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機(jī)械零件的加工處理都會(huì)進(jìn)行高溫處理,受熱之后的零件與常溫小的零件肯定會(huì)存在誤差,尤其是在加工的過程中受熱不均勻,產(chǎn)生的誤差會(huì)更大。此外,零件材質(zhì)的不同,加熱的方法不同,高溫處理的溫度不同等都會(huì)產(chǎn)生誤差,具體的處理措施有:①減少工藝系統(tǒng)發(fā)熱和采取隔熱措施。②改善散熱條件。③均衡溫度場(chǎng),加快溫度場(chǎng)的平衡。④改善機(jī)床結(jié)構(gòu),合理選材,減小熱變形。
2內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差
內(nèi)應(yīng)力是相對(duì)于外應(yīng)力而言的,所謂的內(nèi)應(yīng)力,具體是指加在物體外部的作用力消失之后,物體的內(nèi)部仍舊存在的一種作用力。零件在加工的過程中必然會(huì)受到外力的作用,比如打磨、塑形、高溫處理等等,處理結(jié)束后,殘留的力使得加工的精密度產(chǎn)生了誤差。對(duì)此,應(yīng)該采用相應(yīng)的措施盡量減少存在零件內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力。常見的高溫緩慢處理就是比較科學(xué)的辦法。
3保證和提高機(jī)械加工精度的主要途徑
關(guān)鍵詞:機(jī)械零件 優(yōu)化設(shè)計(jì) 可靠性
提升機(jī)械零件的可靠性,需要從設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)解決機(jī)械產(chǎn)品固有的可靠性要求,同時(shí)還需要在制造過程中提供可靠保證。面對(duì)市場(chǎng)的激烈競爭,機(jī)械產(chǎn)品需要具備良好的可靠性指標(biāo),才能擁有最基礎(chǔ)的立足根本,由此可見機(jī)械零件的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)至關(guān)重要。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)應(yīng)該跟隨時(shí)代的發(fā)展適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新,同時(shí)體現(xiàn)出時(shí)代的特色,注重零件的使用質(zhì)量和安全可靠,掌握科學(xué)合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)技巧。
一、機(jī)械零件可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的意義
可靠性對(duì)于機(jī)械零件來說具有至關(guān)重要的影響,主要是指通過形成產(chǎn)品的可靠性作目標(biāo)的設(shè)計(jì)方案,同時(shí)也被稱作概率設(shè)計(jì),主要是涵蓋了外荷載、承受能力及想相關(guān)尺寸等具體的指標(biāo),在服從隨機(jī)因素的基礎(chǔ)上,避免零部件出現(xiàn)破壞,從而形成合理的科學(xué)的設(shè)計(jì)方案,保證機(jī)械零件的可靠性和結(jié)構(gòu)的安全可靠,控制好失效的發(fā)生概率。優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的提出,可以依照具體的計(jì)算展開設(shè)計(jì)的過程,確保產(chǎn)品的可靠程度,同時(shí)根相關(guān)的任務(wù)指標(biāo),確立可靠性標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)歸納零件的具體參數(shù),幫助設(shè)計(jì)人員和生產(chǎn)者更好的掌握零件設(shè)計(jì)的可靠性原則。
二、機(jī)械零件可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀分析
現(xiàn)階段,依靠可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的方案仍然較為傳統(tǒng),因此在設(shè)計(jì)零件的時(shí)候,還是會(huì)將零件的具體強(qiáng)度、應(yīng)力和安全系數(shù)等作為單值分析,把安全系數(shù)和根據(jù)具體使用的某一數(shù)值進(jìn)行比較分析,發(fā)現(xiàn)如果前者相較于后者更大,則證明零件符合安全標(biāo)準(zhǔn)。但是并沒有分析各個(gè)參數(shù)存在的隨機(jī)性,將各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)看作是單一的確定值,無法準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)零部件可靠運(yùn)行的實(shí)際概率,所以難以客觀的選出最優(yōu)方案,相關(guān)的設(shè)計(jì)人員也難以把握設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可靠性。
通過概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方式,可以準(zhǔn)確的分析零件的可靠性設(shè)計(jì)技巧,這個(gè)過程就避開了主觀人為因素的影響,同時(shí),也能更加準(zhǔn)確的把握外界條件的變化,確保設(shè)計(jì)的結(jié)果更加貼合客觀情況??煽啃缘脑O(shè)計(jì)被廣泛的運(yùn)用于機(jī)械零件可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的多種問題中,通過更加科學(xué)的方案,解決了諸多較為繁瑣的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式帶來的不便,更有助于滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于精巧設(shè)計(jì)的需求。
三、機(jī)械零件可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體方案
機(jī)械零件可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體方案應(yīng)該跟隨時(shí)代的發(fā)展不斷創(chuàng)新,同時(shí)也需要時(shí)刻關(guān)注零件的具體質(zhì)量,確保在可靠性設(shè)計(jì)的時(shí)候,更好的掌握科學(xué)的方式方法。機(jī)械零件的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)相較于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方案來說,更有助于綜合分析機(jī)械產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)形態(tài),體現(xiàn)出因勢(shì)利導(dǎo)的優(yōu)勢(shì)。
(一)權(quán)衡與耐環(huán)境設(shè)計(jì)
權(quán)衡設(shè)計(jì)對(duì)于機(jī)械零件的可靠性影響深遠(yuǎn),因此可以綜合分析零件的質(zhì)量、體積和成本等各個(gè)要素,確保制定出更為合理科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。耐環(huán)境設(shè)計(jì)則可以綜合分析,涉及到機(jī)械零件的誕生到運(yùn)用,在機(jī)械零件生產(chǎn)之初,可以充分考慮到零件在整個(gè)壽命周期內(nèi)所能遭遇到的各種環(huán)境,其中涉及到運(yùn)輸?shù)呐鲎矄栴}、空氣的干濕程度對(duì)機(jī)械零件產(chǎn)生的影響,經(jīng)過對(duì)相關(guān)環(huán)境因素的綜合分析,可以對(duì)零件生產(chǎn)過程中的用料、技藝等適當(dāng)優(yōu)化,由此確保零件自身和整個(gè)設(shè)備的安全可靠。
(二)預(yù)防故障設(shè)計(jì)法
機(jī)械設(shè)備在實(shí)際運(yùn)作的過程中,往往需要調(diào)動(dòng)整體運(yùn)作,所以始終處于串聯(lián)式的系統(tǒng)中。為了實(shí)現(xiàn)整體功能之和大于部分功能之和的目標(biāo),需要適當(dāng)?shù)膬?yōu)化機(jī)械零件的可靠性設(shè)計(jì),通過對(duì)機(jī)械零件的嚴(yán)格挑選和控制,加之對(duì)外購零件的嚴(yán)格分析,可以及時(shí)明確零件本身存在的主要問題。在選用相關(guān)的零件時(shí),還應(yīng)該經(jīng)過分析與驗(yàn)證的過程,確保在最大的程度上分析故障成果,利用較為成熟到位的經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)分析驗(yàn)證零件的可靠性。
(三)簡化及余度的設(shè)計(jì)
簡化設(shè)計(jì)主要是指在滿足了特定的功能基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)的過程必須要適當(dāng)?shù)暮喕?,比如零部件的?shù)量應(yīng)該適當(dāng)?shù)臏p少,避免出現(xiàn)冗余的情況。在機(jī)械設(shè)備運(yùn)用的過程中,如果涉及到的零部件較多,則越容易出現(xiàn)一系列的問題和錯(cuò)誤,可見可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)極為重要。簡化和余度設(shè)計(jì)屬于可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原則,能夠有效的避免故障并提升可靠性。簡化的過程就是適當(dāng)?shù)臏p少不必要的部分,但是并不是減少超負(fù)荷的工作,零部件的簡化應(yīng)該從全方位的角度分析,仔細(xì)的分析零件的組合和具體的配合方式。余度設(shè)計(jì)需要適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合整體分析,也可以將其看作是備份過程。經(jīng)過對(duì)完成功能設(shè)置重復(fù)的結(jié)構(gòu)和備件等,確保因?yàn)榫植康墓收蠁栴},影響機(jī)械設(shè)備整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
(四)概率設(shè)計(jì)法
這種方式主要是通過應(yīng)力-強(qiáng)度干涉理論的指導(dǎo)作用,將應(yīng)力和強(qiáng)度變作是分布隨機(jī)變量的處理。處理設(shè)計(jì)的對(duì)象是機(jī)械零件的參數(shù)和變量部分,同時(shí)也應(yīng)該符合特定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律隨機(jī)變量,確保構(gòu)建起更為合理的可靠性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)概率數(shù)學(xué)模型。經(jīng)過概率和數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論的應(yīng)用,在給定的條件下,得出零件發(fā)生破壞時(shí)的概率公式,由此計(jì)算出相應(yīng)的尺寸和壽命等,確保設(shè)計(jì)出更符合要求的參數(shù)。這種方式可以及時(shí)彌補(bǔ)常規(guī)設(shè)計(jì)的缺陷,同時(shí)又能及時(shí)貼近生產(chǎn)的實(shí)際過程。
結(jié)語
綜合分析,機(jī)械可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)就是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的發(fā)展和完善。機(jī)械零件的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠及時(shí)掌握相關(guān)參數(shù)的隨機(jī)性,同時(shí)也能在設(shè)計(jì)的過程中,及時(shí)預(yù)測(cè)零部件的可靠程度,確保更好的實(shí)現(xiàn)全局性的貫穿。為了更好的在競爭中占有一席之地,機(jī)械零件生產(chǎn)商應(yīng)該注重可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)踐,通過正視機(jī)械零件可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性,在展開相關(guān)課題的討論時(shí),適當(dāng)?shù)募尤雱?chuàng)新思想,從而更貼合時(shí)代的發(fā)展需要。
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關(guān)鍵詞:印刷設(shè)備,機(jī)械零件,維修
引言
在印刷設(shè)備中機(jī)械零件的維修中,發(fā)現(xiàn)印刷設(shè)備的機(jī)械零件故障主要包括以下五種:零件變形、零件腐蝕、零件磨損、零件斷裂、零件的配合位置出現(xiàn)偏差。印刷設(shè)備出現(xiàn)機(jī)械故障的主要原因就是這五種現(xiàn)象。如果印刷設(shè)備中機(jī)械零件的配合位置出現(xiàn)偏差,一般將其恢復(fù)到原位即可,而對(duì)于零件變形、零件腐蝕、零件磨損、零件斷裂,就需要使用應(yīng)急維修技術(shù)進(jìn)行解決。
1印刷設(shè)備中機(jī)械零件的維修特點(diǎn)以及要求
機(jī)械零件修復(fù)范圍包括各種進(jìn)口、國產(chǎn)高精密模具、曲軸、軋滾、瓦座、印刷機(jī)滾筒、柱塞、油缸、油泵、液壓馬達(dá)、缸套、鍍鉻桿、齒輪鍵槽、轉(zhuǎn)子軸承、軸承位等所有各種不同材質(zhì)、不同形狀機(jī)械零件的斷、裂、劃傷、磨損、密封、堵漏。論文大全。法蘭、管道、閥門等不停車帶壓密封、堵漏。
修復(fù)印刷機(jī)械零件的過程中盡量保持零件始終處于常溫狀態(tài),不變形、不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、無退火、軟化現(xiàn)象;無斷、裂的潛在影響;不產(chǎn)生脫落、無硬點(diǎn)、結(jié)合強(qiáng)度高,修補(bǔ)處機(jī)械性能高,通過選擇同材料可滿足不同性能的技術(shù)要求,要求修復(fù)后的印刷機(jī)械零件在硬度、耐磨、耐腐蝕都可超過新件。
2 印刷設(shè)備中機(jī)械零件的維修方法
通常情況下,我們可以將印刷設(shè)備中機(jī)械零件的修復(fù)工作分為五種,分別為:機(jī)械修理法、焊接修理法、粘接修理法、電鍍修理法、噴涂修理法。這五種方法都具備一定的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。我們可以根據(jù)印刷設(shè)備中機(jī)械零件的具體情況,例如,材料性能、形狀尺寸和工作精度等,決定機(jī)械零件的修復(fù)方法。
2.1機(jī)械修理法
這種方法是一種最為實(shí)用、普遍的方法。當(dāng)印刷設(shè)備的機(jī)械零件發(fā)生斷裂、變形或嚴(yán)重磨損等現(xiàn)象時(shí),通常會(huì)采用一些機(jī)械方法進(jìn)行除了,例如重新加工、附加零件、局部變換或鉚接等方法。例如,當(dāng)某個(gè)印刷膠印機(jī)上的傳動(dòng)齒輪出現(xiàn)個(gè)別齒磨損的現(xiàn)象時(shí),可以根據(jù)磨損的舊齒輪進(jìn)行圖紙的測(cè)繪工作??梢愿鶕?jù)圖紙進(jìn)行加工,設(shè)計(jì)出一個(gè)大小尺寸和未被磨損時(shí)的齒輪相同的齒輪。然后,再將這個(gè)齒輪安裝到印刷設(shè)備上,使得印刷設(shè)備能夠進(jìn)行正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。再舉一個(gè)例子,通常在膠印機(jī)上有一些竄水輥和竄墨輥,由于在竄水輥和竄墨輥的兩頭,容易受到長期的磨損,如果更換新的竄水輥和竄墨輥,則需要花費(fèi)更昂貴的價(jià)錢。這種情況下,我們可根據(jù)原來的竄水輥和竄墨輥的尺寸加工一個(gè)與原來一樣的軸頭,并將其鑲?cè)说捷侒w中,這樣不僅節(jié)省了不必要的開支,而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠地進(jìn)行了印刷機(jī)械的修理。機(jī)修人員用的最普遍的應(yīng)急維修方法就是這種機(jī)械修理法。機(jī)械修理法可以利用鉗工技藝,同時(shí)可以通過車、銑、刨、磨、鉆等基本的機(jī)械加工的工藝手段,進(jìn)行印刷設(shè)備中機(jī)械零件的修復(fù)。
2.2焊接修理法
當(dāng)機(jī)械零件出現(xiàn)斷裂或者是較嚴(yán)重的損壞現(xiàn)象時(shí),可以通過電焊的辦法進(jìn)行修理。焊接修理法的應(yīng)用是極其廣泛的。焊接修理法包括氣焊、電弧焊和釬焊等多種方式。焊接修理法可以對(duì)鑄鐵、碳鋼、鋁或銅等金屬材料進(jìn)行修理。但是,當(dāng)采用焊接修理法進(jìn)行修理時(shí),會(huì)產(chǎn)生很高的溫度,由于零件的壁是非常薄的,而且細(xì)長的零件受熱是非常容易變形的,因此,采用這種方法進(jìn)行修理時(shí)對(duì)精度的要求是非常高的,要謹(jǐn)慎處理對(duì)于壁薄和細(xì)長的零件的維修。
2.3粘接修理法
這種修理法一般可以在機(jī)械零件斷裂或磨損時(shí)使用。有時(shí),印刷設(shè)備中機(jī)械零件的粘接也可以利用粘合劑或化學(xué)溶劑來實(shí)現(xiàn)。粘接修理法的應(yīng)用范圍也是非常廣泛的。粘接修理法可以在金屬之間,非金屬之間或金屬和非金屬之間進(jìn)行粘接,這種方法使用的典型的粘合劑包括環(huán)氧樹脂、聚氨醋,丙烯酸雙醋、膠等。在實(shí)際的修理過程中,對(duì)需粘接零件的表面,必須謹(jǐn)慎處理,應(yīng)該保持需粘接零件的表面的清潔干燥,同時(shí)應(yīng)該盡量使其粗糙,從而達(dá)到增加進(jìn)行維修時(shí)的接觸面積的目的。而且,在粘接時(shí),還應(yīng)該將固化時(shí)間考慮在內(nèi)。例如,曾經(jīng)我們單位的一臺(tái)印刷機(jī)上的印版滾筒一端的軸承發(fā)生走內(nèi)圈現(xiàn)象,對(duì)于其磨損部分,我們就使用了樂泰膠進(jìn)行填充,由于在這臺(tái)印刷機(jī)器上,有印刷任務(wù)必須完成,等著要用,為了爭取時(shí)間,縮短固化時(shí)間,我們采用了添加促進(jìn)劑并使用電吹風(fēng)進(jìn)行加溫的辦法。最后發(fā)現(xiàn),印刷效果非常好,版面文字非常清晰,網(wǎng)點(diǎn)非常結(jié)實(shí)。但由于粘接的結(jié)合力太差,不能很好地抗沖擊,而且抗老化及抗高溫的性能也非常差,因此,必須及時(shí)購買相關(guān)的零件配件或者采用其他辦法,使得印刷設(shè)備的性能得到提高。論文大全。
2.4電鍍修理法
在機(jī)械零件出現(xiàn)磨損,并且磨損量不是很大的情況下,通常可以采用電鍍修理法進(jìn)行維修。論文大全。這種方法包括鍍鉻、鍍銅、鍍鎳等多種形式。使用這種方法進(jìn)行維修,不僅能夠使機(jī)械零件的原有尺寸得到恢復(fù),而且由于致密的電鍍層的表面硬度是非常高的,這樣就使得零件的耐磨性及耐腐蝕性得到了提高。在進(jìn)行具體的維修過程時(shí),這種方法達(dá)到了很好的效果。
2.5噴涂修理法
當(dāng)機(jī)械零件磨損量非常大時(shí),使用電鍍修理法速度太慢,這時(shí),可以采用噴涂修理法。噴涂修理法就是將噴涂材料加熱軟化,然后通過高速氣流使軟化的噴涂材料霧化,再將其噴涂到零件表面,使噴涂材料形成和原材料緊密結(jié)合的金屬層,最后再經(jīng)過精加工就能夠完成修復(fù)。噴涂修理法具有速度比較快,操作簡單等優(yōu)點(diǎn),噴涂修理法對(duì)于1毫米左右磨損量的軸型零件非常方便。但是,在使用噴涂修理法進(jìn)行維修時(shí)容易產(chǎn)生較高的溫度,因此,在采用此法進(jìn)行壁薄或細(xì)長桿的零件的修復(fù)時(shí),必須特別注意熱變形的避免,必須使得零件的整體溫度保持在80度以下。
3 結(jié)束語
現(xiàn)代印刷設(shè)備維修管理工作除了要恢復(fù)印刷設(shè)備原有的性能之外,而且應(yīng)該使印刷設(shè)備的性能得到改善,從而提高印刷品的質(zhì)量。印刷設(shè)備中機(jī)械零件的維修非常重要,應(yīng)該采用合適的印刷設(shè)備維修方法進(jìn)行印刷設(shè)備中機(jī)械零件的維修。印刷企業(yè)的印刷設(shè)備維修人員應(yīng)該掌握一些應(yīng)急維修方法,維修方法不僅要經(jīng)濟(jì),而且應(yīng)該具有很強(qiáng)的實(shí)用性,才能有利于印刷設(shè)備中機(jī)械零件的維修的改善以及達(dá)到良好的印刷效果。
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機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的任務(wù)就是提供實(shí)際計(jì)算的數(shù)學(xué)模型和方法,在機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)階段預(yù)測(cè)其在規(guī)定工作條件下的工作能力或壽命。本文通過結(jié)合可靠性理論研究的歷史及現(xiàn)狀對(duì)機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)理論進(jìn)行深入分析,闡明了可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性靈敏度設(shè)計(jì)、可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)、可靠性試驗(yàn)、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與可靠性設(shè)計(jì)相結(jié)合等機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)理論與方法的內(nèi)涵,為今后機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)提供系統(tǒng)的理論和方法。
關(guān)鍵詞:機(jī)械零件;可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì);機(jī)械產(chǎn)品
中圖分類號(hào): F407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
現(xiàn)在,可靠性設(shè)計(jì),又稱機(jī)械概率設(shè)計(jì),是機(jī)械零件現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法之一。目前,該設(shè)計(jì)方法廣泛應(yīng)用機(jī)、汽車等重要產(chǎn)品以及其它機(jī)械產(chǎn)品內(nèi)重要部件的設(shè)計(jì)過程中。作為常見的建材機(jī)械,我們?cè)谠O(shè)計(jì)擠磚機(jī)及其輔助機(jī)組的結(jié)構(gòu)、部件、零件時(shí),仍主要使用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。能不能把先進(jìn)、科學(xué)的可靠性設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到擠磚機(jī)等機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中去,本文通過研究可靠性設(shè)計(jì)理念,給出上述問題一定的借鑒。
1.機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)基本理論
在實(shí)際工程中,人們逐漸認(rèn)識(shí)到,除了隨機(jī)性以外,在工程中還存在著另一類重要信息:模糊信息。所以傳統(tǒng)的可靠性方法就是用概率論和模糊理論處理不確定性,但概率可靠性和模糊可靠性模型都需要用較多的數(shù)據(jù)去定義參數(shù)的概率分布或隸屬函數(shù),且計(jì)算量較大。通過研究,建立了結(jié)構(gòu)概率-模糊-非概率混合可靠性模型,該混合可靠性模型能夠綜合各單一模型的優(yōu)點(diǎn)。最大限度地將已有的信息利用到產(chǎn)品的可靠性分析中去,并能夠更加客觀和全面地反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際安全狀況,為分析和設(shè)計(jì)決策提供更全面而且更真實(shí)的有用信息??煽啃栽O(shè)計(jì)的精確性和先進(jìn)性是建立在應(yīng)力、強(qiáng)度、壽命等數(shù)據(jù)的真實(shí)性、精確性基礎(chǔ)上的,重視試驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和分析,建立可靠性數(shù)據(jù)庫。對(duì)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)有很重大的參考價(jià)值,用概率-模糊-非概率的方法解決不確定問題的框圖見下圖。
2.機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)理念研究
2.1.可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)
可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)是在可靠性基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。既能定量地滿足產(chǎn)品在運(yùn)行中的可靠性。又能使產(chǎn)品的尺寸、成本、質(zhì)量、體積和安全性等參數(shù)得到優(yōu)化。從而保證結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)工作性能與實(shí)際工作性能更符合。該方法將可靠性分析理論與數(shù)學(xué)規(guī)劃方法有機(jī)地結(jié)合在一起,在對(duì)各參數(shù)進(jìn)行可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)。首先以機(jī)械零件的可靠度作為優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù),使零件的某些指標(biāo)、成本、質(zhì)量、體積或尺寸最小化,再以強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等設(shè)計(jì)要求為約束條件建立可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型。根據(jù)模型的規(guī)模、性態(tài)、復(fù)雜程度等因素選擇合適的優(yōu)化方法,最后求出最優(yōu)設(shè)計(jì)變量。
2.2.可靠性靈敏度設(shè)計(jì)
可靠性靈敏度設(shè)計(jì)是在可靠性基礎(chǔ)上進(jìn)行靈敏度設(shè)計(jì),充分反映各設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品失效影響的不同程度。便于找出哪些隨機(jī)變量對(duì)機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)的敏感性影響較大,并對(duì)此參數(shù)進(jìn)行重分析和再設(shè)計(jì)。通過估計(jì)設(shè)計(jì)變量變差和約束變差對(duì)質(zhì)量性能指標(biāo)影響的大小,改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)中影響較大的參數(shù)以使產(chǎn)品對(duì)可控因素變差和不可控因素變差的影響失去靈敏性。可靠性靈敏度設(shè)計(jì)首先建立極限狀態(tài)方程,然后對(duì)各設(shè)計(jì)參數(shù)求偏導(dǎo)數(shù),得到可靠性的靈敏度計(jì)算公式,進(jìn)而確定各設(shè)計(jì)參數(shù)的靈敏度,用靈敏度數(shù)值作為再設(shè)計(jì)時(shí)修改設(shè)計(jì)參數(shù)的依據(jù),從而使得參數(shù)修改和再設(shè)計(jì)工作事半功倍。
2.3.可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)
穩(wěn)健設(shè)計(jì)能使產(chǎn)品的性能對(duì)在制造期間的變異或使用環(huán)境的變異不敏感,并使產(chǎn)品在其壽命周期內(nèi),不管其參數(shù)、結(jié)構(gòu)發(fā)生漂移或老化的小范圍內(nèi),都能持續(xù)可靠地工作的一種設(shè)計(jì)方法。可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)階段通過靈敏度分析,使產(chǎn)品在不消除和不減少不確定性因素的情況下。通過設(shè)計(jì)使不確定性因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響的敏感程度最小,從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低產(chǎn)品成本。
2.4.可靠性試驗(yàn)
可靠性試驗(yàn)是對(duì)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行調(diào)研分析和評(píng)價(jià)的一種手段。其目的是發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、材料和工藝方面的各種缺陷。為改善產(chǎn)品的戰(zhàn)備完好性,提高任務(wù)成功率,減少維修費(fèi)用及保障費(fèi)用提供信息。確認(rèn)是否符合可靠性定量要求,我們通過試驗(yàn)一方面要獲取可靠性數(shù)據(jù)。另一方面要通過產(chǎn)品在試驗(yàn)中發(fā)生的各種故障,找出其原因并進(jìn)行細(xì)致的分析和研究以提高產(chǎn)品的可靠性。但實(shí)際機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方案如果有改變,就必須重新進(jìn)行一次試驗(yàn)分析,這需要花費(fèi)很大的人力、物力和財(cái)力。所以在可靠性試驗(yàn)前利用一些高性能的軟件進(jìn)行模擬分析能減少試驗(yàn)次數(shù),節(jié)約時(shí)間和研究基金。
2.5.傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與可靠性設(shè)計(jì)相結(jié)合
目前采用概率設(shè)計(jì)法的概念去完善和改進(jìn)傳統(tǒng)的安全系數(shù),使可靠性和安全系數(shù)直接聯(lián)系。廣泛應(yīng)用現(xiàn)有的各種設(shè)計(jì)方法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,并與采用可靠性概率設(shè)計(jì)方法得出的結(jié)果以及實(shí)物試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行比較,從而積累經(jīng)驗(yàn),收集和整理可靠性設(shè)計(jì)。
3、具體實(shí)施修復(fù)時(shí)應(yīng)考慮的問題
修復(fù)時(shí),既要考慮修理損傷處,又要考慮保護(hù)不修表面的精度和材料的力學(xué)性能不受影響。 零件制造時(shí)的加工定位基準(zhǔn)往往受損,為此,修復(fù)加工時(shí)須預(yù)先修復(fù)定位基準(zhǔn)或給出新的定位基準(zhǔn)。待修零件的磨損通常不均勻,而且需補(bǔ)償?shù)某叽缫话爿^小,可通過機(jī)械加工及選擇合適的修復(fù)方法應(yīng)對(duì)。待修表面在使用中常會(huì)產(chǎn)生冷作硬化,并沾有油污等,修理前須有整理和清洗工序。修復(fù)中采用各種技術(shù)方法,批量小、輔助工時(shí)比例較高,尤其對(duì)于非專業(yè)化維修單位而言,多為單件修復(fù)。安排計(jì)劃、計(jì)算工時(shí)要留有余地。有些工序會(huì)引起零件變形,應(yīng)注意把變形大的工序安排在前面, 并增加矯正工序,對(duì)于精度要求較高、表面粗糙度小的工序放在后面。有些修復(fù)手段可能導(dǎo)致零件材料內(nèi)部和表面產(chǎn)生微裂y等,為保證其疲勞強(qiáng)度,要注意安排提高疲勞強(qiáng)度的工藝措施和實(shí)施必要的探傷檢驗(yàn)手段。高速運(yùn)轉(zhuǎn)的零件修復(fù)后應(yīng)安排平衡工序,以保證其平衡性的要求。
4.合理地規(guī)定表面的精度等級(jí)和粗糙度的數(shù)值
在滿足產(chǎn)品使用性能的條件下,零件圖上標(biāo)注的尺寸精度等級(jí)和表面粗糙度要求應(yīng)取最經(jīng)濟(jì)值
在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行機(jī)械加工工藝性評(píng)價(jià)時(shí),必須對(duì)主要工作表面的尺寸公差、極限偏差逐一加以校核。在沒有特殊要求的情況下,表面粗糙度值應(yīng)與該表面加工精度等級(jí)相對(duì)應(yīng)。
盡量選用切削加工性好的材料材料的切削加工性是指在一定生產(chǎn)條件下,材料切削加工的難易程度。材料切削加工性評(píng)價(jià)與加工要求有關(guān),粗加工時(shí)要求具有較高的切削效率;精加工時(shí)則要求被加工表面能獲得較高的加工精度和較小的表面粗糙度。
材料的強(qiáng)度高,切削力大,切削溫度高,刀具磨損快,切削加工性差;材料強(qiáng)度相同時(shí),塑性較大的材料切削大較大,切削溫度也較高,易與刀具發(fā)生粘接,刀具磨損加劇,表面粗糙度值增大,切削加工性差;在鋼材中適當(dāng)添加磷、硫等元素,可以降低鋼的塑性,對(duì)提高鋼材的切削加工性有利。
結(jié)語:
可靠性是產(chǎn)品的一種動(dòng)態(tài)質(zhì)量指標(biāo)。在現(xiàn)代化生產(chǎn)中已經(jīng)貫穿在產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn),使用及維修保養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。對(duì)于可靠性知識(shí)掌握越多,主觀經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)用就會(huì)越少,自然機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也就越合理。這正是機(jī)械工程技術(shù)研究追求的目標(biāo)。本文通過了解機(jī)械工程結(jié)構(gòu)可靠性的研究不僅僅在理論上有許多重大問題需要解決,而且將其應(yīng)用到機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、評(píng)估及維修決策之中尚有許多細(xì)致的工作要做。所以該課題的研究內(nèi)容是相當(dāng)豐富和有意義的。
參考文獻(xiàn):
[1] 陳艷紅. 機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)示例一則[J]. 開封大學(xué)學(xué)報(bào),1995,04:65-69.
Abstract: The description of parts information is one of the bottlenecks restricting knowledge sharing. Based on ontology modeling and some parts information description methods, the ontology-based parts information method is studied, and by flange plate with the help of protege3.1.1, the ontology model is built, and the general process for building a ontology model is concluded. Finally its uses are introduce.
關(guān)鍵詞:零件信息;知識(shí)共享;本體
Key words: parts information;knowledge sharing;ontology
中圖分類號(hào):TP391.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2015)36-0258-02
0 引言
零件信息的描述是制約著知識(shí)共享的瓶頸;采用本體建模,解決零件表示知識(shí)的數(shù)據(jù)冗余及數(shù)據(jù)一致性問題,有助于實(shí)現(xiàn)概念共享,知識(shí)的建模錄入、檢索及統(tǒng)計(jì)處理更加便捷。在不同的CAD系統(tǒng)之間,實(shí)現(xiàn)知識(shí)共享是面臨的重大挑戰(zhàn)之一,如何找到全面的,能讓計(jì)算機(jī)理解的描述信息方法是我們面對(duì)的主要問題。
近些年來,機(jī)械零件本體化語義逐漸在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和機(jī)械領(lǐng)域傳播開來。它是將現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體通過分析和建模,運(yùn)用描述性語言使之抽象化,使概念與概念形成相互關(guān)聯(lián)的理論或方法。基于本體的零件信息描述方法是知識(shí)表示法的一種,該方法根據(jù)信息的語義以及信息語義之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系來描述零件的層次結(jié)構(gòu)?;诒倔w的知識(shí)建模在結(jié)構(gòu)上彌補(bǔ)了基于規(guī)則的知識(shí)系統(tǒng)的局限性,能夠解決實(shí)際問題,實(shí)用性比較強(qiáng)。OWL全稱Web Ontology Language,是W3C推薦的語義互聯(lián)網(wǎng)中本體描述語言的標(biāo)準(zhǔn)?;诖?,本文研究如何利用OWL實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件信息的本體化建模。
1 基于本體的零件信息模型
對(duì)于一個(gè)零件的描述,我們可以根據(jù)這個(gè)零件的管理信息,材料信息,形狀信息,方位信息等來描述這個(gè)零件(如圖1所示)。
管理信息主要是指方便對(duì)零件進(jìn)行管理的一些信息,如零件的類型,名稱等。方位信息是指在三維空間中,按照空間坐標(biāo)系對(duì)空間劃分的六個(gè)方位。形狀信息主要包括形狀特征和元特征。材料信息指的是這種零件所用材料的一些情況,如材料名,編號(hào)等。以法蘭盤為例來具體建立本體模型,圖2為法蘭盤各概念之間的包含關(guān)系,圖3為法蘭盤的屬性集。
本體建模過程如下:①分析領(lǐng)域不同的應(yīng)用需求,列舉;②模型的特征類,分析它們之間的層次關(guān)系,形成樹狀結(jié)構(gòu);③研究類之間的關(guān)系;④定義各概念的屬性,并取值;⑤建立實(shí)例。
在分析和抽取零件信息的概念和屬性,以及它們之間的相互關(guān)系后,采用protege3.1.1對(duì)法蘭盤進(jìn)行本體語義化描述。Protégé建立起來的本體支持XML、OWL、RDF等多種存儲(chǔ)格式,包括XML、UML和資源描述框架RDF,并且支持知識(shí)共享和系統(tǒng)互操作,可以廣泛應(yīng)用在機(jī)械工程領(lǐng)域,比如產(chǎn)品建模、CAX系統(tǒng)的信息交換、產(chǎn)品配管理和機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化方法論等等。AI等信息系統(tǒng)領(lǐng)域的專家學(xué)者結(jié)合本體的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),用其描述語言O(shè)WL和本體編譯工具來描述與注釋概念,概念的屬性以及概念間的相互關(guān)系的語法與語義,構(gòu)造出本體知識(shí)庫。其部分OWL代碼如下:
法蘭盤本體的ontoviz效果圖如圖4所示。
目前,本體已在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,應(yīng)用類型主要集中在三個(gè)方面:本體理論上的研究主要包括研究概念,分類等;在語義web中,本體作為一種能在知識(shí)層提供知識(shí)共享和重用的工具在其中得到應(yīng)用;本體在信息系統(tǒng)中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,包括信息描述,信息檢索和解決異構(gòu)信息系統(tǒng)互操作問題。
2 結(jié)論
在分析了零件的概念及屬性之間的相互關(guān)系之后,應(yīng)用protégé工具對(duì)法蘭盤進(jìn)行了本體建模,使零件的信息能夠更完整的表達(dá)出來,所建立出來的本體可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)共享和復(fù)用,在開發(fā)基于語義web零件庫的的過程中,有效的解決了知識(shí)共享問題;本體結(jié)合語義,jena的推理使得本體的應(yīng)用更加廣泛。在接下來的工作中將重點(diǎn)研究解決異構(gòu)信息系統(tǒng)的互操作問題。
參考文獻(xiàn):
[1]王玉明,等.基于本體的零件信息表達(dá)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化,2008.
[2]馮志勇,李文杰.本體論工程及其應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.
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