摘#8195;要性能指標(biāo)對(duì)機(jī)械來(lái)說(shuō)是很重要的一項(xiàng)，但是要想充分的發(fā)揮性能，可靠性是不可缺少的，所以對(duì)于機(jī)械而言，可靠性是重中之重，本文從可靠性基本概念、鉆探機(jī)械常見(jiàn)故障原因分析和鉆探機(jī)械可靠性的設(shè)計(jì)方法三個(gè)方面進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞鉆探機(jī)械；可靠性

中圖分類號(hào)P634.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1673-9671-(2012)041-0128-01

1可靠性基本概念

可靠性指的是產(chǎn)品在規(guī)定的時(shí)間及條件下完成規(guī)定功能的能力。所謂規(guī)定的時(shí)間指的是工作小時(shí)數(shù)、工作轉(zhuǎn)數(shù)或行駛里程數(shù)等，而規(guī)定的條件指的是產(chǎn)品工作的溫度、濕度、PH值等。在不同的工作環(huán)境下，由于多種多樣的磨損、老化、腐蝕等現(xiàn)象的存在，產(chǎn)品很難永久保持其技術(shù)狀態(tài)不變，尤其是對(duì)于鉆探機(jī)械來(lái)說(shuō)，其工作環(huán)境非常復(fù)雜，機(jī)械能否在復(fù)雜的環(huán)境下順利完成作業(yè)就成為了鉆探機(jī)械產(chǎn)品可靠性的最重要的指標(biāo)。所謂規(guī)定的功能，指的是產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)和要求及完成某種操作的能力。

傳統(tǒng)的質(zhì)量控制，只要產(chǎn)品通過(guò)相關(guān)的測(cè)試，產(chǎn)品就被認(rèn)定為合格的。但是這樣合格的產(chǎn)品，在實(shí)際運(yùn)行中，卻往往并不可靠，并不穩(wěn)定，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，產(chǎn)品有可能會(huì)出現(xiàn)各種故障，導(dǎo)致設(shè)備不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而目前隨著機(jī)械自動(dòng)化程度的不斷提高，客觀上需要機(jī)械設(shè)備具有更高的可靠性，要求能夠在故障發(fā)生前就能夠有效地預(yù)測(cè)其發(fā)生發(fā)展的趨勢(shì)。對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)是必然的趨勢(shì)。

2鉆探機(jī)械常見(jiàn)故障原因分析

機(jī)械故障指的是機(jī)械的某一結(jié)構(gòu)、零件的尺寸、性狀或性能發(fā)生改變，導(dǎo)致完全不能或部分不能執(zhí)行預(yù)期的功能。常見(jiàn)的機(jī)械故障主要有破斷性故障、變形類故障、腐蝕摩擦類故障、失效型故障以及系統(tǒng)故障等。而對(duì)于鉆探機(jī)械來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的故障主要有破斷性故障和腐蝕摩擦類故障，這兩類故障經(jīng)常發(fā)生，導(dǎo)致不能正常作業(yè)和操作。就其原因，主要有如下幾點(diǎn)。

1）從設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō)，材料選取不當(dāng)，熱處理及尺寸不當(dāng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理均會(huì)導(dǎo)致此類故障的發(fā)生。如果選取的材料強(qiáng)度不能達(dá)到預(yù)定的要求，那么在操作中，面對(duì)復(fù)雜的環(huán)境，必然容易發(fā)生損毀。同樣，如果某一個(gè)零件尺寸偏大，那么勢(shì)必會(huì)對(duì)其他零件造成磨損，甚至影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，而如果尺寸偏小，又必然會(huì)導(dǎo)致其所能承受的應(yīng)力范圍偏小，當(dāng)面臨預(yù)定的應(yīng)力時(shí)，發(fā)生損毀就成為必然的了。

2）從制造的角度來(lái)說(shuō)，制造工藝或安裝不符合規(guī)定要求，也會(huì)導(dǎo)致機(jī)械故障的發(fā)生。譬如零件加工環(huán)節(jié)，光滑度不符合要求，那么在實(shí)際使用中就會(huì)加大磨損，導(dǎo)致零件尺寸過(guò)早的變小，從而導(dǎo)致零件不能承受較大應(yīng)力，同時(shí)由于光滑度不足，在使用過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量，導(dǎo)致構(gòu)件發(fā)生疲勞反應(yīng)，甚至引起整個(gè)系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。

3）從使用的角度來(lái)說(shuō)，不當(dāng)操作，不注重維護(hù)保養(yǎng)也是重要原因。譬如，鉆探機(jī)械在使用過(guò)后，由于鉆探機(jī)械的操作環(huán)境相對(duì)比較復(fù)雜，有的環(huán)境呈酸性，那么在使用過(guò)后就必須要做好保養(yǎng)工作，如不按照規(guī)定要求做好保養(yǎng)工作，那么相關(guān)零件就會(huì)發(fā)生銹蝕，進(jìn)而影響性能。

3鉆探機(jī)械可靠性的設(shè)計(jì)方法

機(jī)械的可靠性設(shè)計(jì)可分為定性和定量?jī)纱箢悺Ｇ罢邆?cè)重于對(duì)故障進(jìn)行模擬分析，采取針對(duì)性措施使得產(chǎn)品達(dá)到可靠的目的，而后者側(cè)重于對(duì)零件的強(qiáng)度分布和應(yīng)力分布做復(fù)雜的計(jì)算，建立極限函數(shù)，從而設(shè)計(jì)出滿足需要的產(chǎn)品。由于機(jī)械產(chǎn)品所面臨的環(huán)境復(fù)雜多樣，各種參數(shù)的選取比較困難，因此，在實(shí)際中常用的是定性的設(shè)計(jì)方法。

1）預(yù)防故障設(shè)計(jì)。對(duì)于屬于串聯(lián)系統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，由于任何一部分的失效都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的失效，因此，為了提高整機(jī)的可靠性，必須要控制好每個(gè)零部件的質(zhì)量，要選用經(jīng)過(guò)分析驗(yàn)證的可靠性高的零部件或標(biāo)準(zhǔn)件，要盡可能采用成熟的設(shè)計(jì)

方案。

2）簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。通常說(shuō)來(lái)，越是簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力也越簡(jiǎn)單可控。因此對(duì)于機(jī)械來(lái)說(shuō)，應(yīng)在滿足功能需要的前提下，力求使得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，這一點(diǎn)對(duì)于鉆探機(jī)械來(lái)說(shuō)尤為重要。

3）安全裕度設(shè)計(jì)。安全裕度設(shè)計(jì)是一種使零件的使用應(yīng)力低于其額定應(yīng)力的設(shè)計(jì)方法。工程實(shí)踐表明機(jī)械零件在等于或大于其額定承載力下運(yùn)行，極容易發(fā)生疲勞反應(yīng)，而如果低于額定承載力下運(yùn)行，故障率很低，可靠性較高。因此，當(dāng)機(jī)械零部件的荷載應(yīng)力不確定的時(shí)候，可以采用提高平均強(qiáng)度，降低平均應(yīng)力的方法來(lái)提高可靠性。

4）耐環(huán)境設(shè)計(jì)。耐環(huán)境設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮產(chǎn)品在整個(gè)壽命周期內(nèi)可能遇到的各種環(huán)境影響，如產(chǎn)品在裝配、運(yùn)輸過(guò)程中的沖擊、振動(dòng)，貯存時(shí)的溫度、濕度，使用時(shí)的氣候、沙塵、振動(dòng)等影響。對(duì)于鉆探機(jī)械來(lái)說(shuō)，主要考慮使用時(shí)所面臨的各種惡劣環(huán)境，如酸堿度、溫度、濕度以及振動(dòng)，采取有效措施，提高零部件本身的耐環(huán)境能力。

5）健壯設(shè)計(jì)。健壯設(shè)計(jì)中最具代表性的方法是日本田口玄一博士創(chuàng)立的田口方法，即一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)由系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)和容差設(shè)計(jì)的三次設(shè)計(jì)來(lái)完成，這是一種在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮影響其可靠性的內(nèi)外干擾而進(jìn)行的一種優(yōu)化設(shè)計(jì)。在航天領(lǐng)域和軍工產(chǎn)品中，這種方法應(yīng)用較多，在鉆探機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，也經(jīng)常采用這種方法。

4結(jié)束語(yǔ)

鉆探機(jī)械由于工作環(huán)境復(fù)雜多變，應(yīng)力變化也非常復(fù)雜。因此，對(duì)鉆探機(jī)械的可靠性設(shè)計(jì)，必須要充分研究其失效機(jī)理，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定性設(shè)計(jì)，使得產(chǎn)品滿足功能需要，提高產(chǎn)品的可靠性。

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