机械工程的可靠性优化设计分析论文_张达

机械工程的可靠性优化设计分析论文_张达

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摘要:随着我国机械制造业的不断发展,人们对机械工程提出了更高的要求,为了更好地满足这个行业的发展需求,借此提高机械工程所带来的社会效益和经济效益,机械工程的可靠性就需要加强,不断优化以促进该行业的发展水平不断提升,今后为人们带来更好的产品。

关键词:机械工程;可靠性;优化设计

引言

随着全球经济市场的不断发展,市场中电器产品的质量日益受到人们的关注,这同样也就要求着产品可靠性的不断升高。虽然对于源自电子领域的机械系统的可靠性工程技术已经形成了相应的试验、设计、与分析的标准方法,但是对于这些标准方法主要是以电子产品的寿命服从指数分布和一些随机性的故障为基础而修订的。由于机械产品的故障主要以零部件的维修、连接、使用方式以及零部件的损耗为主,而且很多机械产品是为特殊的某种用途而设计的产品,损耗数据并不通用,这样就形成了与电子产品完全不同的零件损耗性,所以使机械类的产品维修、维护标准方法与电子产品的维修、维护标准方法不能够通用。

1机械工程可靠性优化的现状

生活水平的提高使得人们对产品本身的质量提出了更高的要求,而我国的多数产品尽管目前在产品的可靠性以及综合性能上升级很快,但是整体而言因为发展时间较短还是无法与外国的企业相抗衡,尤其在机械制造的可靠性方面并不能够满足当下的需求。目前为了不断优化机械工程的制作流程,有关部门已经出台了一整套合理的体系。而在机械工程的可靠性优化设计这一领域中,由于之前的研究大都停留在理论假设上,缺乏足够的实践引导,因此相关方面的人才相当匮乏,这样下来不利于机械工程业的长久发展。因此,对于这一领域有关部门要给予足够的重视,使其稳步地发展并取得长足的进步。

2机械工程中可靠性优化设计的应用

2.1产品设计环节

在机械工程产品的设计工程中,最为关键的环节就在于对产品的整体组配和零部件的组装。机械产品由于本身系统非常精密,因此需要具备足够高的可靠性能,对于机械产品的优化主要在以下几个方面:(1)先大致了解并且具体掌握机械制造的完整流程,同时对于每一个零部件进行可靠性分析,进而推断出整体机械工程产品的可靠性能,并且以推测结果为基础进行指标设计。(2)进行指标分配,为了满足各个部件之间可靠性指标的要求,需要将机械制造的产品整体性能都分配到各个零部件之中。可靠性分配环节一般而言有再分配、比例分配以及等分配等多样的评分方法。对于单个零部件的设计过程,为了确保该零部件能够满足国家制定的标准规格,需要进行严格的比对和审查,确保机械工程的整体可靠性能。可靠性实验也是相当必要的,尤其是关键部位的零部件需要对其进行可靠性检测试验。对于可能出现问题的地方需要进行调整,直到其能够满足可靠性能的优化设计要求。

2.2产品制造环节

机械工程产品的整体质量要想获得提升,就需要从制造环节进行控制,机械产品的制造环节需要投入足够的重视,尤其是在可靠性能优化这一方面。在加工工艺中,需要选择比较高的技术水平,提升技术规格,这样就可以有效地提高机械制造的整体水平。机械产品制造的每一个流程都相当关键,可靠性优化的设计需要兼顾加工材料以及设备等方面,在全面考虑的基础上才可以制定出一套真正行之有效的优化设计指标。

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2.3使用维修阶段

机械制造产品有一些属于损耗品,所有的产品都具备使用寿命,使用寿命不仅与产品的本身设计有关,同时还与产品的后期使用以及保养情况有关,如果后期在机械产品的维修阶段采取了正确的维修方式,那么就可以有效地延长设备的使用寿命,这就相当于大幅度增加了对资源的利用率。而要想达到这一点就需要相关的工作人员从实际情况出发,通过自己的思维和逻辑判断明确产品需要维修的部位和具体的维修方法。经验丰富的维修人员可以通过优秀的维修手段大幅度提升一些产品的使用寿命。因此,在机械工程维修的可靠性优化设计过程中,不仅要控制维修的费用,同时也要考虑到可靠性维修的准确性。这样产品如果发生故障,问题点也会很快被发现并且及时得到纠正,这样就可以达到延长机械产品使用寿命的要求。

3研究维护机械系统可靠性方法的意义

通过对维护机械系统可靠性方法的研究探索,对于开展机械系统可靠性工作具有重要的意义。①在机械生产设计方面,我们已经拥有了固有的机械结构,但重要的是随后进入的机械设备的使用阶段,为了减少机械设备所产生的事故,提高机械使用的可靠性,对于维护机械系统可靠性方法的探索势在必行。②对于机械系统维修时,分析机械产品当时所处的环境是非常必要的,而且机械产品所处的环境并不是固定的,也是有变化的。通过对维护机械系统可靠性方法的研究,可以不断的根据实际情况优化机械产品维修周期和维修结构。

4具体可行的方法

提高系统可靠性的最有效方法是进行可靠性设计。进行可靠性设计时必须掌握影响可靠性的各种设计变量的分布特性和数据。正是由于维护机械系统可靠性中的困境,所以我们才要挖掘出有效的方法,解决现有维护机械系统可靠性维护中存在的问题。①我们可以从机械系统的硬件研究上入手,在机械系统设计中,除提高各元件的可靠性外,还尽可能地缩短传动链,减少元件数,这是提高机械系统可靠性的一个重要途径。为了保证系统较高的可靠性,一是提高各元件的可靠性,二是尽量减少元件数。以此正确有效的掌握机械系统中硬件的问题,并且可以借鉴前人已经有的经验,形成更加系统完善的技术方法和规范标准,并可以将前人不完善不健全的地方加以改善。②通过对硬件的操作控制的研究,还可以从机械系统的软件入手维护机械系统的可靠性。软件的特性与硬件完全不同,软件的可靠性来自于环境。在机械系统中,对重要的零部件,可以安装监控系统,及时报警异常现象。如温度变化、微裂纹等。所以在研究中,我们可以多从机械系统的环境变化方面入手。③增加对维护机械系统可靠性方法研究的具象性和实际性,由于我国对于维护机械系统可靠性的工作还属于基础性阶段,很多在研究中所使用的方法、指标都过于综合性和抽象性,难于适用于具体情况。这样就会造成维护机械可靠性与实际发生的情况相互脱节,因而我们应该多以实践为基础,强化基础管理,增加实践维护机械系统可靠性方法的可行性。

结语

传统的机械制造工程的可靠性优化设计过程中监测的维度很少,一般只有产品的体积、重量以及价格成本等方面会被纳入考虑的范围,但是产品本身的可靠性却很少得到关注,如今人们已经开始普遍关注这个问题,机械产品设计的可靠性能提升是时代的要求,这时就需要相关人员以及工程制造企业对于产品设计的可靠性优化指标设计投入足够的重视,在产品设计、产品制造和后期的产品使用、维修环节都加以重视,及时地发现问题、解决问题,用最低的成本同时选择最有效的维修方法将发现的故障及时排除,这样机械产品本身的使用寿命就可以得到有效的延长,这不仅意味着机械产品作为一个资源可以得到更好的利用,更重要的意义在于产品本身的质量,即机械工程的可靠性也得到了大幅的提高。

参考文献:

[1]冯忠绪,周保刚.工程机械可靠性的思考(上)[J].工程机械,2011.

[2]沈政,牛从民,邓连喜.FMEA在工程机械系统可靠性设计中的应用[J].工程机械,2012.

[3]李文侠,孙玉秋,张祖明.机械系统可靠性的工程计算法[J].机械设计与制造,2000.

[4]李强.机械制造工艺过程可靠性探讨[J].中国设备工程,2017(4):104-105.

论文作者:张达

论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期

论文发表时间:2019/12/9

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