关于煤矿机械零件的可靠性探究

陈洪英

摘 要：煤矿机械零件对煤矿机械的性能的高低有着根本性的影响，为了能够充发挥机械设备在煤矿生产过程中的作用，需要不断提高其可靠性。文章据此，分析了对机械类零件可靠性进行优化设计以及进行相关可靠性检验的办法与途径，仅供相关人士参考。

关键词：煤矿机械；设备零件；可靠性

机械零件的设计与检验问题几乎伴随着煤矿机械的产生与发展同步进行，在煤矿企业的安全控制工作中具有着重要的地位与作用，不仅因为零件的性能从根本上影响着机械设备的性能，更因为零件的可靠性决定着机械设备的可靠性，所以需要对其可靠性的设计与检验进行分析与研究。

1 煤矿机械设备零件可靠性的设计

煤矿企业的发展使得机械设备所面临的性能要求也在不断的提高与完善，而这就要求机械设备的设计能够满足相应的标准与规范，要求机械的零件设计能够不断的采用新理念与新技术，进而从根本上提高机械设备的可靠性。

1.1 精确计算零件的荷载与尺寸

对于机械设备的零件设计与制作工艺来讲，零件在实际应用中所必须满足的要求是设计工作的基本参考与主要依据，所以需要在开始设计工作之前对零件的荷载以及其要求的尺寸进行测量与记录，进而保证设计工作的科学性与精确性。

对零件的荷载与尺寸进行测量与计算也是机械产品设计的总方案，是后续的零件设计与制作的基础，不仅能够为模型的建立提供基础，也能够减小设计出来的零件在使用的过程中出现变形或者是失效的几率，是零件设计与校核的基本计算依据。

1.2 做好零件优化模型

为了能够保证设计的结果符合实际的需要，提高设计工作的标准化与科学化，数学模型得到了广泛的应用，极大地提高了零件设计工作的水平，提高了零件的可靠性。

优化的数学模型能够将零件的设计过程中受到的限制因素以及需要达到的的设计目标转化为数学问题进行求解，进而对设计过程中的方案优选、尺寸确定以及性能优化等问题通过模型的计算与分析得到最优的结果，同时也能够解决齿轮传功的配比问题、可靠性优化问题以及减速器与弹簧的设计问题，进而使得零件设计的水平得到了显著的提高，促进了零件设计行业的发展。

1.3 融合数学计算方法

机械设计经过了多年的发展之后，已经逐渐与数学学科进行了融合与接轨，出现了大量的设计学者将数学思维与计算方法应用到设计工作中来的现象，使得设计工作的精确性以及准确性得到了显著的提高，使得机械零件的可靠性得到了显著的增强。

在这方面作用比较明显的是遗传算法以及神经网络的算法，基于遗传算法的模糊可靠性设计思路、实值编码的遗传算法在齿轮传动中的应用以及实码的遗传算法在圆锥齿轮的优化设计等方面的应用均使得齿轮的设计水平得到了进一步的提高，无论是齿轮的尺寸还是性能均能够较好的满足实际的需求，进而促进了设计可靠性的提高。

2 煤矿机械零件的可靠性评价

随着科技的发展以及设备要求的不断提高，煤矿机械设备的性能也在不断的提高，为了能够使得设备的性能达到要求的标准，需要对设备的零件进行可靠性的综合模糊评价，进而全面提升零件的可靠性水平。

2.1 煤矿机械设备的零件评价体系

对于煤矿零件的可靠性评估主要分为固有可靠性以及使用可靠性的评估两方面，其中固有可靠性的评估指的是对零件的设计水平、制造工艺以及材质水平的评估，而使用可靠性指的则是机械设备零件在规定时间内完成预设的功能的能力与水平，通常在测试的时候都会将规定的时间设定为机械设备的使用寿命，而预设的功能则包括了机械的使用环境条件、使用的应力条件以及基本的设备条件等内容。

为了能够提高设备可靠性评价的水平，需要对评价体系进行整理、分类与综合，并能够在听取了专家建议的基础上进行，但是在评价工作的过程中存在着不可避免的问题便是如何应用这些指标来建立起设备的评价体系则是煤矿企业、制造厂商以及技术监管工作最为关心的问题。

2.2 煤矿机械设备的零件评价体系的基本结构

煤矿机械零件的可靠性评价体系是一种层次性的评判指标体系，体系的总目标是由两个以及的子目标组成的，同时一级的子目标又可以继续划分为五个基本的二级子目标，子目标当中的服役条件自目标又可以继续向下划分为三级的子目标以及四级的子目标，如果使用树形结构来表示层级的划分则如下图所示，其中最上层的节点是结构的总体目标，评价结果为B，而其中的第i层的第j个节点的评价结果则为B（ij），各个叶子上节点的评价目标位于分支结构的最底层。

2.3 多目标的多级评价体系

通过上面的分析，可以知道煤矿机械的可靠性评价指标体系可以表示为一种树形的结构图，也就是对于煤矿机械设备零件的评价可以进行多目标的多级评价。

这种多目标多级模糊综合的评价方式开始于最深层的评价指标，进而逐渐的向上进行，直至完成了最后的也就是最上层的总的评价目标，在此以单级的模糊评价为例对此种评价方式进行简单的介绍与分析。

在开始单级的模糊评价之前，需要建立起评价所需的指标集以及评语集，评语集内可以包含相应的差、很差以及一般、好以及很好等的等级标准，并且建立起每一种评价结果的权重集，进而建立起评价所必需的模糊矩阵：

矩阵当中的rij表示的是指标ui对于vj的隶属程度，并且rij可以由测评工作的主持者在评价的标语尺上给出模糊的打分来确定，这样便可以通过矩阵的计算得出该项目下的子目标的综合评价结果，也就完成了单级的模糊综合评价任务，可以在此基础上开展下一级的评价工作了。

3 结束语

煤矿企业机械设备的零件对于煤矿企业的安全生产有着关键性的作用，为了能够保证生产的顺利进行，需要对零件进行优化设计以及标准评价，进而减少生产过程中的零件故障，提高机械设备的稳定性。

参考文献

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[2]高鹏，谢里阳.机械零件可靠度估算方法[M].机械设计，2011（02）.

[3]方建智.机械零部件的可靠性优化设计探究[M].科技资讯，2012（36）.