实现机械工程的可靠性优化设计

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摘 要：自改革开放之后,中国的工程机械行业得到了前所未有的发展,经过30多年的不懈努力,机械工程制造业取得了巨大的发展成果,在国民经济中占有很大的比重.在机械工程行业里面,对其可靠性进行优化设计是十分必要的.在本文中,深入探讨了工程机械可靠性优化设计中的问题,以便参考.

关 键 词：机械工程；可靠性；优化设计

现代社会,科学技术的发展已不可同日而语,人们不仅对多功能产品的强烈需求,还希望多功能产品的各项能力非常突出.以提高产品的功能可靠性为目的,促使了产品产品的可靠性优化设计应运而生,从其概念的产生到如今,得到了迅速发展和广泛使用.在开展工程机械产品的设计时,需要把可靠性理论和技术融合起来,并依据具体的要求,可以优先考虑产品的可靠性；在延误开发时间,增加成本和性能的前提下,使工程机械产品的设计尽量满足可靠性的要求.由于可靠性设计是一个跨多学科,多技术的新兴技术,所以可靠性的设计涉及诸多问题.

1.机械工程设计的可靠性常用方法

1.1.鲁棒设计方法

这种设计方法主要是降低产品的敏感性.使产品的性能不会因为制造期间在变异或是使用环境的变化而变得不稳定,并且让产品在额定的使用期限内,不会因为产品的结构发生变化,参数变动,系统老化等问题而影响到工作的设计方法.该方法是基于统计分析为基础由日本的机械设计师田口玄一提出的,它根据产品的可用性对用户造成多大的经济损失来判断设计的可靠,这是它的基本原理,其中的损失通常是可靠的用户流失的可用性正比于产品的功能和目标,简单而言就是损失越多说明偏差越大,从侧面反映出产品的质量不过关,减小偏差则是提高产品质量的有效办法,大多是通过严格控制材料和生产工艺,以达到最大限度地减少错误的目的.然而,这种方法的缺点同样十分明显,经费相对昂贵以及技术太过复杂,难以完成.经过人们不断的摸索和实验,提高自身的抗干扰能力已成为此方法的主要途径,此方法的途径也非常的多,它是将很多的办法融合起来.良好的机械强度会比较高增强产品的可靠性.

1.2.降额设计

这个方法是当产品工作时其零件所受的应力都在其额定范围之内,为了达到降低应力的目的可以使零部件的所承受的应力降低或是提高零部件的质量.根据大量的工程实践表明,机械故障率非常低的产品其机械零件都是在低于其设定的工作压力之下进行工作的,而可靠性也随之升高.为了找到最好的降额办法,就需要不断的进行反复的实验.这是就可以通过将应力平均减低,将大部分零件的强度提高,使应力变化和强度减小等办法加强可靠性.

2.可靠性优化设计在机械工程中的应用

2.1.工程机械产品的使用和维护的可靠性优化设计

对机械产品进行定期的维修保养,可以大大提高其使用寿命；一个公司的发张壮大同样离不开优秀的售后服务.因此,售后服务和维修问题是每个生产机械设备的厂家都要重视的问题,采用先进的逻辑分析,依据不同的需要和使用地点,制定出合理的维修和保养内容,依据机械参数以及各种因素为机械产品做出合理的使用年限.工程机械产品的可维护性和可靠性,这两者都是大同小异,可维护性是可靠性的具体指标之一.当工程机械产品的设计之初就要先想到产品的可维修性能,产品越简单,越易于维修当出现故障时可以快速修理,降低经济损失.针对机械产品维修可靠性的优化设计时,产品的维护费用是必须要讨论的重点,以最小的成本实现最大程度的可靠性,尽量减少排查和维修故障所需要的时间,设计人员以此为原则进行机械工程可靠性优化设计.因此,以维修设计的理论作为可靠性优化设计的基础,是合情合理的,同样是重要的依据.设计一个经济合理的维修方法十分重要.在维修的时候,要使用标准的维修设备,维护人员的技能也要不断提高.使维护工作可以朝着现代化和科学化方向前进.

2.2.机械工程产品设计环节可靠性优化设计

零件组装设计与整体装配设计是机械工程产品的设计的两个主要方面.当对产品进行可靠性优化设计时才能把它们看作是一个整体,主要有两种设计方法,一种是：先对完整的机械系统进行了解,并对零部件的最大可靠性进行分析及评估,通过对零件的分析可以判断出整体结构的可靠性,预测出的结论要优于或与设计目标相同.第二种方法是：在优化可靠性设计时的各项参数平均划分到每个零部件上,每个零部件必须满足这些参数的要求；：再分配、等分配、比例分配及综合评分等分配方法是常用的可靠性的分配法.在设计各个部分时,零部件的选择一定要优先考虑符合国家标准并已大量生产使用的标准零件,这样可以节约资金和制造时间,对于重要的部分要尝试不同的设计以及不同的零件对其进行优化,可靠性的试验要在设计之前完成.此外,机械工程产品设计的可靠性要进行重复的的论证,直到其各项指标参数可以满足设计时的所有标准为止.机械系统的人机工程设计也很重要,它包括可操作性以及适应性.

2.3.工程机械产品在可靠性优化设计制造

为确保产品的质量,就需要对对制造的各个环节进行把关,因此,机械产品在可靠性优化设计制造过程中是十分必要的.为了使加工设备的可靠性得以保证,就必须对加工工艺与工艺流程进行选择,同时要考虑机械的技术水平,以确保尽可能达到最优化的效果.产品制造过程是一个完整的系统,工艺流程的子系统包括了每一个解决的方案和工序,对于任何步骤的优化处理都要全面透彻的考虑所有问题.

总之,工程机械产品越来越大也越来越复杂,所以机械工程产品的可靠性优化设计就变得非常的重要,其前景也很好.由于机械工程产品使用变得十分广泛,可靠性优化设计也被大量使用和认可.