成滿紅

【摘要】伴隨著我國社會經濟的快速發(fā)展，我國的斗輪機加工制造產業(yè)也已經有了大規(guī)模的發(fā)展。但是，我國目前的機械工程可靠性優(yōu)化設計與國外的發(fā)展水平差距較大。由于我國的機械工程可靠性研究起步較晚，所以對于相關的技術積累和經驗還有很大的不足，這樣就造成我國目前機械工程產品可靠性優(yōu)化設計往往是摸著石頭過河，還處于探索階段。盡管我國的斗輪機發(fā)展水平較高，但是斗輪機結構可靠性還存在很多方面的問題，所以為了有效的解決斗輪機的可靠性，進一步提高我國斗輪機制造產業(yè)的發(fā)展，本文針對斗輪機可靠性優(yōu)化設計要點進行研究。

【關鍵詞】斗輪機 產品可靠性 結構優(yōu)化設計

斗輪機在設計和制造的過程中，由于工藝水平、制造方法等方面存在的問題，無法保證可靠性。為了能夠有效的提高斗輪機的可靠性，并且進一步優(yōu)化斗輪機的結構，必須在不斷改進加工制造工藝和技術的同時，進一步針對斗輪機的結構進行優(yōu)化，從而有效的提高斗輪機結構優(yōu)化的效果。

一、斗輪機結構

斗輪機能夠在施工之中形成高效率的連續(xù)裝卸的機械，在目前現代化的建設中應用非常廣泛，并且主要用于裝卸礦石、煤炭、礦砂、糧食、耐火材料、化工原料等大量的散狀物材料。斗輪機的主要工作原理就是連續(xù)取料，并且通過帶式傳輸送機進行連續(xù)堆料，實現有軌式的裝卸機械化操作。斗輪機是在散狀物料儲料場內部的專用機械，并且能夠與卸車機、帶式傳輸及、裝船機進行相互的配合，從而極大的提高機械生產效率。由于斗輪機的作業(yè)方式具有很強的規(guī)律性，所以能夠通過手動、半自動、自動的方式來控制斗輪機實現自動化運行。

斗輪機主要結構包括斗輪機構、回轉機構、帶式輸送機、行走臺車、尾車以及俯仰鋼結構。其中斗輪機構是斗輪機的重要部件，斗輪結構能夠進行取料操作，并且實現都輪驅動裝置。俯仰鋼結構是斗輪機的運行機構，也是整個斗輪機的受力點，所以斗輪機的可靠性運行必須要保證俯仰鋼結構的安全穩(wěn)固。由于整機運行的過程中，斗輪機的臂架回轉、俯仰鋼結構能夠使得散料堆積成梯型斷面，所以在取料的過程中必須利用臂架回轉以及斗輪旋轉進行連續(xù)運行，才能有效實現物料裝卸，從而反向運行到臂架帶式輸送機上面，然后通過巨大的漏斗將物料卸載到輸送機上，從而完成連續(xù)性取料工作。

二、斗輪機俯仰鋼結構的可靠性優(yōu)化

對于斗輪機結構優(yōu)化設計來說，最主要的目的就是提高機械化設計與機械可靠性相結合，從而有效的提高斗輪機的穩(wěn)定性能。通過將兩種先進的設計理念相結合，能夠有效的補充單純機械化設計存在的不定量的問題，并且保證機械化設計與機械可靠性設計符合最優(yōu)效果。通過現代理論知識來代替?zhèn)鹘y(tǒng)經驗設計，并且能夠通過可靠性優(yōu)化設計來代替?zhèn)鹘y(tǒng)安全壽命的可行性設計，這樣也能夠極大的促進斗輪機結構優(yōu)化，并且實現安全和效益水平相互促進的結果。為了能夠促使斗輪機在作業(yè)中實現靈活的俯仰以及水平旋轉，必須要重點加強對于斗輪機俯仰鋼結構的優(yōu)化與設計。斗輪機的俯仰鋼結構是斗輪機關鍵的受力點，所以對于斗輪機來說，俯仰鋼結構的優(yōu)化是核心重點。為了能夠有效的保證斗輪機安全可靠的運行，必須保證俯仰鋼結構最大應力小于可靠性許用應力。通過這樣的方式，對于俯仰鋼結構進行充分的設計優(yōu)化，并且通過相關的公式進行計算，能夠獲得俯仰鋼結構的優(yōu)化參數。但是這個參數并不固定，而是具有離散的隨機變量。通過簡單有效的分析，根據計算的結果與設計變量之間的結果進行比較。如果計算結果非常接近，說明俯仰鋼結構的優(yōu)化設計符合標準。除了這一方面，最重要的還是針對變差系數來明確材料強度、作用符合、結構尺寸等方面的參數，從而確保俯仰鋼結構的數據特征更加的規(guī)范。

通過水平臂架以及立柱截面尺寸和前拉桿、平衡重拉桿、撐桿的截面積作為變量，利用目標函數，來求得俯仰鋼結構自重最輕、鋼結構體積最小的情況，表達式為構件截面積與相對應的長度乘積。如果在設計優(yōu)化的過程中考慮斗輪機的俯仰鋼結構邊界尺寸約束條件，同時為了保證制造工藝、避免俯仰鋼結構出現銹蝕、變形的問題，那么鋼板的厚度應該在6mm之上。為了能夠有效的保障軋制效果、機械性能以及焊接性能，必須要保證鋼板的厚度在20mm之內。否則鋼板太厚無法實現軋制效果，機械性能和焊接質量會降低。通過局部穩(wěn)定性約束，斗輪機的俯仰鋼結構水平臂架采用了雙工字型結構，并且立柱采用雙箱型組合梁，這樣能夠保證俯仰鋼結構同時承受壓力和彎矩，實現組合變形。但是斗輪機兩側的立柱會受到力的相互作用而抵消力量，所以俯仰鋼結構所受的約束條件可以忽略不計。同時為了滿足整體的穩(wěn)定性必須保證工字型組合梁的高度、寬度、厚度之比符合相關的標準。

三、提高斗輪機可靠性優(yōu)化在斗輪機中的應用

（一）完善斗輪機制造過程中的可靠性優(yōu)化設計

為了能夠更好的實現斗輪機設計的可靠性優(yōu)化，所以必須要針對斗輪機制造過程中的可靠性進行優(yōu)化，一方面，在斗輪機加工的過程中通過對于斗輪機進行可靠性控制，從而更好的提高機械零部件的質量。在這一環(huán)節(jié)之中，必須要依托可靠性進行優(yōu)化設計，進一步利用機械零部件的材質、加工精度等方面來不斷的提高設計制造工藝，從而快速的增強加工制造優(yōu)化的效率，并且有效的提高斗輪機的可靠性。另一方面，在斗輪機進行加工制造的過程中，必須要選擇合適的結構以及流程，從而最大程度的保證斗輪機各個零部件之間的質量都能夠有所提升，這樣也能夠全面的增強斗輪機制造過程中的統(tǒng)一性。在針對斗輪機可靠性優(yōu)化的同時，必須結合相關的加工設備、加工材料的可靠性優(yōu)化，這樣才能夠保證對于斗輪機可靠性設計優(yōu)化的同時，更能夠增添出一種既符合設計要求，又能夠提升質量的產品。此外，利用斗輪機可靠性優(yōu)化過程中針對各個子系統(tǒng)進行的優(yōu)化，也能夠更好的通過合理的方式來進行斗輪機的加工和升級，進一步改進產品優(yōu)化的可靠性。針對常規(guī)的斗輪機優(yōu)化設計的過程中，由于很多的約束條件比較落后，并且無法明確安全程度，在這種情況下，通過采用安全程度不確定許用應力，盡管已經成為了機械可靠性廣泛采用的方法，但是卻無法有效的針對參數隨機性與離散性兩個因素進行分析，所以為了能夠保證斗輪機結構安全正常的運行，必須加強對于工作應力。通過可靠性理論，由于結構強度值與應力值具有離散性的特點，所以比保證兩個應力強度在一定情況下可能相交，并且結構強度要高于工作應力。從而進一步提高現行優(yōu)化設計的不足之處。為了能夠有效地完善斗輪機結構與優(yōu)化方案，使得我們急需建立基于可靠性的斗輪機結構優(yōu)化設計數學模型，在不考慮是參數隨機性與離散性設計結果的情況下，不能定量的反映出可靠度的不足之處。通過這樣的方式，巧妙的總結了簡單實用的新概念，有效的提高了可靠性的許用應力，從而將可靠性設計巧妙地引入機械優(yōu)化設計中。

（二）提高斗輪機使用與維護的可靠性優(yōu)化

對于斗輪機來說，恰當的維護以及使用能夠有效的保證斗輪機的使用更加有效，通過提高斗輪機使用與維護的可靠性優(yōu)化，能夠保證斗輪機的使用壽命得到極大的提高，所以在這種情況下，必須要針對斗輪機的設備進行定期維護，在使用的過程中更要嚴格的遵守機械設備的相關操作規(guī)范，并且重點對斗輪機設備進行保養(yǎng)，如果發(fā)現問題需要及時的處理，這樣才能夠有效的提高斗輪機可靠性。在進行維修的過程中應該利用邏輯分析法來針對斗輪機的產品進行科學、合理的優(yōu)化，并且更好的針對斗輪機的使用壽命進行延長，從而有效的提升維修的效率，并且，進一步針對斗輪機維護過程中的具體操作進行有效的制度制定，從而增強相關的操作符合標準，更好的提高相關維護工作人員的素質，有效的提高斗輪機的使用效果，進一步提高斗輪機使用與維護的可靠性優(yōu)化?；谶@樣的結構優(yōu)化設計目的，能夠進一步積極探索機械化設計與機械可靠性設計相結合的效果。通過這兩種先進的設計思路，能夠有效地彌補單純機械化設計不定量的產品可靠度效果研究，通過斗輪機機構的安全使用規(guī)范，也能夠有效的保證相關的設計方案更加的靈活。從而進一步提高斗輪機在作業(yè)的過程中實現靈活俯仰以及水平旋轉，更好的滿足穩(wěn)定、連續(xù)的工作效果。

四、結論

本文通過對于斗輪機可靠性優(yōu)化設計要點進行全面的分析，能夠更好的加強斗輪機良品率，從而有效的提升我國斗輪機的可靠性，減少成本，獲得更多的經濟效益。針對斗輪機可靠性優(yōu)化設計存在的問題進行分析，并且針對性的提出了強化斗輪機可靠性優(yōu)化設計的水平、完善斗輪機制造過程中的可靠性優(yōu)化設計以及提高斗輪機使用與維護的可靠性優(yōu)化全過程的斗輪機可靠性優(yōu)化設計方案，進一步促進斗輪機可靠性的優(yōu)化。

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