基于煤礦機械零件的可靠性研究

田永慶

(徐州開放大學(xué)，江蘇 徐州 221000)

1 影響煤礦機械零件可靠性的因素

對煤礦機械零件可靠性將會產(chǎn)生影響的因素主要包括以下幾個方面：第一，零件自身的型號和結(jié)構(gòu)因素。在絕大多數(shù)的煤礦機械零件中，都或多或少存在零件的形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理的問題。第二，煤礦機械零件自身的表面狀態(tài)因素。在煤礦機械零件加工生產(chǎn)的環(huán)節(jié)中，如果切削所用的加工方式出現(xiàn)了相應(yīng)的問題，就會導(dǎo)致在零件表面出現(xiàn)不同程度的粗糙現(xiàn)象，使得零件表面的尖銳程度和尺寸數(shù)值等等都不符合煤礦機械正常生產(chǎn)運轉(zhuǎn)的全部要求，最終帶來的問題就是零件外面出現(xiàn)溝痕、刀痕等問題，一旦在零件表面出現(xiàn)了這類問題的情況下，應(yīng)力集中效應(yīng)就會得到進一步地強化，在實際的生產(chǎn)過程中間就更容易出現(xiàn)相應(yīng)的斷裂問題，不但使得整體的機械零件可靠性得到了顯著地降低，而且機械整體的使用壽命也會得到大幅度地削弱。第三，零件自身的組織狀態(tài)。如若煤礦機械零件自身的組織狀態(tài)水平相對較低，也會對整體的零件可靠性產(chǎn)生負(fù)面影響。第四，煤礦機械零件裝配因素。如若在煤礦生產(chǎn)機器零件的過程中出現(xiàn)了裝配環(huán)節(jié)操作不當(dāng)?shù)膯栴}，對于整體零件的使用可靠性以及壽命都將會帶來十分嚴(yán)重的負(fù)面影響。

2 煤礦機械零件可靠性的評價指標(biāo)建立

2.1 可靠性評價指標(biāo)體系

煤礦機械零件的可靠性實際上包括了固有及使用可靠性2個方面，表1展示了煤礦機械零件的可靠性評價指標(biāo)體系組成。

表1 煤礦機械零件可靠性評價指標(biāo)體系

表格中中括號內(nèi)的數(shù)值代表著權(quán)重，實際上這一評價體系呈現(xiàn)出一種樹型的層次化結(jié)構(gòu)，也正因為如此，對于煤礦機械零件可靠性的評估就是一個多目標(biāo)層級化的模糊綜合評價過程，需要以最深層評價指標(biāo)作為基礎(chǔ)，逐級向上進行評價，一直達(dá)到總體評價目標(biāo)為止。在進行單級模糊評價的時候，需要將某一個子目標(biāo)的指標(biāo)集設(shè)置為U={u1，u2，…，un}，其評語集V則需和指標(biāo)集中內(nèi)容逐一對應(yīng)即可。在一般情況下，評語集內(nèi)的評語標(biāo)尺使用的都是很好、好、一般、差、很差。對應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重集A={a1，a2，…，an}，這里的權(quán)重實際上是對應(yīng)指標(biāo)集中重要程度的一種展示，且權(quán)重集在一般情況下都是由專家給出的。

矩陣中包含的rij就是指標(biāo)ui判定為vj的隸屬度，并且rij是可以經(jīng)由測評人員打出在評語標(biāo)尺上的模糊分而確定的。而實際的Ri=(ri1，ri2，…rin)則是代表著ui的評價集，由此不難得到子目標(biāo)的綜合評價

B=AR=(a1，a2，…an)·

在單一級別的子目標(biāo)綜合評價體系得出之后，以同一層子目標(biāo)的評語集Bij作為基礎(chǔ)，則可以得到如下的模糊矩陣，其中的l下標(biāo)主要代表的是同一層內(nèi)包含的子目標(biāo)的實際數(shù)量

同時，針對各層次的子目標(biāo)給出的權(quán)重集是Ai=(ai1，ai2，…ail)，在浙西的的這些綜合評價得出之后，便可得到父級子目標(biāo)得到綜合評價為

Bi-1=AiRi=(ai1，ai2，…ail)

公式中的下標(biāo)i-1代表著第i層的父層，最終得到的總體目標(biāo)綜合評價如下

B0=(b01，b02，…b0n)

2.2 可靠性評價指標(biāo)體系案例應(yīng)用分析

對于該鏈輪的固有可靠性而言，由于其設(shè)計和制造水平良好且制造材質(zhì)為中等，為此，其評判向量則分別為b21=(0.1，0.8，0.1，0.0，0.0)，b22=(0.1，0.8，0.1，0.0，0.0)，b23=(0.0，0.2，0.6，0.2，0.0)，其中的權(quán)向量為a11=(0.3，0.3，0.4)，則鏈輪的實際固有可靠性評價b11=(0.3，0.3，0.4)×

3 如何有效提高煤礦機械零件的可靠性

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計改良及故障減少

想要真正意義上保障煤礦開采的生產(chǎn)效率，就需要對整體機械的可靠性做出相應(yīng)地保障，而這就需要各個煤礦生產(chǎn)機械零件自身的可靠性得到相應(yīng)地保障。在這個環(huán)節(jié)中，需要利用一些可靠性較高的元件，并同步提高機械零件制造原材料和加工工藝水平，并且在質(zhì)量條件一定的情況下，提升整個系統(tǒng)的備用量，尤其是對于煤礦開采的一些關(guān)鍵性設(shè)備來說更是如此。并且在實際的零件組裝配置框架中需要采用平行的并聯(lián)配置系統(tǒng)，主要是為了確保在其中某一部件出現(xiàn)故障問題的時候，機器設(shè)備仍舊可以維持正常形態(tài)的工作，而對于那些處于惡劣工作環(huán)境下的煤礦機械而言，需要采取相應(yīng)的防護措施。除此之外，為了進一步提升煤礦生產(chǎn)機械的安全性，還需要在其中設(shè)置安裝相應(yīng)的安全裝置，主要是防止在機械發(fā)生故障的時候，及時終止事故的進一步拓展和機械的工作狀態(tài)，從而進一步強化煤礦生產(chǎn)機械安全性與可靠性。而且在設(shè)計煤礦機械零件的過程中，需要采用模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計方式，主要是為了提升這些機械零件的可替代性以及維修便利性，從而使得零件自身的利用率得到相應(yīng)地提高。

3.2 故障診斷維修技術(shù)的更新和養(yǎng)護工作的強化

對于煤礦生產(chǎn)機械零件來說，在實際的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，故障是一個無法避免的問題。為了更好地保障其自身的可靠性和安全性，需要使用合理的故障診斷方式，并注重多種故障簡單技術(shù)結(jié)合使用的方式，從而真正意義上在零件出現(xiàn)故障問題的時候，得以在第一時間內(nèi)做出反應(yīng)，并采取相應(yīng)的措施解決問題。除此之外，還需要隨著時代的發(fā)展，使用可靠程度較高的維修技術(shù)，并在強化機械預(yù)防性維修工作力度的基礎(chǔ)上，及時有效地排除機械生產(chǎn)環(huán)境中存在的各項安全隱患。同時為了保障煤礦生產(chǎn)機械的安全可靠性，對其開展定期的維護檢修工作，除了定期的保養(yǎng)和洗滌工作之外，還需要對機械零件的具體進度進行定期的定點檢測，一旦發(fā)現(xiàn)部分零件在關(guān)鍵指標(biāo)上不符合相關(guān)數(shù)據(jù)的要求，需要及時采取有效的措施解決這些問題，或者是及時更換零件，從而真正意義上提升煤礦機械生產(chǎn)零件及整體設(shè)施生產(chǎn)的安全性和可靠性。

4 結(jié)語

我國的煤礦生產(chǎn)行業(yè)，現(xiàn)如今也正在向著現(xiàn)代化和機械化的方向發(fā)展，但是煤礦機械的大量使用同時也帶來了相應(yīng)的生產(chǎn)安全和故障問題，為了更好地解決這些問題，就需要對內(nèi)控機械零件的可靠性做出相應(yīng)的保障。本文通過深入分析影響煤礦機器零件可靠性的因素，在全面組建綜合評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的煤礦機械零件可靠性保障措施，以便為今后的煤礦生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展提供相應(yīng)的幫助。