劉峰　王慶鑫　趙秉祝

摘? ? 要：隨著我國經(jīng)濟技術的快速發(fā)展，人們對機械工程提出了更高的要求，機械工程產(chǎn)品應用廣泛，對產(chǎn)品可靠性有較高要求，需要從多角度出發(fā)，對產(chǎn)品可靠性進行優(yōu)化設計。首先對機械工程產(chǎn)品可靠性設計現(xiàn)狀進行分析，探討機械工程產(chǎn)品可靠性設計存在的不足。在此基礎上，研究機械工程產(chǎn)品可靠性優(yōu)化設計要點，提出幾點具體的優(yōu)化方法，以期促進其產(chǎn)品質(zhì)量水平的提升。

關鍵詞：機械工程;產(chǎn)品可靠性;優(yōu)化設計

1? 引言

我國機械工程制造業(yè)發(fā)展較快，產(chǎn)品質(zhì)量水平不斷提升，已經(jīng)進入良性發(fā)展期。但是在機械工程產(chǎn)品設計中，由于未能處理好產(chǎn)品功能擴展與可靠性要求的關系，導致產(chǎn)品可靠性存在不足，容易對產(chǎn)品使用安全造成一定影響。針對這種問題，應在提升產(chǎn)品可靠性設計重視度的基礎上，采取有效的優(yōu)化措施，為產(chǎn)品可靠性提供保障。

2? 機械工程可靠性優(yōu)化的現(xiàn)狀

我國機械工程制造業(yè)發(fā)展的起步較晚，在上世紀80年代時，才在產(chǎn)品可靠性設計方面取得一定突破。隨著國內(nèi)機械工程產(chǎn)品可靠性研究組織機構的相繼成立，加快了我國產(chǎn)品可靠性設計的標準化進程，對于推動機械工程制造業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻。但客觀而言，我國機械工程產(chǎn)品可靠性研究仍落后與西方發(fā)達國家，現(xiàn)有研究成果也偏重于理論，在實際生產(chǎn)領域的應用較少。從機械工程實踐情況來看，由于缺少產(chǎn)品可靠性的優(yōu)化設計經(jīng)驗，難以根據(jù)機械工程產(chǎn)品的實際用途、功能性能特點，對產(chǎn)品可靠性作出有效優(yōu)化?；蛞虍a(chǎn)品可靠性優(yōu)化設計周期較長，影響了實際工程進程。再加上成本等方面的客觀限制條件，導致部分產(chǎn)品可靠性不足，容易影響機械工程產(chǎn)品的運行安全性和穩(wěn)定性。針對這種狀況，必須提高對機械工程產(chǎn)品可靠性設計的重視，同時應明確機械工程產(chǎn)品可靠性設計優(yōu)化應貫穿于工程實踐的全過程中，與產(chǎn)品制造、安裝、使用及維修緊密結合起來，不斷積累經(jīng)驗，提高機械工程產(chǎn)品可靠性設計水平。

3? 機械工程的可靠性優(yōu)化設計原理

3.1? 機械可靠性定量設計方法

機械可靠性設計的定義是指借助可靠性試驗并且對可靠性數(shù)據(jù)的結果進行分析，再通過物理學方面的研究來確定試驗產(chǎn)品的設計參數(shù)，以達到提高試驗產(chǎn)品的整體品質(zhì)和性能的一種方法。憑借此方法，不僅可以在對產(chǎn)品進行設計的階段就確定好產(chǎn)品需要參照的可靠性指標，還可以確定機械產(chǎn)品的關鍵零部件的具體性能和具體的使用年限。機械可靠性定量設計方法是指，在對機械產(chǎn)品進行設計的階段，應用合理的概率方法、考慮機械產(chǎn)品的實效概率以及可靠度對機械應力和機械強度等隨機變量數(shù)據(jù)進行計算。之后再應用計算出的數(shù)據(jù)對機械的可靠性設計進行評估。

3.2? 機械可靠性定性設計方法

在對機械產(chǎn)品進行設計的階段，為提高設計質(zhì)量，從之前的成功或失敗中吸取經(jīng)驗教訓，避免出現(xiàn)之前發(fā)生過的問題。具體來看，就是在對機械產(chǎn)品進行設計的階段，先預估投入使用這些機械產(chǎn)品后可能會出現(xiàn)的各種問題，并且分析考慮會影響機械產(chǎn)品的使用過程因素，再對設計方案進行合理的改進，減少影響機械產(chǎn)品運行的不良因素所帶來的影響。

3.3? 機械工程的可靠性優(yōu)化設計基本理論

在工程實踐中，設計人員發(fā)現(xiàn)在隨機性之外，模糊信息對于工程而言也是至關重要的。故而，在以往的可靠性理念中，概率論和模糊理論是對不確定問題的最好闡釋。但是以上方式如果要追求精準性，就必須要有足夠龐大的數(shù)據(jù)支撐，計算量極為龐大。在各項優(yōu)化的基礎上，研究人員提出了結構概率，模糊，非概率混合可靠性模型，這是對現(xiàn)有信息的一種綜合，可以更加系統(tǒng)、全面地表征真實的安全情況，為以后的設計做好充分的準備打下堅實的基礎。

4? 機械工程中可靠性優(yōu)化設計的應用

4.1? 產(chǎn)品設計環(huán)節(jié)

在機械工程產(chǎn)品的設計工程中，最為關鍵的環(huán)節(jié)就在于對產(chǎn)品的整體組配和零部件的組裝。機械產(chǎn)品由于本身系統(tǒng)非常精密，因此需要具備足夠高的可靠性能，對于機械產(chǎn)品的優(yōu)化主要在以下幾個方面：①先大致了解并且具體掌握機械制造的完整流程，同時對于每一個零部件進行可靠性分析，進而推斷出整體機械工程產(chǎn)品的可靠性能，并且以推測結果為基礎進行指標設計。②進行指標分配，為了滿足各個部件之間可靠性指標的要求，需要將機械制造的產(chǎn)品整體性能都分配到各個零部件之中?？煽啃苑峙洵h(huán)節(jié)一般而言有再分配、比例分配以及等分配等多樣的評分方法。對于單個零部件的設計過程，為了確保該零部件能夠滿足國家制定的標準規(guī)格，需要進行嚴格的比對和審查，確保機械工程的整體可靠性能?？煽啃詫嶒炓彩窍喈敱匾?，尤其是關鍵部位的零部件需要對其進行可靠性檢測試驗。對于可能出現(xiàn)問題的地方需要進行調(diào)整，直到其能夠滿足可靠性能的優(yōu)化設計要求。

4.2? 產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)

機械工程產(chǎn)品的整體質(zhì)量要想獲得提升，就需要從制造環(huán)節(jié)進行控制，機械產(chǎn)品的制造環(huán)節(jié)需要投入足夠的重視，尤其是在可靠性能優(yōu)化這一方面。在加工工藝中，需要選擇比較高的技術水平，提升技術規(guī)格，這樣就可以有效地提高機械制造的整體水平。機械產(chǎn)品制造的每一個流程都相當關鍵，可靠性優(yōu)化的設計需要兼顧加工材料以及設備等方面，在全面考慮的基礎上才可以制定出一套真正行之有效的優(yōu)化設計指標。

4.3? 使用維修階段

機械制造產(chǎn)品有一些屬于損耗品，所有的產(chǎn)品都具備使用壽命，使用壽命不僅與產(chǎn)品的本身設計有關，同時還與產(chǎn)品的后期使用以及保養(yǎng)情況有關，如果后期在機械產(chǎn)品的維修階段采取了正確的維修方式，那么就可以有效地延長設備的使用壽命，這就相當于大幅度增加了對資源的利用率。而要想達到這一點就需要相關的工作人員從實際情況出發(fā)，通過自己的思維和邏輯判斷明確產(chǎn)品需要維修的部位和具體的維修方法。經(jīng)驗豐富的維修人員可以通過優(yōu)秀的維修手段大幅度提升一些產(chǎn)品的使用壽命。因此，在機械工程維修的可靠性優(yōu)化設計過程中，不僅要控制維修的費用，同時也要考慮到可靠性維修的準確性。這樣產(chǎn)品如果發(fā)生故障，問題點也會很快被發(fā)現(xiàn)并且及時得到糾正，這樣就可以達到延長機械產(chǎn)品使用壽命的要求。

4.4 傳統(tǒng)設計方法與可靠性相結合設計

當前的可靠性設計理論不僅缺少數(shù)據(jù)支撐，而且即便是一個小的結構，它也存在多種失效模式，因此對于簡單零件是不建議使用可靠性概率設計的;以往的安全系數(shù)法縱然有著多項不足，但是相對而言更加直觀、便捷。并且，在多種工況下都能保障產(chǎn)品可靠性，有著一定的運用價值?，F(xiàn)在使用概率設計法來完善安全系數(shù)法，使用各項成熟的設計方法進行產(chǎn)品設計計算，然后將理論計算值與實際試驗結果進行對比，總結相關設計經(jīng)驗，建立可靠性設計數(shù)據(jù)庫，為今后設計帶來參考。

5? 結束語

綜上所述，機械可靠性設計是一種能夠達到提高試驗產(chǎn)品的整體品質(zhì)和性能的方法。為了保證機械產(chǎn)品的正常運行，在設計機械零件時一定要計算其可靠性指標，才能保證機械產(chǎn)品的質(zhì)量。本文分析了機械可靠性設計方式的原理、機械可靠性的具體設計方式以及機械可靠性設計方式的實際應用。對機械可靠性設計方式廣泛應用，有助于相關企業(yè)更好地在市場上競爭。

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