价。具体到船舶机械来说，就是船舶机械在设计时充分考虑了它的易使用性和操作性，在使用后能通过日常维修延长使用寿命，发生故障也能很快排除，且使用寿命较长。但是船舶机械大部分时间处在高温、高湿、高噪、高盐度的恶劣工作环境中，其失效大多表现在损耗、疲劳、腐蚀等方面，而且失效机制也比较复杂多变，因而失效时机具有很大的不确定性。同时随着使用时间的不断增加，船舶机械的失效率也会跟着变大。船舶机械设备在机械设备体系内，无论从总体还是单个来讲，都是典型的小型装备，因此船舶机械设备又存在通用性不强的问题。同时船舶需要离岸作业，其中工作的机械设备如，起锚机、泵组、空压机等，又有许多。因此如何提高船舶机械的可靠性向来是业界的重点研究方向之一。
2船舶机械设备失效的机理及原因分析
船舶机械设备失效的情况主要有三种，分别为早期失效、偶尔失效和磨损失效。以下分别对这三类设备失效情况的原因进行分析。（1）造成早期失效的原因主要包括：船舶机械设计存在缺陷，设备制造和装配过程中工作人员操作不规范，设备的使用环节恶劣等。早期失效的现象可以通过对设备的调试和磨合进行解决。（2）偶然失效是在船舶机械设备大部分时间内发生的失效状况，不过该种失效状况发生的概率并不高，主要是由于偶然的因素所造成的，比如操作违章或者维护工作不到位等。（3）磨损失效是由于船舶机械设备在使用过程中经常会发生磨损，也使得磨损状况的发生成为了一种失效的状况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般情况下，船舶机械设备在工作时都有磨损，组成设备的各个部件在复杂的工作环境下都会出现老化、疲劳以及腐蚀等情况。在这种情况下，就需要我们加强对设备进行日常性的保养和维护，对于发现失效的零件需要及时进行更换，以降低设备的失效率。
3船舶机械设备可靠性特点
和电子设备的可靠性研究相比，当前我国在机械设备的可靠性理论和实践的研究方面还有很大的进步空间。同时，由于机械设备的自身特征所决定，进行机械设备的可靠性试验的复杂性。再加上在技术保密和封锁等方面的限制，我国在机械产品的可靠性方面的进展显得更加缓慢，针对于船舶的机械设备的可靠性来说，主要具有如下几个方面的特征：
3.1机械设备失效机制多样，可靠性的基础理论薄弱
船舶机械设备存在多样化的失效机制，不具备完善的可靠性基本理论。依照有关数据统计，电子设备发生故障时，一般为随机性的故障。是偶记，寿命依据指数分布。船舶机械设备与电子设备相比较，失效过程通常为疲劳、腐蚀以及损耗等。在实际运行中，实质上也是随机过程，但是随着时间的不断推移，失效率也在逐渐增大，并存在多种复杂的失效机制。并且，在不同的时刻，观测值是无法重复的，因此无法有效对表征机器的状态进行直接数据的测量。
3.2机械设备的故障样本少，进行开展可靠性试验所需成本高
船舶的机械设备功能特定性比较强，很多都不是按照标准化所设计的，除了一些如滚珠、齿轮以及轴承等基础固件，其余都是依据任务需求和结构特点等进行设计的，这就造成了设备的通用性不强，并不能像电子设备那样建立起系统的可靠性手册和试验规范。此外，船舶机械无论是总体还是单个部件大多都是典型的小子样装备。例如船舶阀门具有子样少、风险大、可靠性指标要求高、价格昂贵、一次性使用且一般为成败型等特点。由于机械设备根据功能设计，通用性不强的特点，往往进行其可靠性试验时的试验台架都是依据设备设计的，这样就造成人力物力、资金和试验周期的增加。
3.3机械设备所处环境因素复杂，可靠性试验难度大
与电子设备通常封闭和较为温和的环境而言，机械设备，特别是船舶机械通常都暴露在高温、高湿、高噪、高盐度等恶劣的环境条件下，根据任务需求的不同，所处环境也大相径庭，而这些环境对于设备的可靠性影响是很大的。但在可靠性试验中，无法完全模拟如此恶劣的外界因素，这就造成了进行可靠性试验的难度大增。此时通常选择可靠性模拟运行试验，它用于工况非常特殊，试验内容超出常规的试验要求或试验介质的性质、试验温度及压力有特殊要求的场合下的试验。但由此造成的问题就是由于机械设备故障的特点模拟试验时无法对设备的可靠性进行现实环境下试验，得出的设备可靠性结论会有较大误差。
4船舶机械设备的可靠性研究展望
机械设备作为我国大多数船舶的关键组成部分，其在可靠性方面的发展备受人们的关注，虽然我国在船舶机械设备工作可靠性方面的研究起步较晚，但是总体的发展势必良好，本文认为，未来我国在船舶机械的可靠性方面的研究方向主要表现在如下几个方面：首先，随着我国科技的进一步发展，船舶的机械零件势必会向着微型化的方向发展，同时也能够带动微型机电和机械系统的发展，从而促进船舶工业的快速发展。当然，也势必会在微型机械和微型机电系统的可靠性试验方面的研究带来较快的发展；其次，船舶机械可靠性的试验也开始由手动操作逐渐向着自动化、智能化以及仿真化的方向发展。当前由于船舶机械设备可靠性的试验基于机械设计、种类等的不同，往往会产生较大的数据量，而国外发达国家已经建立了相应的数据库，使得结果更加可靠可信；最后，当前针对船舶机械设备的可靠性试验一是基本处于静态预测的状况，例如很多基于FAT方法进行可靠性预测分析的，无法本质上解决动态条件下问题。二是多数方法都基于数理统计的可靠性理论的方法，有其先天局限性。当前研究正逐步将模糊数学、神经网络、灰色系统理论等融入到船舶机械设备的可靠性试验之中，将使船舶机械设备的可靠性试验的理论取得进展。
5结语
考虑到设备操作员与船员的设备体验，船舶机械设备的设计也有一定程度的优化性，加上其故障产生的原因及所处的外部环境和操作模式多种多样，因此，船舶机械设备的可靠性研究依然存在不足之处。目前为止还没有出现一套可行的可靠性试验模式，作为船舶机械设备的技术员，应当把船舶机械设备的功能性质及其复杂的故障因素考虑在内，以不断完善船舶设备的可靠性研究，提高问题解决的工作效率，加强船舶机械运行的稳定性与可靠性，尽可能地把安全隐患控制在一定范围内，减少因机械故障导致的安全事故发生率。
参考文献
[1]姜同敏，可靠性试验技术[M].北京航空航天大学出版社，2012.
[2]陈年平.船舶机械设备维修保养中的常见故障及排除[J].装备制造技术,2010(07):89-90.
论文作者:郑磊,韩刘锋,黄坤
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年6期
论文发表时间:2019/7/12
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