机械工程设计可靠性分析

陈正超

摘 要：随着当前经济水平以及科学技术的飞速发展，人们对于产品性能的要求也更加严格，因此，在进行产品的设计工作时，不仅要保障产品具备多方面的功能，同时，还要注重产品的使用可靠性。为了确保机械产品的设计能够获取更高的经济效益，必须要遵循可靠性的设计原则，确保产品的设计工作能够满足生产以及发展的实际要求。本文主要是分析了当前机械工程设计可靠性不足的主要原因，并且就提升机械工程设计过程中零部件应用可靠性能的方式进行了探究，希望能够为不断提升机械工程设计的可靠性提供参考意见。

关键词：机械工程;设计可靠性;具体分析

一、机械工程可靠性设计的发展历程

为了保障产品设计以及应用过程中的性能，对产品设计过程中的精准性以及可靠性进行分析是基础工作。机械产品设计过程中的性能，可靠性主要是指产品能够在既定的时间以及生产环境下实现规范功能。而这些机械产品，包罗万象可以是推动企业机械化生产集约化发展的各类型大型仪器设备，也可以是采用人机合作应用的机械设备。在进行产品前期规划布局的过程中，首先必须要考虑到产品性能以及功能的发挥，在保障产品符合设计要求原则的基础条件下，确保产品制定性能的发挥。对于机械设备可靠性的设计以及绩定性能的发挥，不仅考虑到了传统工艺以及设计技术，同时，也对施工过程中的施工系统应用、施工周边环境以及计算机技术都进行了深度的融合，通过多方面因素的共同考量，有效的提升了产品生产过程中的可靠性。而产品性能的发挥，不只是呈现在前期规划设计工作中，在产品的制造、使用以及维修管理方面都应该对可靠性问题加以重视。当前，当前，关于产品设计工作组的可靠性分析已经在航空事业、军工发展以及我国电子工程方面得到了较为广泛的应用[1]。

当前，我国社会中对于产品设计过程中的可靠性分析和研究已经经过了多年的发展，而在这漫长的发展阶段中，可靠性设计问题分析工作经历了三个不同的阶段。首先是对可靠性研究的初步发展阶段。可靠性研究初次诞生是位于上世纪的战争时代背景，而在这样的时代背景下，为了确保军事装备在战争中的应用性能，避免军事装备故障而导致惨重的伤亡，人们开始注重军事产品设计工作中性能的稳定发挥。这也意味着，产品的可靠性研究初步诞生，而最初的研究目的主要是为了防止产品应用过程中出现性能失效或故障问题，切实地提升了设备在工作场景中的应用性能。在该阶段中，主要是针对占用装备进行了性能的研究以及可靠性分析，而这些关于军事战争装备的性能研究实验工作，也证明了军工行业对于产品性能发挥以及可靠性研究的重视程度。这一阶段之后，可靠性研究工作实现了长足的发展。在长足发展阶段中，为了确保工业发展的质量以及发展速度，必须要对参与工业生产的机械设备进行可靠性研究，相比于初步发展阶段来说，这一阶段中的可靠性研究组建的队伍更加专业，实现了对可靠性问题的进一步探究。而经历过漫长的发展阶段和可靠性研究，正式进入了现代化的创新发展阶段中。当前，人们对于产品应用性能以及应用可靠性的研究工作，不仅仅局限在单一的产品规格中，可靠性研究事业的辐射范围更加广泛。与此同时，在研究过程中，关于可靠性的分析技术以及计算结果也更加准确，在逐步的发展过程中，可靠性研究已经实现了跨国际的发展，随着可靠性技术的发展以及进一步应用，可靠性技术的优越性得到了人们的普遍认可，在国际社会中的应用范围更加广泛。

我国在可靠性设计工作方面相对来说研究起步时间较晚，发展的时间较短，在研究过程中只针对个别突出性行业的产品进行了可靠性研究，逐渐才拓展到其他领域中。当前，我国在可靠性研究工作中，对于可靠性技术人才的培养工作更加重视，同时，也建立起了可靠性设计的标准方案。但是目前國内的可靠性设计研究工作存在着重理论，轻实践的现象，因此，相比于国外的可靠性分析技术来说，仍然存在较大的差距。

二、机械工程中的可靠性设计研究

为了切实的提升机械生产企业经营管理的效率，确保企业能够在发展的过程中谋求更高的经济效益，企业对于产品的应用性能以及应用效果是十分重视的，同时，产品的应用性能稳定性也是企业发展过程中恒久的追求目标。当前，很多生产企业在激烈的市场竞争环境下只能在夹缝中求生存，为了帮助企业在这样的竞争背景下谋求更加广阔的发展空间，必须要切实地提升企业产品设计的可靠性。产品的可靠性设计对于产品的后期使用以及性能的发挥具有较大的影响，因此，在机械工程进行设计工作室，不仅要注重产品设计流程中的可靠性应用，同时，对于产品生产、后期使用以及维修方面的可靠性问题也要引起重视。

（一）机械工程产品可靠性设计

机械产品的前期规划设计主要包括了整体框架设计以及内部细节零部件设计这两大环节。而对于机械设备产品的性能分析以及可靠性研究，主要分为两种类型。一种是先对零部件细节，应用性能进行测试，只要在预测过后，产品的零部件可靠性达到设计标准要求，即可证明产品具备充分的应用可靠性。另外一种是对细节零部件单支部位进行可靠性的分析。这种可靠性分析方式主要是将整个系统中的可靠性指标分配开来，从而根据不同零部件在机械运行过程中发挥的作用，对总体可靠性指标进行合理分配，在分配过程中，可以采用综合评分分配以及多元化的分配形式。尤其是在关于机械设备产品的设计工作中，如果机械设备的整体可靠性设计工作根本无法满足对于零部件细节可靠性的测试，那么就应该对零部件的细节问题进行分开测试。在对机械细节零部件进行设计工作中，需要使用标准化的设计方式或工艺方法较为成熟的制作方式，这样在机械工程的零件规划和设计缓解中，就能够运用类比的方式分析设计流程的可靠性，尤其是关系到机械工程能动性的一些重点零部件设计部位，还应该注重对其应用性能的发挥进行深度分析，通过采用这种重点零部件分配分析的方式，切实的提升这些重点零部件在机械设备中的应用性能。除此之外，在对机械产品的应用性能以及可靠性进行设计工作中，还应该对设计工作中的不足之处进行评审和修改，如果不能满足设计要求，就需要进行多次修改，直到满足设计标准为准。

（二）机械工程制造过程中的可靠性设计

机械工程制造过程中的可靠性设计工作是确保产品生产质量的关键环节，在机械工程制造过程中，不僅要选用可靠性较强的生产加工设备以及工艺技术，同时，还应该对生产过程中的重难点加工方案以及加工流程进行进一步的设计工作。产品生产和加工的工艺流程其实相当于是一个联动性的系统性引流程，每一环节的生产加工工艺方案以及加工工序都相当于联动性环节中的子系统，而每一个子系统的可靠性设计，都必须要综合考量工艺设备、应用原材料以及操作人员专业素质等多方面的因素，必须考虑到参与制造生产过程中的每一环节的可靠度指标，才能够按照不同子系统之间的内在联系，预测出机械工程制造过程中的总体可靠性。

（三）机械工程使用和维修阶段的可靠性设计分析

对于产品后期的使用维修可靠性分析应该应用逻辑分析决断法，通过这种理性的逻辑思维方式，科学地制定维修内容以及后期的优选维修方式，并且确保产品在应用过程中的使用期限，这样就能够确保机械设备在规定的应用期限内能够发挥应有的作用价值。机械产品的可维修性其实与可靠性属于同一类型的指标，是归属于机械设备的可靠性指标之一。在对产品进行可靠性设计工作中，首先必须要考虑产品的可维修性，尤其是在前期设计环节中，就必须要考虑到产品在后期使用过程中可能出现的故障问题，确保产品的故障问题能够被及时排查出来，从而做到防患于未然。在对产品进行维修性可靠设计时，能够在维护和提升设备应用可靠性的基础条件下尽可能地降低维修费用，并且减少排查故障以及维修过程中所需要的时间。由此可见，在分析机械产品使用维修可靠性时，必须要在可靠性理论的基础上制定合理并且具有经济适用性的维修原则，采用当前较为先进的故障诊断方式以及合理的维修方法，通过应用标准化的维修工具以及设备，使得机械产品的维修工作能够高效且保质。

结语：

综上所述，机械工程产品设计师如果采用常规的设计方式，在进行前期设计环节时，并不会考虑到产品后期应用以及维修的可靠性指标，极大地降低了产品应用过程中应用性能的发挥水平。因此，在产品使用过程中，无法保证机械设备的真实使用状况。而采用可靠性设计的方法，对机械工程进行设计时，不仅要考虑到机械设备工程制造投入的成本、机械设备本身的重量以及体积等问题，同时，在设计的过程中，也要对生产的方式以及设计的方法不断进行优化和完善，通过对影响设计结果的因素进行分析，对设计结果进行准确的预计和骨量，这样才能够将可靠性设计的方法与实践设计工作有机融合在一起，切实的对设计工作中出现的不足之处进行弥补。当前，我国机械产品在发展的过程中逐渐向结构更加复杂多样以及大型化的方向发展，为了有效地避免后期维修过程中出现困难，在机械产品的设计环节中，可靠性设计的方法引起了广大设计人员的重视。只有提升产品设计环节的可靠性，才能确保后期机械设备产品应用性能，为企业获取相应的经济效益提供设备支持。

参考文献：

[1]杨玉霞，汤金金，孙海燕.PDM技术在机械可靠性设计分析中的应用[J].科学技术创新，2018，13：164-165.