如何有效實現機械工程的可靠性優化設計

謝凱

摘要：從改革開放實現至今，我國的機械工程業已經有了史無前例的快速發展，通過我國勞動人民這么多年堅持不懈的創新和工作，工程機械行業已經有了明顯的突破并取得了顯著經濟成果，在國民經濟市場中占有極其重要的地位。在工程機械領域中，對其實現可靠性優化設計顯得尤為重要，本文就這一方面進行了深入的分析探討，方便大家參考和研究。

關鍵詞：機械工程；可靠性；優化設計

現代社會屬于信息化社會，科學技術已經是日新月異，因此，人們在對多功能產品感興趣的同時更多的是注重其各項功能的運行能力。把生產可靠性高的多功能產品作為最終目標，隨之創造了可靠性優化設計，從這個概念的確立到現在，顯然已經得到了飛速的發展和應用。創建機械工程產品設計的過程中，同時要將可靠性原理和技術有效的結在一起，并按照相關的標準需求，可以把產品的可靠性放在首要位置，在延長設計時長，提高成本和功能的基礎下，盡量是機械工程產品達到一定的可靠性標準。因為可靠性設計屬于多領域學科范圍的現代化設計，所以可靠性設計會包括很多方面的技術應用。

1.機械工程設計的可靠性常用方法

1.1.魯棒設計方法

魯棒設計方法著重強調減弱產品的敏感度。保證產品的各項功能在應用條件改變的情況下依然穩定運行，同時確保產品在規定的使用時長期間，不會因為產品內部組成產生改變，系統陳舊或者參數不穩定等原因影響產品正常運行的設計方法。此方法是以綜合分析處理為前提由日本著名機械設計師——田口玄一首先提出來的，主要是依據產品的使用對使用者產生的經濟損失程度的大小作為設計可靠性的評價標準，可以說是它的基礎理論，所說的損失程度大體是說用戶經濟流失與產品目的和功能的正比大小，簡而化之就是損失越大證明偏差越大，客觀的區分出產品質量的優劣，降低偏差程度會使產品質量得到有效的提升，絕大部分經過嚴格篩選的材料和產品技術，都是把最大程度降低錯誤的出現率作為最終目標。

1.2.降額設計

降額設計方法是指產拼運行過程中零部件受到的應力大小沒有超過其規定的應力范圍，為了有效的減少部件所受應力，可以提高質量或者在選材上加以深究。大量的機械工程實踐記錄顯示，機械工程零部件在低于它額定的使用壓力下進行工作的時候機械工程事故率是十分低的，也就是說可靠性是十分高的。因此反復的進行研究和設計就成為了降額的有效途徑，可以通過降低平均應力，提高零件使用強度等方法改變應力、降低強度，達到提升可靠性的目的。

2.可靠性優化設計在機械工程中的應用

2.1.工程機械產品的使用和維護的可靠性優化設計

對機械類的相關產品進行定期的維護和檢修，這種措施能夠很大程度上延長產品的工作壽命，公司的發展和擴大始終需要一個強大的售后服務系統，所以，售后維修系統的運行關系到所有機械設備生產廠家的生死存亡，通過現代化的數據分析，根據人們需求和使用環境的不同，制定全面的維護和檢修方案，再依照機械使用程度和參數規定合適使用壽命。機械工程產品的可維護性也可以看成是可靠性，二者沒有什么本質的區別，工程機械產品設計最開始的時候要最先考慮產品的可維護性，產品結構越是不復雜，出現故障需要對其進行維修時的處理速度就會越快，切實的減少了經濟損失。機械工程產品維修可靠性的優化設計時，維護費用則是需要討論的重中之重，要盡量用最少的資金達到最大限度的可靠標準，努力降低維修的時長，設計職工要以此作為設計基準實現機械工程可靠性優化設計。所以，把維修設計作為可靠性優化設計的前提是切實可行的。由此可以看出，設計和創建既保證經濟性有保證合理性的維修方案是非常重要的。進行維修的過程中，必須使用規范的維修機械設備，工作人員也要不斷提高自身的技術能力，使維修工作得到進一步的提升。

2.2.機械工程產品設計環節可靠性優化設計

零件安裝設計和整體規劃設計是機械工程設計的兩個主體設計。而進行產品可靠性優化設計的過程中可以將它們視為一個整體，主要分為以下兩種設計方法，一種是：首先對整體的機械體系進行綜合分析，同時估算并掌握零部件的最大可靠性，通過對零部件結構組成的可靠性分析，估測出得到的結果必須要強于設計目標或者與設計目標持平。另一種是：在優化可靠性設計過程中將所有參數平均分配到各個零部件上，每個零部件都一定要符合這些參數的標準要求，按比例、綜合分配以及等參數分配是經常用的可靠性分配方法，在設計機械結構時，零部件的選取首先考慮的必須是達到國家標準的同時已經大批生產的零部件，這樣能夠適當且合理的節省資金和生產時間，對于關鍵結構的部件要試著改變零件的使用方式并對其進行優化設計，與可靠性有關的實驗要在設計之前就完成，另外，機械工程產品設計的可靠性要不斷重復檢驗，直到所有參數都達到設計指為止，機械工程設計的人機設計也具有重要的意義，其中包括機械的可操作性和零部件適應性。

2.3.工程機械產品在可靠性優化設計制造

為了保證產品的質量，企業必須對生產過程中的所有環節都進行嚴格的掌控，所以機械工程的可靠性優化設計就顯得尤為重要。因此要加強對工藝流程的選擇以及對技術操作水平的提升，工藝流程包含許多分系統，在設計的最后要將所有分系統的數據進行整合分析，并通過有效的措施和手段進行可靠性優化。

總而言之，機械工程產品所涉及的技術研究隨著時代的進步變得更加復雜化，因此機械工程產品的可靠性優化設計就成為了產品設計的主要研究對象，前景十分廣闊，其可靠性優化設計會越來越得到更多人的使用和肯定。

參考文獻：

[1]萬耀青。機電工程現代設計方法[M ] 。北京理工大學出版社，2009 （ 03 ） ： 183 -184

[2]如何在整個社會。滿意的設計工程機械產品研究[J ] 。建筑機械化， 2010（ 02 ） ： 419 -420

[3]張利波探討機械工程優化設計[M]的可靠性。工程技術以及工業經濟， 2012（ 03 ） ： 63 -64.