机械工程的可靠性优化设计探讨

机械工程的可靠性优化设计探讨

郭淑

摘要：随着科学技术的飞速发展，机械工程设计取得了长足的进步，并形成了一个非常复杂的专业领域。由于当前机械产品种类繁多，任何产品都需要保证可靠性，因此加强机械工程的可靠性设计是十分必要的。使机械工程的可靠性满足有关标准的要求，为各行各业的使用提供保障。本文主要分析了我国机械工程可靠性优化设计的具体方法，以期促进我国机械工程的快速发展，同时也为相关人员提供一定的参考。

关键词：机械工程；可靠性；优化设计

一、机械工程产品的可靠性优化设计现状

当今社会，人们对产品的要求越来越高，产品的可靠性就显得越来越重要。今天的产品可靠性设计水平已经达到了很高的水平，开发理念也在不断更新。这是产品制造的一个新阶段。由于我国特殊的历史原因，与西方发达国家的机械制造业相比，机械工程制造业相对落后，尤其是在可靠性设计的研究方面。我国机械工程可靠性研究直到20世纪80年代才取得初步成果。个别行业建立了可靠性优化设计专业机构和组织，为社会培养了一大批可靠性优化设计研究的技术人员，制定了一套完整的可靠性优化设计规范和标准。一般来说，以往可靠性优化设计的研究多侧重于理论，而在生产实践中，理论的应用相对较少。在这方面，与制造业相对发达的国家相比，还存在许多不足之处。国内大多数教育部门尚未开设可靠性研究课程。目前，只有少数高校开设了可靠性研究课程，绝大多数高校没有这方面的相关课程，这就造成了我国可靠性研究人才的大量短缺。国内企业对可靠性研究重视不够。他们认为可靠性研究是可选的，对整个生产和制造几乎没有影响。然而，对可靠性研究的不重视，必然会导致未来失去与竞争对手竞争的能力。

二、机械工程设计的可靠性方法

1鲁棒设计方法

鲁棒设计方法着重强调减弱产品的敏感度。保证产品的各项功能在应用条件改变的情况下依然稳定运行，同时确保产品在规定的使用时长期间，不会因为产品内部组成产生改变，系统陈旧或者参数不稳定等原因影响产品正常运行的设计方法。此方法是以综合分析处理为前提由日本著名机械设计师――田口玄一首先提出来的，主要是依据产品的使用对使用者产生的经济损失程度的大小作为设计可靠性的评价标准，可以说是它的基础理论，所说的损失程度大体是说用户经济流失与产品目的和功能的正比大小，简而化之就是损失越大证明偏差越大，客观的区分出产品质量的优劣，降低偏差程度会使产品质量得到有效的提升，绝大部分经过严格筛选的材料和产品技术，都是把最大程度降低错误的出现率作为最终目标。

2 降额设计

降额设计方法是指产拼运行过程中零部件受到的应力大小没有超过其规定的应力范围，为了有效的减少部件所受应力，可以提高质量或者在选材上加以深究。大量的机械工程实践记录显示，机械工程零部件在低于它额定的使用压力下进行工作的时候机械工程事故率是十分低的，也就是说可靠性是十分高的。因此反复的进行研究和设计就成为了降额的有效途径，可以通过降低平均应力，提高零件使用强度等方法改变应力、降低强度，达到提升可靠性的目的。

三、可靠性设计在机械中的运用

机械工程产品的可靠性优化设计在产品的设计生产与使用周期的诸如产品的设计、制造、使用及售后维修等多个环节都发挥着重要的作用。

1 工程机械产品的使用和维护的可靠性优化设计

定期对机械相关产品进行维护和检修，可以大大延长产品的使用寿命。公司的发展壮大始终需要强大的售后服务体系。因此，售后维修体系的运行关系到所有机械设备制造企业的生死存亡。通过现代数据分析，根据人们的需要和不同环境的使用，制定全面的维护和检修计划，并根据机械的使用程度和参数规定适当的使用寿命。机械工程产品的维修性也可以看作是可靠性。两者之间没有本质的区别。工程机械产品在设计之初，首先要考虑产品的维修性。产品结构越不复杂，故障需要修复时处理速度越快，可有效降低经济损失。在机械工程产品维修可靠性优化设计中，维修成本是最重要的问题。要用最少的资金达到最大的可靠性标准，尽量缩短维修时间。设计者应以此为设计依据，实现机械工程的可靠性优化设计。因此，将维修设计作为可靠性优化设计的前提是可行的。由此可见，设计和制定既经济又合理的维修方案是非常重要的。在维修过程中，一定要使用标准化的维修机械设备，工作人员要不断提高自身的技术能力，这样维修工作才能进一步提高。

2 机械工程产品制造中的可靠性优化设计

在机械工程产品的制造过程中，如果制造过程不严格控制，那么产品的最终质量就会受到一定的影响，产品的可靠性也难以保证。因此，我们应该做出科学的选择。我们不仅要注意加工设备的设计，还要注意程序的可靠性。如果把整个产品作为一个系统，就要考虑各种因素，每个子系统，每一个工艺流程图，其可靠性优化设计应优先考虑各个子系统的各个方面的设计，以保证系统的可靠性形成一个完整的整体，实现科学精轧。最后，由专业人士判断指标的可靠性。

3 对机械工程产品使用与维修进行可靠性优化设计

科学合理的售后服务水平是延长公司产品售后服务水平的必要条件。因此，机械设备制造企业应认真对待售后服务和维修问题，运用科学先进的逻辑分析方法，制定合理有效的维修内容和维修方法，规划如何合理使用机械产品的使用寿命。机械工程产品的维修性和可靠性在很大程度上是相似的。在机械工程产品的设计中，首先要考虑产品的可靠性指标，使设计的机械产品在发生故障时能够方便地进行检查和维护。在机械产品维修可靠性优化设计中，应充分考虑维修成本问题。在进行机械工程可靠性优化设计时，设计者应以成本最小、可靠性最大为设计原则，尽可能缩短故障查找时间。在维修工艺设计中，制定科学合理的维修方案，对维修工艺设计的科学化、科学化具有重要意义。采用标准化维修设备进行维修，提高维修人员的技术水平，使机械产品维修工作更加现代化、科学化。

总结

机械设计的可靠性研究在不同阶段有不同的侧重点。只有抓住每一个关键点，才能全面完成机械设计的高质量、高标准的管理，最终实现产品向市场的最优计量。而每一方面的重点把握，是需要我们在技术研究和产品开发等方面综合考虑的。本文主要对机械设计不同阶段的可靠性进行了分析和研究。不同阶段的重点不同。要抓住每一个关键点，保证机械设计的高质量，实现产品生产的优化。对于每一个重点，都要从各个方面加以考虑。只有保证机械设计的可靠性，才能提高机械产品的质量。

参考文献

[1]张永杰.机械工程的优化设计[J].装饰装修天地,2015,8(12):90-91.

[2]刘涛.论机械工程中的优化设计[J].装饰装修天地，2018,（12）:141-142.

[3]杨德祥,杨红梅.关于机械工程的可靠性优化设计[J].科技展望，2018,5（04）:78-79.