安全工程師：機(jī)械可靠性設(shè)計（3）

　　三、機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計要點

　　（一）、確定零件合理的安全系數(shù)

　　安全系數(shù)是指零件在理論上計算的承載能力與實際所能承擔(dān)的負(fù)荷之比值。確定安全系數(shù)時應(yīng)考慮以下幾個因素：

　?。?）、環(huán)境條件的影響如溫度、濕度、沖擊、振動等；

　?。?）、使用中發(fā)生超負(fù)荷或誤操作時的后果；

　?。?）、為提高安全系數(shù)所付出的經(jīng)濟(jì)代價是否合算等。

　　安全系數(shù)的提高應(yīng)通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計來達(dá)到，而不是簡單地通過增加構(gòu)件尺寸、增加重量或增加費用等方法來實現(xiàn)。

　　（二）、貯備設(shè)計（冗余設(shè)計）

　　貯備設(shè)計是指將若干功能相同的零組部件作為備用機(jī)構(gòu)，當(dāng)其中某個零組部件出現(xiàn)故障時，備用機(jī)構(gòu)馬上啟動工作，使機(jī)器仍能保持正常工作。例如，滾動軸承中的雙排滾珠，當(dāng)其中一排損壞時，另一排仍可以維持正常工作。

　　采用貯備設(shè)計的產(chǎn)品，一般是有劇毒的化工設(shè)備、故障率較高的設(shè)備、流水生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備或一旦出現(xiàn)事故損失較大的設(shè)備。

　　貯備設(shè)計的目的在于提高可靠性，如果盲目采用，或設(shè)計不當(dāng)將會因增加體積、重量和費用而導(dǎo)致相反的效果。

　　（三）、耐環(huán)境設(shè)計

　　在產(chǎn)品設(shè)計時要考慮環(huán)境條件的影響，應(yīng)進(jìn)行耐機(jī)械應(yīng)力（振動、沖擊等）、設(shè)計和抗氣候條件（高溫、低溫、潮濕、雨淋、日曬、風(fēng)化、腐蝕等）、設(shè)計。設(shè)計時就應(yīng)預(yù)計產(chǎn)品實際使用的環(huán)境條件，并采取相應(yīng)的耐環(huán)境措施。為此，在設(shè)計、試制階段要進(jìn)行實驗室模擬或現(xiàn)場作預(yù)計環(huán)境條件下的可靠性試驗，如耐久性試驗、壽命試驗、環(huán)境試驗、可靠性測定和可靠性驗證等試驗。

　　（四）、簡單化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

　　產(chǎn)品簡單化和標(biāo)準(zhǔn)化是提高可靠性的關(guān)鍵，即產(chǎn)品在滿足功能要求的前提下，其結(jié)構(gòu)越簡單越好，因為這時零件數(shù)少了，發(fā)生故障的機(jī)會就少了。

　　在簡單化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計中應(yīng)注意如下幾點：

　?。?）、應(yīng)避免單純追求高水平及復(fù)雜化，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件。

　?。?）、要處理好極限設(shè)計，設(shè)計時應(yīng)考慮并保證產(chǎn)品在各種惡劣條件下工作的可靠性，可以通過保險機(jī)構(gòu)、連鎖機(jī)構(gòu)等安全裝置或安全措施來解決。

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