淺談鉆探機械可靠性設計的合理性研究

李廣廣

摘要：本文首先闡述了鉆探機械可靠性設計的重要意義，進而分析了鉆探機械可靠性設計方法，最后對鉆揚潮.械可靠性設計的合理性進行了研究。期望通過本文的研究能夠對提高鉆揚潮械的整體性能有所幫助。

1.鉆探機械可靠性設計的重要意義

鉆探機械是鉆探工程中不可或缺的重要組成之一，其產品質量優劣關系重大。而想要確保鉆探機械產品的整體質量，可靠性設計既是前提也是核心。國家現行的規范標準中，對機械可靠性設計給出了一個比較全面的定義：產品生產的過程中，在限定的時間和規定的使用條件下，生產出來的機械產品所能夠達到性能要求即可靠性。機械可靠性歸屬于邊緣性學科的范疇，它的研究方向與內容存在多元化的特點，并且其中涉及的方面較多，是一門比較復雜的科學。通過對機械進行可靠性設計，不僅能夠使機械的使用壽命大幅度延長，而且還能進一步提高機械產品本身的性能，從而滿足不同用戶的使用需要，若是機械的可靠性不足，則會導致其在使用過程中，出現各種故障問題，這不僅會影響機械的正常使用，而且還會增大維修成本，同時，機械的使用壽命也會縮短。由此可見，對鉆探機械進行可靠性尤為重要。

2.鉆探機械可靠性設計方法

對于鉆探機械產品而言，可靠性是其質量的關鍵性指標之一，其現已受到工程界越來越多的關注和重視。機械的可靠性高低，設計是決定性因素，如果設計不合理，那么即便采用再好的生產工藝，也很難獲得可靠性高的機械產品。相關研究表明，可靠性試驗數據時機械可靠性設計的基礎，但是，試驗得出的數據只能對可靠性設計提供指導，卻并能從根本上提高機械產品的可靠性。而想要提高鉆探機械的可靠性，還必須通過相應的可靠性設計方法，正因如此，使得機械可靠性設計方法獲得了飛速發展。鉆探機械是一類比較特殊的工程機械設備，它的可靠性主要包括兩個方面，一方面是機械設備靜止狀態下的關鍵零部件的可靠性，另一當面是機械設備運行過程中的整機可靠性。目前，較為常用的鉆探機械可靠性設計方法有以下幾種：

（1）故障預防設計

這是目前鉆探機械可靠性過程中最為常用的一種設計方法，該方法從全方位、多方面對機械產品設計進行了綜合考慮，其屬于一種優化設計方法，基于該方法設計出來的鉆探機械產品能夠有效預防各種故障問題的發生。該設計方法的特點體現在以下三個方面上：

1）以機械產品的整體性為著眼點。故障預防設計從產品的整體性入手，通過對各個主要零部件的質量控制，提升產品的整體質量，確保鉆探機械的整體性能良好。

2）基于鉆探機械的設計經驗。采用該方法對鉆探機械進行設計時，一般都是基于當前現有的成熟經驗，并在對設計方案進行嚴格論證的基礎上，來實現預防機械產品不確定故障的目標。

3）從已知故障入手。在設計過程中，對鉆探機械已知的故障進行提前考量，并借助相應的措施和手段，避免類似的故障發生，從而提高機械產品的性能和可靠性。

（2）環境適應性設計

由于鉆探機械的作業環境比較惡劣，環境因素對機械的可靠性要求較高，該設計方法就是在考慮環境因素對鉆探機械影響的前提下進行設計，從而減低環境對機械可靠性的影響。例如，有些鉆探機械常常需要在腐蝕性較強的環境中作業，在產品設計時，需要重點對腐蝕性原因進行分析，并在設計中采取合理、有效的抗腐蝕措施，增強鉆探機械產品抗腐蝕性能，從而提高機械的可靠性。

（3）人機工程設計

通過對鉆探機械運行中的各種故障原因進行分析后發現，有些故障是機械本身零部件失效導致的，還有一些故障則是人為操作失誤造成的。這種失誤除了與操作人員自身有關外，也與機械設備運行中傳遞了不準確的信息有關。人機工程設計方法，不僅充分考慮了人對鉆探機械操作時的需求，并且通過人機交互系統的設計，有效降低了人為操作失誤的可能，機械設備的可靠性大幅度提高。

（4）降額設計

這種設計方法具體是指使機械產品各個主要零部件的使用應力低于額定應力。大量的實踐證明，鉆探機械零部件在低于額定承載應力的條件下運行故障率要明顯低于超額運行，而故障率低，就表明機械產品的可靠性高。所以在設計時，可采取提高零部件強度、降低應力等方法來提高機械的可靠性。

（5）簡化設計

由于鉆探機械的功能大致相同。為此，在滿足機械使用功能要求的基礎上，產品的設計要越簡單越好，這也是機械可靠性設計最為基本的原則之一。通過最小量零部件的使用，最大限度地滿足鉆探機械的設計功能要求，降低機械設備的復雜程度，減少故障發生，從而提高產品的可靠性。

3.鉆探機械可靠性設計的合理性研究

由上文的分析可知，鉆探機械的可靠性設計方法較多，究竟采用何種方法設計出來的鉆探機械的性能更加可靠，則需要對其合理性進行研究。也就是說，只有確保機械可靠性設計方法合理、可行，才能使鉆探機械的性能得以最大程度地發揮，也才能使故障率達到最低。現階段，機械可靠性設計方法已在機械設備生產制造領域中獲得了廣泛應用。故此，開展可靠性設計的合理性研究具有非常重要的現實意義。其中不但涉及到機械產品的質量，而且還與機械安全密切相關。換言之，在鉆探機械設計過程中，為了確保選用的可靠性設計方法合理，除了要考慮該方法設計出來的產品質量是否最優，還要考慮產品是否安全、可靠，只有滿足上述條件，才能證明可靠性設計方法具有足夠的合理性，若是其中某個要素缺失，則說明設計方法存在缺陷，必須進行優化調整和改進。合理性是檢驗鉆探機械可靠性設計的一個標準，在具體設計時，必須對此予以足夠的重視。

4.結論

總而言之，隨著鉆探機械在工程中的應用越來越廣泛，確保產品的性能安全、可靠尤為重要。本文介紹了幾種鉆探機械產品可靠性設計方法，在具體選擇時，除了應當結合產品的實際情況之外，還要對設計方法的合理性進行驗證，這樣才能確保設計出來的鉆探機械具有足夠的可靠性。

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