機械可靠性優化設計的應用分析

山東省臨沂市費縣農機局新莊鎮農機站 裴景波

機械可靠性優化設計的應用分析

山東省臨沂市費縣農機局新莊鎮農機站 裴景波

近些年隨著我們經濟和科技的不斷發展，在機械生產技術方面，人們對機械技術水平的要求越來越高，如何才能將機器生產技術創新化以滿足人們的需求呢？如今機械的可靠性設計正在不斷地面臨著極大的挑戰，在一定程度上可以說機器性能的穩定性將會直接影響到我們工業生產的正常運行，因此如何針對工廠的機械進行可靠性研究并制定出合理的相應優化策略是當前生產者面臨的亟待解決的問題，在一定程度上，我們可以利用這一點確保機器可靠生產，從而達到維護工廠穩定生產的目的，另一方面，我們也可以針對繼續優化設計相關應用進行研究，以此提出一些具體優化策略，以保證機器安全可靠有效運行。

機械可靠性；優化設計；應用分析

一般來說，衡量機械產品的重要指標就是機械的可靠性及其穩定性，一般來說可靠性和穩定性是作為工業生產中機械正常運行的可靠性保障。我們知道工業的發展要依靠科技的推動，所以有關科技推動工業發展的承載點全部表現在機械產品中，機械產品是承載點的最高體現，因此，在科技高速發展的今天，人們對機械產品的可靠性要求變得越來越高，為了滿足人們對機械產品的可靠性要求，我們在實際生產生活中就必須加入機械可靠性優化設計，來提升機器的可靠性與穩定性并且將機械產品與日常工作有效地聯系在一起，這樣不僅能夠達到及時更換零部件的目的，還可以使機械產品可靠性提升。

1 機械可靠性優化設計的重要性

一般來說，在我們的認知中，進行機械可靠性優化設計的重要性是十分有必要的，因為機械可靠性設計，通常都是以成品的可靠性作為基準，然后在一定程度上把各項參數比如說外在力以及零部件的尺寸和機械的承受能力，作為參考值融合起來考慮并且在另一方面運用某種力學理論和數據統計學理論以及概率論等相關理論進行技術可靠性的分析，并保證相關的方案可靠性是絕對安全的。但是一般來說，我們在實際應用中，注重機械可靠性設計時往往會忽略最重要的一點，就是設計參數的隨機性，所以我們要在相關研究中注意將力學作為隨機變量，這樣才能掌握機械可靠性設計中的各個受理因素對環境的影響，得到一定的參考值。

另一方面，我們在對機械可靠性進行設計時，要充分考慮機械強度的相關因素的影響，因為機械強度可能會受到材料的性能以及工藝環節波動和加工精度的影響。所以在我們進行機械可靠性設計時，要通過精密計算，考慮各個參數的隨機分布，并且以此分析出作為機器生產的實際工作狀況。

2 機械可靠性優化設計案例

我們可以通過一個案例舉例說明，本次通過機器可靠性優化設計研究選取蝸桿減速器優化設計為研究的主要內容。

一般來說一級蝸桿減速器的主要失效形式通常可以分為渦輪齒面點蝕、渦輪齒折斷、鍵壓潰、軸折斷、軸承實效幾種。所以針對蝸桿進行可靠性優化設計的時候，其優化模型為：Rs=Rcf·Rch·Rz·Rj·Rg。其中Rcf表示蝸輪齒根彎曲疲勞的可靠度；Rch表示渦輪齒面接觸疲勞可靠度；Rz表示輪軸的可靠度；Rg表示滾動輪軸可靠度；Rj表示鍵可靠度。蝸桿減速器進行變量設計的時候，將蝸桿的模數定為m，蝸桿直徑系數為q、蝸桿軸直徑ds、蝸桿頭數zl、傳動比i、渦輪軸長度L。可靠性設計變量表示如圖1所示，其中X={m，z1、q、L、i、ds}。

3 一般情況下對機械可靠性設計建議

3.1 預防故障設計法

一般來說，我們要保證機械設備的正常運行，就要在一定方面注意機器設備的整體運作功能是否存在串聯并可以各自發揮自身作用，這一點在機械設備正常運行中是十分重要的，因為一旦整體功能大于部分功能就會成為機械可靠性設計的重要目標，而機械可靠性中首先要重視機械設備的可靠性并且我們可以在某些方面對零部件進行認真的篩查和嚴格的需求控制和選擇控制，在一定程度上將零部件可能存在的問題進行排查，預防故障法設計中應對選用的零部件和通用部件進行驗證分析，并且達到最大限度，對可能出現的故障予以分析。

3.2 權衡和環境設計

一般在我們的機械可靠性設計中，我們不僅僅要采用預防故障設計法，還要在另一方面對機械進行環境和權衡設計，這樣的設計有利于設計者找出機械相對可靠性的設計方案。這樣就可以對機械的成本、體積，以及質量和相關可靠性進行優化設計，耐環境設計主要是基于綜合考慮的一種設計方式，它的主要出發理論是從機械的零部件出發，并且將機械的零部件所使用的壽命周期等各個環境都考慮進去。

4 結束語

總而言之，有關機械可靠性的設計關系到機械日常生產的安全穩定運行，所以其重要性是不言而喻的，那么我們如何能夠在實際生活中結合相關理論對機械可靠性進行合理的優化呢？通常我們可以通過優化機械可靠性運行模式來使機器能夠在我們的實際生活中發揮出主要功能，并且能夠保持機械穩定性生產，這樣我們就可以對相關機械可靠性優化設計進行研究并提出一些合理的建議，供其他同仁進行學習和交流。

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裴景波，男，1976年8月出生，山東費縣人，本科，助理工程師，研究方向：機械。