鉆探機械在使用過程中的可靠性設計

劉宗玉（江西省核工業地質局二六四大隊,江西　贛州　341000）

鉆探機械在使用過程中的可靠性設計

劉宗玉
（江西省核工業地質局二六四大隊,江西贛州341000）

摘要：鉆探機械在使用過程中是否可靠，關系到勘探作業是否能夠有效完成，以及施工過程中的安全性，因此，鉆探機械在使用過程中的可靠性設計就顯得尤為重要。本文通過對鉆探機械產品及零配件部分設計進行分析，提出可靠性設計方案，期望可以對鉆探機械改良方面有所幫助。

關鍵詞：鉆探機械；可靠性；設計

0　引言

安全系數法是在鉆探機械及零配件可靠性設計中主要使用的方法，安全系數法是假設在一個理想狀態下，將所有材料的極限應力作用在零配件上，所產生的載荷及零部件的截面尺寸都作為常量，其所得出的系數。這樣計算，并不能對鉆探機械的安全可靠性有準確的估量，設計計算得出的安全可靠性并不能說明鉆探機械在實際應用中也是安全可靠的。因此，鉆探機械可靠性設計并不能僅僅依靠安全系數法的計算決定，其與可靠性設計是否科學合理也同樣關系密切，這同樣是鉆探機械在可靠性設計時需要充分考慮的因素之一。

1　可靠性概念及影響因素

國家對于可靠性有一個比較明確的定義，即：產品在規定的條件下和在規定的時間內完成規定功能的能力。定義對于鉆探機械規定功能的完成是限定在“規定的條件和規定的時間”范圍內的，因此，可靠性是一個與條件和時間相關的概念。

影響可靠性的因素主要包括以下幾個方面：

1.1規定條件的影響

可靠性的定義表明鉆探機械是在規定的條件下進行工作的，因此“規定的條件”對鉆探機械可靠性的影響較大。規定條件一般指鉆探機械的使用條件，例如依照規章制度進行操作；環境條件，例如在腐蝕性地下環境進行工作；運輸條件，如對機械的長途運輸條件；保管條件，也就是對鉆探機械的保管情況。

1.2規定時間的影響

可靠性定義同樣說明了對于可靠性的另一個影響因素，也就是規定時間的影響。在可靠性的規定時間概念里，時間并不是按照常規的小時進行計算，而是對時間進行的量化。規定的時間對于鉆探機械可靠性來說是硬性條件，也是影響較大的因素。

1.3規定功能的影響

鉆探機械的規定功能既是指國家對鉆探機械的一些硬性標準、指標、要求等，也包括不同鉆探機械生產廠家對自身產品添加的一些功效。這些硬性標準、指標、要求等都是通過一系列的安全試驗或者實踐總結出來的寶貴經驗，也是對鉆探機械的硬性要求。

1.4能力的影響

能力是指鉆探機械在使用過程中可能達到的程度，或者依照試驗、實踐，機械應當達到的程度。鉆探機械只有在規定時間和規定條件下，失誤率或者發生故障的概率越低，那么該機械的可靠性則會越高。因此，我們要明確一點，那就是鉆探機械在使用過程中是允許其有故障的，但是故障發生率會有一個標準，或者說故障發生率應當控制在最低水平，檢測時候對機械的質量進行嚴格控制，這樣鉆探機械發生事故的可能性就會越小，鉆探機械的可靠性就會越高。

2　鉆探機械可靠性設計策略

鉆探機械可靠性設計研究不僅研究機械在靜態狀態下的可靠性，還要研究鉆探機械在動態狀態下的可靠性。靜態狀態下對鉆探機械可靠性研究主要研究其組成構件、配件的可靠性，是否適合機械的工作情況，構件、配件在什么情況下會失效；動態狀態下的可靠性研究主要研究機械運行時候各構件、配件的配合合作情況，運行過程中構件、配件可能發生的故障。根據兩種研究方面，鉆探機械可靠性研究方法主要包括以下幾點：

2.1機械故障預防設計

故障預防是防止鉆探機械發生故障的前沿措施，將故障“扼殺在搖籃里”，能夠有效保障鉆探機械的可靠性。做好鉆探機械故障預防設計應當從整體入手對故障預防進行設計。

（1）要加強機械產品零配件的質量。加強機械產品零配件的質量就要對機械產品零配件的標準做嚴格限制，對于不合格的零配件堅決棄用。同時，零配件的標準化還要做到與國際接軌，學習國外的先進工藝對零配件的標準進行改進。

（2）運用經驗對機械故障進行預防。通過以往鉆探機械使用過程中發生的故障，進行機械故障排除預案設計，將機械可能會發生的故障使用表格或者說明的方式進行整理，對應的故障排除方式進行匯總，并將故障排除措施通過培訓等方式有效傳達給機械使用人員、作業人員，讓作業人員對故障的情況了如指掌。

（3）對類似機械故障予以借鑒。一些故障可能在鉆探機械使用過程中并未發生，但是相類似的機械已經發生過此機械未發生的故障，那么設計、使用人員就要對此故障引起高度關注。設計過程中就要將機械可能發生的故障進行提前考量，以做到對類似事故的避免。

2.2機械簡化設計

鉆探機械并非要像高科技產品設計一般的復雜，在滿足其規定功能的前提下，設計越簡單越能夠做到操作方便、靈活。這也成為鉆探機械可靠性的有力保障。將鉆探機械進行簡化設計，同時可以節約配件、零部件的使用，做到使用最少的材料，產生最大的效益。機械簡化設計可以極大的降低鉆探機械故障的發生率，保障鉆探機械的可靠性。

2.3機械耐環境設計

鉆探機械的使用一般都是在潮濕、有腐蝕性的環境中工作，因此對于鉆探機械的耐潮濕、耐腐蝕性的要求比較高。在對機械進行設計時候就要考慮到機械的環境要求，減少因為環境給機械造成的影響。在對機械進行研制過程中，一定要對機械的工作環境進行分析，采取必要的相應措施提升機械的抗潮、抗腐蝕性。這是機械長久可靠性的保障。

2.4機械的人機工程設計

鉆探機械在施工過程中除卻因為機械本身原因造成的故障外，還有很多情況是人為因素使機械故障發生。因此，人為操作對機械的影響也要納入到可靠性設計考慮中。機械在設計過程中要具有簡單、直觀、易于操作的人機對話系統，在作業人員進行操作工程中對于關鍵性操作，要讓機械對作業人員的操作進行再確認，減少因為人為操作機械失誤的概率。

3　結語

鉆探機械可靠性設計需要不斷的摸索與試探，在實踐中發現故障、排除故障、預防故障，讓鉆探機械更好地為人類服務，成為地質勘探工作的得力助手。

參考文獻：

[1]高建庭.鉆探機械合理的可靠性設計方法[J].科技風,2012(06).

[2]王新生.鉆探機械可靠性設計的合理性研究[J].機電信息,2010 (02).

作者簡介：劉宗玉（1965-），男，山東臨沂人，機械工程師。