淺析可靠性設計在農機設計的應用

摘要:可靠性設計是提高農機產品質量的保證，只有有了穩定的性能和質量，農業機械才會在實際工作當中發揮優勢，穩定提高生產工作效率。農機產品正在向動態化、多元化方向發展，隨著產品功能的完善、致使產品的結構不斷變化、復雜，產品發生故障和失效的可能性也不斷增大，可靠性問題日漸突出。本為淺析了農機產品的可靠性特點，提出了提高農機產品可靠性應遵循的原則。

關鍵詞:可靠性設計;農機設計;農業機械

近年來，農村市場發展快、變化快，為了適應這一趨勢，我國農業機械生產企業蓬勃發展，農機產品也更加動態化、多元化。隨著產品功能的完善、容量和參數的增大及向機電一體化方向發展，致使產品的結構日趨復雜，使用條件日趨苛刻，于是產品發生故障和失效的潛在可能性越來越大，可靠性問題日漸突出。因此，許多發達國家對其農機產品規定了可靠性指標，指標值的高低決定著產品的價格和銷路的好壞，因而必須重視產品的可靠性。

1.概念的定義

1.1可靠性

可靠性是產品的一個重要的性能特征，是指在規定的條件和規定的時間內，完成規定功能的能力【1】。可靠性高的產品在實際應用過程中人們易于操作，工作效率較高、較快。

1.2可靠性設計

可靠性設計是指應用可靠性理論、技術和統計數據，為滿足一定的可靠性目標，對零件、元器件、系統進行的專門設計，包括可靠性預計、分配、設計、評定等內容。目前，可靠性設計概念已較為廣泛的應用在一切包含可靠性理念的產品當中。

2.當年我國農業機械的可靠性現狀及產生原因

2.1我國農業機械可靠性現狀

近年來，為了適應農村市場及農民實際工作的需要，農機產品不斷發展變化，產品表現出了動態化、多元化等特點。但隨著產品功能的完善、容量和參數的增大及向機電一體化方向發展，也使得農機產品發生故障的潛在可能性越來越大，可靠性受到挑戰。

當前，國內出現了許多功能大，結構復雜的農機產品，這些產品的可靠性設計并不高，比如大馬力拖拉機和小麥收割機、谷物聯合收割機等。有資料顯示，我國收割機的平均無故障工作時間僅為20-30小時，而國外同類農機產品多保持在30-80小時。國家對聯合收割機質量跟蹤調查結果顯示:我國小麥聯合收割機產品平均無故障工作時間不足20h，只及國外同類產品的1/3-1/2，并且故障頻繁，可靠性差[2]。

2.2農機產品可靠性差的原因

我國農機產品可靠性差的原因是內因與外因相互作用的結果。但主要是內因決定了可靠性差，如生產企業在產品的設計、制造、裝配方面存在問題。主要包括農業機械結構簡單，技術單一。大部分的農機具都是小批量生產，有些原材料的需求非常有限，出現了一些廠家迫于批量生產問題從一些小作坊進購原材料，使得材料難以得到保證，從而導致所制造出產品的可靠性難以得到保證。另外，可靠性工程是一項系統工程，所涉及到的內容交叉性比較強，大多數的設計人員和企業的管理人員對它不是很了解[3]。

3.可靠性設計在農機設計中的應用

3.1農機產品的可靠性設計

可靠性設計就是通過預計、分配、分析、改進等一系列可靠性工程活動，把可靠性定量要求設計到產品的技術文件和圖樣中去，從而形成產品的固有可靠性[4]。農機產品的可靠性設計也應該遵從以上原則，通過了解用戶的需求，制定出關于農機產品的可靠性定性和定量指標，然后通過系統可靠性模型、可靠性分配和預測技術對可靠性進行預計，最后通過分析、試驗對產品的設計進行改進，把可靠性的定量要求設計到產品的技術文件和圖樣中去。農機產品的可靠性設計是一個復雜的過程，進行可靠性設計時要從性能、質量、費用、需求等各方面綜合考慮，同時還必須考慮到企業的可靠性現狀。

3.2農機產品提高可靠性的途徑

3.2.1已經成型上市產品可靠性提高的途徑

已經投入使用的農機產品可靠性的提高首先要考慮的是成本問題，如果將已經成型的產品進行重新設計，其成本是高昂的，也就失去了進行可靠性研究延長產品壽命，從而降低成本的目的。一種有效的方法就是加強生產廠方和使用方的溝通，通過不斷對產品使用信息的反饋，找出產品的薄弱環節，進行產品的改造[5]。

用戶在使用過程當中，要記錄好產品的運行情況和維修情況，監視產品在運行過程中的可靠性情況，同時進行相關數據的收集;對產生的問題要進行簡單的分析，實際當中處理該問題的辦法要進行記錄;然后將實際使用當中解決問題的辦法與產品的故障信息一起反饋給廠方。廠方應該按照相應的結構將用戶的反饋信息分別送到相關設計人員處，然后設計人員根據反饋的信息通過生產過程中可靠性的監控和相應的分析，進行故障原因的查找和產品設計的改進，并且在此基礎上歸納出該部件的幾條可靠性設計規范。隨著時間的推移和故障數據的累積，設計人員可以將數據進行匯總，從而形成本產品的可靠性設計規范。這樣就可以設計出高質量、高可靠性的產品。

3.2.2未上市的農機產品提高可靠性的途徑

由于科學技術的不斷發展，農機產品也開始向大功率、多功能、自動化方向發展，這就要求新研制的產品必須在實現功能的同時，還要滿足用戶對可靠性的要求。一般來說，對新產品的可靠性設計包括以下幾個階段:

(1)生產定型階段要鑒定或評審在批量生產條件下農業裝備可靠性保證措施的有效性;生產階段應保證批量生產中裝備的可靠性，重點跟蹤和控制農業裝備可靠性關鍵件、重要件和關鍵工序。

(2)在農業裝備的研制階段要提出農業裝備可靠性定性與定量的要求，確定相應的方案和改進措施，提出明確的可靠性指標和考核方法;研制過程中應當按照計劃開展可靠性設計、分析和試驗工作;產品設計定型階段應當考核農機產品的可靠性，保證達到要求的可靠性指標。

(3)加強產品研發過程中的可靠性試驗，通過試驗暴露產品當中存在的問題，及時進行相應的改進工作。同時為了提高產品的可靠性水平，還必須加強配套件的管理，從而減少企業進行可靠性研究的工作量，提高農機產品的質量。由于產品在整個研制階段可靠性是一個增長的過程，如果一個環節失控，可靠性就會達不到要求，為此必須對其采取全程監控加強可靠性管理工作。

4.結論

隨著我國加大農業投入和建設社會主義新農村的進行，農民的收入越來越高，對農機產品的質量要求也越來越高。因此，對產品的可靠性提出了更高的要求。根據農機產品的可靠性特點，采用一定的原則和方法對農機產品進行可靠性設計，對于提高農機產品的質量和可靠性非常重要，必須引起廣大農機設計工作者的高度重視。

參考文獻

[1] 曹玉寶，農機產品的可靠性設計.[M].

[2] 王彥輝，王勤.農機制造業中虛擬制造技術的應用[J].農機化研究.2008，(8).

[3] 張迎春，耿端陽，可靠性設計在農機方面的應用

[4] 秦英孝，周明德，嚴勇，張耀文，江勁勇.可靠性維修性保障性概論[M].北京:國防工業出版社.2002-10.

[5] 羨永寬.日本可靠性維修性管理系統的基礎性工作述評[J].中國修船.2002，(2).