機械可靠性設計的內涵與遞進

魏純超

（久益環球（佳木斯）采礦設備有限公司，黑龍江省 佳木斯 154003）

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機械可靠性設計的內涵與遞進

魏純超

（久益環球（佳木斯）采礦設備有限公司，黑龍江省 佳木斯 154003）

摘要：可靠性是衡量產品質量的一項重要指標，也是人們長期以來明確的目標。但是將可靠性用做機械設計制造中的時間并不太長，因此相關技術并不太成熟，還需要科研人員的繼續努力，突破理論束縛，在保證速度的同時，也要保證質量。結合機械設計可靠性的發展，論述機械可靠性的內涵，為工作人員就機械可靠性的設計提供一些幫助。

關鍵詞：機械產品；可靠性設計；內涵；遞進

機械是衡量一個國家經濟能力的重要指標之一，安全可靠的機械產品不僅說明企業的能力，也體現了國家的綜合實力。如何保證機械產品的安全可靠，一直是科研人員重點研究的課題之一。我國的機械可靠性設計雖然略有成效，但是和國際的先進水平相比較還是有不小的差距，依然徘徊在低水平上。對于企業所提出的“質量第一，安全第一”的口號，我們雖然經常可以看到，但是良好的質量還是難以保證。在競爭日益激烈的今天，機械可靠性設計是確保機械廠不被歷史潮流所吞沒的一道屏障，所以快速發展機械可靠性設計是機械行業的重中之重。

1　機械可靠性研究的發展

如果產品的安全可靠性不能保證，不僅會造成難以估算的經濟損失，而且會對人身安全造成威脅。美國軍用航空部早就認識到這一問題的嚴重性，所以最早提出了可靠性的問題。自可靠性提出以來，不僅在學術理論上有了重大的突破，而且極大提高了設計的速度，保證了設計的質量。隨著經濟的不斷發展，可靠性技術越來越受到企業的重視。就機械行業而言，在進行機械設計的時候，機械產品的可靠性是設計者必須思考和解決的問題。良好的可靠性不僅可以提高產品的質量，降低產品的成本，還可以提高作業效率。可以說今后產品的競爭就是產品可靠性的競爭。

近半個世紀以來，在機械設計領域出現了不少提高機械可靠性的科學研究，它們的出現對機械產品設計就安全可靠方面有深遠的影響，極大地減少了資源的浪費，節省了制造的時間。由于可靠性的重要性，美國國家航空航天局已經把它列為3大技術成就之一。我國由于底蘊較淺，雖然有許多從事可靠性設計的研究人員，在可靠性設計中也有一定的成績，但是可靠性設計水平依然很低，與國際先進水平有很大的差距，現在還是機械制造大國而非制造強國，依然需要不斷的探索創新，加快對于機械可靠性設計的研究，努力提高經濟實力。

2　可靠性設計

可靠性設計即根據可靠性理論與方法，確定產品零部件以及整機的結構方案和有關參數的過程。隨著經濟水平的不斷發展，工程界對于可靠性越來越重視。現代生產表明，在設計、制造和使用過程中，最能保證產品可靠性的就是設計過程，設計水平決定了產品可靠性能的高低。而且可靠性貫穿于各個行業的產品設計之中，企業與研究部門應該大力研究可靠性技術，可以提高產品質量，降低生產成本，從而保證經濟利益的最大化。如圖1所示。

圖1 機械產品與可靠性關系框圖Fig.1 The relationship between mechanical products and reliability block diagram

隨著可靠性技術的不斷發展，機械可靠性設計主要有兩個方法，即數學模型法和物理原因法。數學模型法隨著研究的深入，形成了兩個研究方向，分別是將可靠性視為時間范疇或者視為某種偶然因素發生導致的結果。物理原因法也主要有兩個研究方向，分別是應力和將可靠性定義為隨機過程，不超過規定水平的概率。如圖2所示。

圖2 可靠性設計的框圖Fig.2 Reliability design block diagram

3　可靠性優化設計

隨著全球化經濟的不斷發展，機械產品更新換代的周期也越來越短。用戶越來越希望獲得功能多樣，性價比高，質量有保障的產品。這就要求設計人員必須加快設計的步伐，縮短設計周期，同時也要保證設計產品的質量。那么如何更快更好地完成這些任務，如何在保證這些任務完成后還可以使經濟利益最大化，已經越來越受到人們的關注，這些已經成為了機械發展的趨勢。

近些年來，隨著研究的不斷深入，可靠性的優化設計體現出了它的價值，解決了許多的問題，不僅加快了設計的步伐，而且提高了產品的性價比。伴隨著科研人員的不斷努力，可靠性設計和優化設計已經在理論和使用方法上有了長足的進步，兩者協同合作，各自發揮彼此的特點，從而保證了產品的最佳可靠性，使其在進行設計時能更好地達到預定的目標，在保持機械產品安全可靠的同時又能使經濟利益最大化。

4　可靠性靈敏度設計

在對機械產品進行可靠性分析時，由于外界或者系統的不同原因，會造成分析不準確的現象，所以要求機械具有很好的靈敏性，可以說靈敏度設計是機械產品設計的基礎。所謂的機械產品的可靠性靈敏度設計，就是確保產品其余構件不受影響的情況下，在可靠性的基礎上，進行靈敏度的設計，從而在設計參數不同的情況下，使得產品可靠性表現出不同的評價，這樣可以減少誤差，保證產品的可靠性能。

5　可靠性穩健設計

產品的優良設計和制造質量的穩健體現了產品的總體質量，也表明企業的綜合實力。在機械工程中，正確的使用穩健性設計，這樣在設計產品出現微小變化時依然可以保障產品的穩定性使用。所以說機械可靠性穩健設計是一種十分實用的方法，它允許產品設計出現更大的容差，從而降低了成本，在確保產品合格的條件下，給企業帶來更大的經濟利益。

6　結語

隨著經濟水平的不斷提高，可靠性技術不僅越來越受到各行各業的重視，也是人們日常選擇產品時的一個衡量指標，只有安全可靠的產品才能得到顧客的認可。近些年，我國的機械可靠性設計雖然在近些年有了顯著提高，但是依然徘徊在低水平上，這需要研究人員吃苦耐勞，努力工作，發揮自己的智慧，做出自己的貢獻，而且國家對于機械可靠性設計投入的財力、物力也十分龐大。我們相信，在政府的支持下，在研究人員的不斷努力下，我國的機械可靠性技術一定會有更加長遠的發展，

參考文獻：

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［4］ 金雅娟，張義民.基于鞍點逼近的機械結構可靠性穩健優化設計［J］.工程設計學報，2012，（02）：48.

中圖分類號：TH122

文獻標志碼：A

文章編號：1674-8646（2016）10-0048-02

收稿日期：2016-02-19

Connotation and progression of mechanical reliability design

WEI Chun-chao
（Joy Global （Jiamusi） Mining Equipment Co.， Ltd.，Jiamusi 154003， China）

Abstract：Reliability is an important indicator of product quality， and also a long clear goal. However， the application time of reliability in mechanical design and manufacture is not too long，so the relevant technical is not quite mature，which still needs researchers to make continuous efforts，break theory bound，ensure the production speed and ensure the quality at the same time. Combining with the development of mechanical design reliability， it discussed the connotation of mechanical reliability，and provided staff with some help on the design of mechanical reliability.

Key words：Mechanical products； Reliability design； Connotation； Progression