机械设备运行可靠性评估的发展与思考

蔡强

（浙江双元科技开发有限公司，杭州310000）



机械设备运行可靠性评估的发展与思考

蔡强

（浙江双元科技开发有限公司，杭州310000）

摘要：随着社会经济及科学技术的发展，越来越多的生产生活情况由机械取代人力，机械设备的运作成为生产的主要内容。但是，机械仍然存在出错及发生故障的情况，同时由于机械用电易与其他电场或磁场互相排斥或吸引，可导致机械设备运行出错。针对此种情况，本文通过对机械设备运行可靠性进行评估，寻找可能影响机械运行的因素，并提出改进措施，以帮助解决机械运行中的常见问题。

关键词：机械设备运行可靠性故障原因

引言

目前，机械设备已应用于农业、制造业、航空业等各个领域。每个行业都拥有数以万计的机械在实现自我运行，以代替人工的效用，发挥着其独一无二的作用。我国一直是机械设备的制造大国，生产的机械运行效率、耐用时间都会影响着他国对我国的评价。此外，机械设备运行的可靠性也关乎于设计、制造等方方面面。在此种情况下，对于机械设备运行的可靠性进行研究，具有现实意义。

1 可靠性评估中可能出现的情况

科学界对机械运行的可靠性研究已有较长时间，也取得了一定的成果。最初，针对其机械运行可靠性的研究处于随机阶段，是通过计算机械使用时出现故障的概率以及统计其出现故障时的数据，得出机械运行的可靠性情况。老旧的可靠性评估方法是对大批量生产出的机械进行抽样检查，得出的检测结果也是此批机械总体的可靠性评估，评估结果具有一定的抽象性，准确度不高。此外，一大批机械生产后，可能会被不同的使用者买走，其所购买的机械使用环境有所不同，其注重使用机械的某方面功能也不同，可造成机械的部分零件磨损较快，导致机械出现运行故障。可见，老式的机械设备运行可靠性评估无法对其拥有不同使用者的机械进行单独评估，是其研究中存在的局限性。以下简要例举可靠性评估中可出现的几种问题［1］。

（1）利用概率进行统计。此种评估方法是对批量生产的机械设备进行抽查。由于其设备生产过程中设定的数据、添加的使用材料以及生产环境等情况大体相同，其所生产的设备也相同，因此对其评估时可采用较为传统的抽样概率计算。利用概率进行统计，即抽取一定数目的机械样本，对此样本分别进行使用测试，而后而出其实验结果，是一种较为概括的评估方式。此类评估方式是对机械普遍特性进行测算，缺少对其个体使用环境的评估因素。实际生产生活中，企业注重其内部使用机械的独特评估，以期做好机械使用风险防范。所以，使用此种方法得出的可靠性评估数据仅仅作为参考，实用价值不高。

（2）故障几率计算不准确。使用概率计算的机械运行可靠性检测所得数据较为概括，且使用其他评估方式时，其得到的机械使用故障几率是通过假设及其他条件的设定而得出，计算了机械设备使用时失效的具体情况，并利用与其相关的公式进行失效参数的计算，最终评估其设备使用的可靠性。设备运行情况的不同，使得此种利用参数计算的公式存在一定的误差。此误差由于个体设备的运行程度不同可能会扩大，使得使用参数计算的评估方式具有一定的难度［2］。

（3）假设情况计算。对于机械设备运行的可靠性评估方法大多通过假设情况计算，在对机械运行故障进行假设状态设定研究时，仅仅存在使用故障以及正常使用两种设定。但是，在实际生产生活中，机械的运行可能受到各种各样因素的影响，出现运行迟缓，从而使机械逐渐退化。在此种情况下，使用假设情况计算得出的机械设备运行可靠性的评估存在不足之处，减少了对机械迟缓运行状态的计算，使其运行可靠性评估结果的准确性有待考察。

（4）受到磁场影响。不论是大规模机械还是小规模机械，其使用都需要电能的支持，且机械是由许多零件及微小系统构成，需要同力合作以达到正常运行的效果。实际生产中，不同的机械使用者为机械提供的运行状态不同。机械使用环境中一旦存在影响其正常工作的电力或磁力因素，往往使得机器发生故障，导致机械设备运行可靠性变低，运行可靠性评估难度增加，并只有在机械故障发生后才能统计分析出其出现故障的原因。

2 增加可靠性评估准确性的方式

针对上述可靠性评估中可能遇到的几种情况，有关专家学者针对具体情况提出了机械设备运行可靠性评估的具体改进方式。其中，外国科学家在非参数计算可靠性评估的基础上，提出了一种利用新的参数计算机械运行的可靠性，缩小了得出的结论与实际情况间的误差。此外，有专家提出，利用传统概率计算机械运行可靠性的评估方式时，可以增加其抽取的样本，并对其生产的机械进行跟踪抽样，将同类企业采购的机械进行分类，并对此类机械进行较为细致的故障监测及故障几率记录，最终得出较为可靠的机械设备运行可靠性评估结果。此外，针对机械使用中可能出现的设备配件及小系统退化情况，可以采用设置较为吻合导致设备退化的使用环境进行模型检测。建立此种可靠性评估模型时，应考察其相关的运行因素，对其运行中可能受到的引力进行相应计算，考虑模型使用中可能受损的程度，从实际出发，计算机械在老化过程中运行的可靠性评估结果［3］。

3 可靠性评估具体方式

（1）振速情况不同。针对部分机械使用中可能由于使用频率以及其他情形而产生振动速度不同的情况，可采用下述的计算方式。先计算机械使用中振动的基础量，并对不同的振动程度进行相应的等级划分，设定该机械运行的可靠性数值，然后利用一定的公式进行运算，将最终得出的数值与设定数值相比较，从而得出机械设备运行可靠性的评估结果。

（2）机械受损程度。机械在运行中存在磨损情况，不同的使用环境其磨损情况不同。在机械磨损的情况下，对机械进行划分。划分依据为机械使用时间，设定使用前期、使用中期及使用后期三个数值。观察机械运作轴心的老化程度，将不同的老化设定指标，用部分数值代替。当其运作轴心受损较轻时，该机械运行可靠程度较高；当其受损较为严重时，该机械的运行可靠程度降低。最终，得出机械运行可靠性的数值曲线［4］。

（3）不确定状态设定。机械运行可能存在不确定的状态。运行状态是否良好，是此种环境设定后的计算指标。机械出厂时间越靠后，其设备使用的不确定状态越少。针对此类情况进行可靠性评估时，对机械的分解频带数值进行计算，并利用小波信息转化情况，对机械运行的可靠性数值进行运算，最终得出有关机械可靠性评估的数值。

4 结束语

任何机械在使用中都可能出现各种各样的情况。在针对不同的机械运行环境时，其可能产生的机械设备运行可靠性评估结果也有所不同。本文通过对机械运行可靠性评估中可能遇到的情况以及相关专家学者对此类情况采取的应对措施进行分析，提出机械设备运行时不同运行情况下的评估方法，希望有助于推进机械设备运行可靠性评估情况的发展。

参考文献

［1］蔡改改，陈雪峰，陈保家，等.利用设备响应状态信息的运行可靠性评估［J］.西安交通大学学报，2012，（1）：108-113.

［2］李庆安，夏小燕.机械设备运行成本管理探讨［J］.科协论坛，2012，（8）：157-158.

［3］钟保强，张文瀚，高鹏，等.对电气机械诊断信息的设备运行可靠性分析［J］.自动化与仪器仪表，2015，（12）：83-85.

［4］孙闯，何正嘉，张周锁，等.基于状态信息的航空发动机运行可靠性评估［J］.机械工程学报，2013，（6）：30-37.

The Development and Thinking of the Reliability Evaluation of Mechanical Equipment

CAI Qiang
（dual Zhejiang science and Technology Development Co Ltd, Hangzhou 310000）

Abstract:With the development of social economy and science and technology, production and living conditions of more and more by the machine to replace the human, machinery and equipment operation has become the main content of production. But the machinery is still exist error and fault, at the same time, due to the electrical machinery and other electric or magnetic field repulsion or attraction, causing the mechanical equipment operation error, in view of this situation. In this paper, the evaluation of operational reliability of mechanical equipment, looking for a possible influence factors of Mechanical operation and put forward the improvement measures, help to solve common problems in the operation of machinery.

Key words:mechanical equipment,Operation reliability,Fault reason