關于煤礦機械零件的可靠性探究

陳洪英

摘 要：煤礦機械零件對煤礦機械的性能的高低有著根本性的影響，為了能夠充發揮機械設備在煤礦生產過程中的作用，需要不斷提高其可靠性。文章據此，分析了對機械類零件可靠性進行優化設計以及進行相關可靠性檢驗的辦法與途徑，僅供相關人士參考。

關鍵詞：煤礦機械；設備零件；可靠性

機械零件的設計與檢驗問題幾乎伴隨著煤礦機械的產生與發展同步進行，在煤礦企業的安全控制工作中具有著重要的地位與作用，不僅因為零件的性能從根本上影響著機械設備的性能，更因為零件的可靠性決定著機械設備的可靠性，所以需要對其可靠性的設計與檢驗進行分析與研究。

1 煤礦機械設備零件可靠性的設計

煤礦企業的發展使得機械設備所面臨的性能要求也在不斷的提高與完善，而這就要求機械設備的設計能夠滿足相應的標準與規范，要求機械的零件設計能夠不斷的采用新理念與新技術，進而從根本上提高機械設備的可靠性。

1.1 精確計算零件的荷載與尺寸

對于機械設備的零件設計與制作工藝來講，零件在實際應用中所必須滿足的要求是設計工作的基本參考與主要依據，所以需要在開始設計工作之前對零件的荷載以及其要求的尺寸進行測量與記錄，進而保證設計工作的科學性與精確性。

對零件的荷載與尺寸進行測量與計算也是機械產品設計的總方案，是后續的零件設計與制作的基礎，不僅能夠為模型的建立提供基礎，也能夠減小設計出來的零件在使用的過程中出現變形或者是失效的幾率，是零件設計與校核的基本計算依據。

1.2 做好零件優化模型

為了能夠保證設計的結果符合實際的需要，提高設計工作的標準化與科學化，數學模型得到了廣泛的應用，極大地提高了零件設計工作的水平，提高了零件的可靠性。

優化的數學模型能夠將零件的設計過程中受到的限制因素以及需要達到的的設計目標轉化為數學問題進行求解，進而對設計過程中的方案優選、尺寸確定以及性能優化等問題通過模型的計算與分析得到最優的結果，同時也能夠解決齒輪傳功的配比問題、可靠性優化問題以及減速器與彈簧的設計問題，進而使得零件設計的水平得到了顯著的提高，促進了零件設計行業的發展。

1.3 融合數學計算方法

機械設計經過了多年的發展之后，已經逐漸與數學學科進行了融合與接軌，出現了大量的設計學者將數學思維與計算方法應用到設計工作中來的現象，使得設計工作的精確性以及準確性得到了顯著的提高，使得機械零件的可靠性得到了顯著的增強。

在這方面作用比較明顯的是遺傳算法以及神經網絡的算法，基于遺傳算法的模糊可靠性設計思路、實值編碼的遺傳算法在齒輪傳動中的應用以及實碼的遺傳算法在圓錐齒輪的優化設計等方面的應用均使得齒輪的設計水平得到了進一步的提高，無論是齒輪的尺寸還是性能均能夠較好的滿足實際的需求，進而促進了設計可靠性的提高。

2 煤礦機械零件的可靠性評價

隨著科技的發展以及設備要求的不斷提高，煤礦機械設備的性能也在不斷的提高，為了能夠使得設備的性能達到要求的標準，需要對設備的零件進行可靠性的綜合模糊評價，進而全面提升零件的可靠性水平。

2.1 煤礦機械設備的零件評價體系

對于煤礦零件的可靠性評估主要分為固有可靠性以及使用可靠性的評估兩方面，其中固有可靠性的評估指的是對零件的設計水平、制造工藝以及材質水平的評估，而使用可靠性指的則是機械設備零件在規定時間內完成預設的功能的能力與水平，通常在測試的時候都會將規定的時間設定為機械設備的使用壽命，而預設的功能則包括了機械的使用環境條件、使用的應力條件以及基本的設備條件等內容。

為了能夠提高設備可靠性評價的水平，需要對評價體系進行整理、分類與綜合，并能夠在聽取了專家建議的基礎上進行，但是在評價工作的過程中存在著不可避免的問題便是如何應用這些指標來建立起設備的評價體系則是煤礦企業、制造廠商以及技術監管工作最為關心的問題。

2.2 煤礦機械設備的零件評價體系的基本結構

煤礦機械零件的可靠性評價體系是一種層次性的評判指標體系，體系的總目標是由兩個以及的子目標組成的，同時一級的子目標又可以繼續劃分為五個基本的二級子目標，子目標當中的服役條件自目標又可以繼續向下劃分為三級的子目標以及四級的子目標，如果使用樹形結構來表示層級的劃分則如下圖所示，其中最上層的節點是結構的總體目標，評價結果為B，而其中的第i層的第j個節點的評價結果則為B（ij），各個葉子上節點的評價目標位于分支結構的最底層。

2.3 多目標的多級評價體系

通過上面的分析，可以知道煤礦機械的可靠性評價指標體系可以表示為一種樹形的結構圖，也就是對于煤礦機械設備零件的評價可以進行多目標的多級評價。

這種多目標多級模糊綜合的評價方式開始于最深層的評價指標，進而逐漸的向上進行，直至完成了最后的也就是最上層的總的評價目標，在此以單級的模糊評價為例對此種評價方式進行簡單的介紹與分析。

在開始單級的模糊評價之前，需要建立起評價所需的指標集以及評語集，評語集內可以包含相應的差、很差以及一般、好以及很好等的等級標準，并且建立起每一種評價結果的權重集，進而建立起評價所必需的模糊矩陣：

矩陣當中的rij表示的是指標ui對于vj的隸屬程度，并且rij可以由測評工作的主持者在評價的標語尺上給出模糊的打分來確定，這樣便可以通過矩陣的計算得出該項目下的子目標的綜合評價結果，也就完成了單級的模糊綜合評價任務，可以在此基礎上開展下一級的評價工作了。

3 結束語

煤礦企業機械設備的零件對于煤礦企業的安全生產有著關鍵性的作用，為了能夠保證生產的順利進行，需要對零件進行優化設計以及標準評價，進而減少生產過程中的零件故障，提高機械設備的穩定性。

參考文獻

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