机械产品可靠性设计方法评述

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1、机械产品可靠性设计方法评述一个产品的可靠性是通过设计、制造直至使用的各个阶段的共同努力才得以保证的。“设计”奠定产品可靠性的基础，“制造”实现产品的可靠性设计目标，“使用”则是验证和维持产品可靠性目标。任一环节的疏忽都会影响产品的可靠性水平，尤其是设计阶段的可靠性保证更为重机械产品可靠性设计方法评述一、前言一个产品的可靠性是通过设计、制造直至使用的各个阶段的共同努力才得以保证的。“设计”奠定产品可靠性的基础，“制造”实现产品的可靠性设计目标，“使用”则是验证和维持产品可靠性目标。任一环节的疏忽都会影响产品的可靠性水平，尤其是设计阶段的可靠性保证更为重要。二、应用可靠性工程理论指导产品可靠

2、性设计可靠性设计，实质上是指在设计开发阶段运用各种技术和方法，预测和预防产品在制造和使用过程中可能发生的各种偏差、隐患和故障，保证设计一次成功的过程。日本工业标准JISZ8115-1981《可靠性术语》将可靠性设计定义为“赋予产品可靠性为目的的设计技术”。这种设计要求设计者考虑一般的设计特性如应力、重量、外结构等方面外，还须正确评价在整个寿命周期内可能发生的环境条件和材料性能等变化对产品可靠性的影响，采取事前预防措施，保证定性或定量可靠性目标的实现。为了实施产品可靠性设计，必须提高设计人员预测和预防故障的能力，除了传统的设计技术外，还要采用各种分析、预测和保证产品可靠性的方法和原则。“可

3、靠性工程”技术，就是应此需求发展起来的以解决可靠性为出发点的一门新兴学科，它提出了一套指导产品可靠性设计、试验、预测、分析和评估的方法和技术，这些方法和各产品的固有专业技术结合，能以较少的费用，设计出所要求的可靠性。三、机械类产品可靠性特点在应用可靠性工程技术的理论和方法时，应注意机械类和电子类产品的可靠性问题的差别（见表1）。可靠性工程技术起源于电子领域，现已颁发的一些可靠性设计、试验和分析方法或标准，大都是根据电子产品故障多属随机性、寿命服从指数分布等特点制定的。这些方法或标准对机械类产品不完全适宜，因为机械产品的零部件大多是耗损性失效为主；零部件的故障和连接、维修、使用方式密切相关

4、，可靠性建模很困难；而且，机械零部件一般都是为特定用途设计，通用性不强，不易积累共用数据。因此，在应用可靠性工程理论指导机械产品设计时，不能完全照搬电子类产品的办法，一定要注意其应用的前提条件，结合机械产品的特点合理选用方法。表1机械类和电子类产品可靠性特点的比较  机械产品电子产品系统构成机械结构动力系统电源系统指示系统操作系统电气系统液压系统发送信号系统接受信号系统放大系统可靠性指标耐用寿命（时间、次数）零件更换寿命整机可用性MTBF元件故障率整机可用性故障机制在定期维修条件下，复杂的整机设备故障呈现随机性零部件以耗损性故障为主元件和整机故障多属随机性故障关联性与联接、使用、维修方式

5、有关元件故障基本独立无关使用环境使用环境条件复杂，需掌握环境变化和极值条件，应力分析十分重要使用环境一般良好，有密闭和保护，应力因素可预测维修方式一般以预防性维修为主预防性维修意义不大可靠性预计困难可能数据准备公用数据收集不易，积累尚未正规化数据已广泛发布，已形成数据积累制度系统构成机械结构动力系统操作系统电气系统液压系统电源系统指示系统发送信号系统接受信号系统放大系统可靠性指标耐用寿命（时间、次数）零件更换寿命整机可用性MTBF元件故障率整机可用性故障机制在定期维修条件下，复杂的整机设备故障呈现随机性零部件以耗损性故障为主元件和整机故障多属随机性故障关联性与联接、使用、维修方式有关元件

6、故障基本独立无关使用环境使用环境条件复杂，需掌握环境变化和极值条件，应力分析十分重要使用环境一般良好，有密闭和保护，应力因素可预测维修方式一般以预防性维修为主预防性维修意义不大可靠性预计困难可能数据准备公用数据收集不易，积累尚未正规化数据已广泛发布，已形成数据积累制度四、机械产品可靠性设计、分析中常用的一些原则和方法尽管目前对于机械类产品可靠性设计还没总结出一套成熟的经验和标准，但是实践证明，只要应用适当，以下一些方法和原则对保证产品可靠性设计是有益的。1．简单化和标准化对于机械产品，根据可靠性模型分析，大部分属于串联系统，因此提高整机可靠性的最基本原则是从选用可靠的零部件、减少零部件数

7、目和简化结构做起。尽量采用结构简单、具有成熟使用经验或标准化的零件和技术，尽量减少不必要的和可有可无的零件，目的是减少零部件故障的可能性，保证整机系统可靠性目标的实现。2．失效经验的反馈应用这是保证产品可靠性的最直接的经验方法。所谓可靠性设计，就是要求在设计阶段预测和预防产品可能发生的故障。要做到这一点，一是借助于一定的理论分析和试验手段，二是凭借个人和前人成功和失败的经验。成功经验多半总结在设计规范和手册中，对于失败的经验往往得不