機械工程設計可靠性分析

摘 要：在機械工程設計中，對可靠性優化設計方法進行應用，能夠使產品設計更加滿足生產的需求，同時對產品設計中存在的可靠性問題也能進行分析，找到提高產品質量的方法，同時，也能提高生產企業的經濟效益。

關鍵詞：機械設計；可靠性；產品

隨著科學技術水平的不斷提高，人們對產品的功能要求也在不斷提高，因此，在進行產品設計時，不僅要保證其具有很多的功能，同時，在使用方面可靠性一定要得到保證。為了提高產品可靠性的設計理念在不斷發展，這樣也促進產品生產獲得更好的效益，同時，在設計方面也能有新的發展。

1 可靠性設計的發展歷程

為了更好的提高產品設計的可靠性，對產品的可靠性問題進行研究非常必要。可靠性是指產品在規定的時間和條件下，完成規定功能的能力。產品所指范圍非常廣泛，可以是企業生產過程中使用的各種設備或系統，也可以有人的作用在其中體現。在進行產品設計時，要對可靠性理論和技術進行重視，同時，要根據具體需求情況對可靠性問題進行具體分析。產品設計要保證在滿足性能、時間以及費用的情況下，更好的體現可靠性設計的要求。可靠性設計不僅對傳統的設計技術進行了參考，同時對系統、環境、工程以及質量和計算機技術都進行了利用，因此，可靠性設計涉及的范圍非常廣泛，而且，在技術方面要不斷進行提高。產品設計過程中，不僅要將產品可靠性應用在設計方面，在產品制造、使用、維護以及管理方面都可以對可靠性問題進行重視。可靠性產品設計在應用領域方面比較廣，其中，在軍工、航空以及電子和機械工業方面應用效果非常好。

1.1 可靠性設計的發展過程

人們對產品可靠性問題進行研究至今已經過幾十年時間，在這個過程中，可靠性設計問題經過了三個不同的發展階段。首先是初期研究階段。這個階段，世界正處于戰爭時期，很多軍事裝備在使用過程中因為故障導致了戰機貽誤的情況，為了對軍事裝備的使用可靠性進行提高，人們對產品可靠性問題開始重視。避免設備使用過程中出現故障，同時，提高設備的使用效果，因此出現了專門對軍事裝備可靠性進行研究的實驗室。研究實驗室的建立說明對可靠性研究可以正式開始，而且進入到了初期研究階段。其次，可靠性研究的發展階段。在這個過程中，很多的工業發達國家對可靠性已經組織了專業的研究隊伍，而且取得了很大的成績，也已經對可靠性研究的理論和方向進行了確定，因此，可靠性研究設計進入到了全新的發展階段。在對產品的可靠性研究方面，不僅僅對一類產品進行研究，研究的產品范疇非常廣，可靠性技術也得到了提高和完善，為促進可靠性設計更好的發展奠定了良好的基礎。最后是可靠性研究的國際化階段。在這個階段，隨著可靠性技術的不斷發展和應用，其優越性得到了更多人的重視，為了更好的促進其發展，很多的國家對其研究工作非常重視，可靠性設計進入到國際化發展階段，而且在發展過程中，各國之間的交流也非常好，使可靠性設計有了全新的發展方向。

1.2 我國可靠性研究情況

我國在可靠性設計方面進行研究的起步時間比較晚，在研究過程中，先對個別行業的產品可靠性進行了研究，然后逐漸發展到其他的行業，在研究過程中對可靠性技術人才的培養工作比較重視，因此也建立了可靠性設計方面的標準。我國對可靠性設計進行研究存在著理論較多、實際應用比較少的情況，因此在發展過程中和國外先進技術之間存在著很大的差距。

2 機械工程中的可靠性設計

企業生產經營過程中為了提高企業效益，對產品的性能以及使用效果非常重視，因此要想提高企業在市場經濟環境下的競爭能力，對產品可靠性設計一定要重視。產品可靠性對整個產品的使用期有很大的影響，因此在進行機械工程設計時，不僅要將在產品設計方面重視可靠性應用，對產品的生產、使用和維修方面的可靠性問題也要進行重視。

2.1 機械工程產品可靠性設計

機械產品設計包含著機械產品的整體產品設計以及零件的設計。對整機產品進行可靠性設計有兩種方式。一種是對零部件的可靠性進行測試，根據測試的結果對產品整體的可靠性進行計算，這個方式對一種系統的可靠性預測，只要零部件的可靠性滿足設計的標準即可。另一種是對零部件進行可靠性的分配，將系統的可靠性指標分配到各個零件上，在進行可靠性分配時，有不同的分配方法，分別是等分法、再分配法、比例分配法和綜合評分分配法。在可靠性設計時，如果整體的可靠性設計不能滿足第一種方式，只要其滿足第二種方式即可。在對零部件進行設計時，采用標準件或質量成熟的零件作為依據，這樣對一般零件進行設計時，就可以應用類比法對其進行設計，然后對零件進行概率法的設計，對重要的零件進行設計時，對其可靠性要非常重視，可以進行可靠性試驗。對產品可靠性進行設計時，要進行評審和修改，如不滿足要求，要進行再次修改，直到其滿足指標要求。在對人機系統進行設計時，對操作性和適應性設計要非常重視，這樣能夠更好的體現產品可靠性設計的重要性。

2.2 制造過程可靠性設計

制造過程的可靠性設計是保證產品質量的關鍵，除了要選用可靠性好的先進加工設備和工藝裝備外，重點是對工藝方案和工藝流程的設計。產品的工藝流程相當于一個系統，每一個工藝方案或工序相當于一個子系統。每一個子系統的可靠度設計都要綜合考慮設備、工藝裝備、工藝材料及操作人員的素質等因素，確定出合理的子系統可靠度指標，然后按子系統之間的關系（串聯、并聯或混聯）得出系統的預測可靠度（如自動線、流水線等的設計）。

2.3 使用維修的可靠性設計

產品以可靠性為中心維修應采用邏輯分析決斷法，科學地制定維修內容和優選維修方式，合理確定使用期，以控制機械設備使用的可靠性。機械產品的可維修性與可靠性一樣，是機械設備的一個可靠性指標。在對產品進行可靠性設計時，就要考慮其維修性，使設計的產品在使用過程中做到故障易發現、易檢查、易修復，力求防患于未然。對產品進行維修性設計時，要以最低的費用來維護和提高設備的可靠性水平，盡量減少排除故障所用的維修時間。因此，要在可靠性理論的基礎上，制定合理、經濟的維修規則，采用先進的故障診斷技術和合理的維修方式（如視情維修方法、監控事后維修方法），使用標準的維修工具及設備，提高維修人員的技術水平，使機械維修工作進一步走向科學化和現代化。

3 結束語

一些比較常規的設計方法，在進行設計時，對可靠性指標沒有進行考慮，因此，在產品使用過程中，對其真實的情況沒有辦法進行保證。可靠性設計方法在進行設計時，不僅要對成本、重量以及體積問題進行重視，同時在設計方面要對設計方法不斷優化，而且對設計的結果要有必要的預計，這樣能夠將可靠性設計方法和相關的理論結合在一起，對設計中出現的不足情況進行彌補。機械產品在不斷發展過程中，出現了結構復雜化和大型化的特點，因此在機械產品設計中，可靠性設計方法得到重視。提高機械工程產品可靠性設計，能夠更好的提高產品的性能，對企業未來的發展有很大的影響。

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