淺談鉆探機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的合理性研究

李廣廣

摘要：本文首先闡述了鉆探機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的重要意義，進(jìn)而分析了鉆探機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方法，最后對(duì)鉆揚(yáng)潮.械可靠性設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行了研究。期望通過(guò)本文的研究能夠?qū)μ岣咩@揚(yáng)潮械的整體性能有所幫助。

1.鉆探機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的重要意義

鉆探機(jī)械是鉆探工程中不可或缺的重要組成之一，其產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)劣關(guān)系重大。而想要確保鉆探機(jī)械產(chǎn)品的整體質(zhì)量，可靠性設(shè)計(jì)既是前提也是核心。國(guó)家現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)給出了一個(gè)比較全面的定義：產(chǎn)品生產(chǎn)的過(guò)程中，在限定的時(shí)間和規(guī)定的使用條件下，生產(chǎn)出來(lái)的機(jī)械產(chǎn)品所能夠達(dá)到性能要求即可靠性。機(jī)械可靠性歸屬于邊緣性學(xué)科的范疇，它的研究方向與內(nèi)容存在多元化的特點(diǎn)，并且其中涉及的方面較多，是一門比較復(fù)雜的科學(xué)。通過(guò)對(duì)機(jī)械進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，不僅能夠使機(jī)械的使用壽命大幅度延長(zhǎng)，而且還能進(jìn)一步提高機(jī)械產(chǎn)品本身的性能，從而滿足不同用戶的使用需要，若是機(jī)械的可靠性不足，則會(huì)導(dǎo)致其在使用過(guò)程中，出現(xiàn)各種故障問(wèn)題，這不僅會(huì)影響機(jī)械的正常使用，而且還會(huì)增大維修成本，同時(shí)，機(jī)械的使用壽命也會(huì)縮短。由此可見(jiàn)，對(duì)鉆探機(jī)械進(jìn)行可靠性尤為重要。

2.鉆探機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方法

對(duì)于鉆探機(jī)械產(chǎn)品而言，可靠性是其質(zhì)量的關(guān)鍵性指標(biāo)之一，其現(xiàn)已受到工程界越來(lái)越多的關(guān)注和重視。機(jī)械的可靠性高低，設(shè)計(jì)是決定性因素，如果設(shè)計(jì)不合理，那么即便采用再好的生產(chǎn)工藝，也很難獲得可靠性高的機(jī)械產(chǎn)品。相關(guān)研究表明，可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，但是，試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)只能對(duì)可靠性設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，卻并能從根本上提高機(jī)械產(chǎn)品的可靠性。而想要提高鉆探機(jī)械的可靠性，還必須通過(guò)相應(yīng)的可靠性設(shè)計(jì)方法，正因如此，使得機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方法獲得了飛速發(fā)展。鉆探機(jī)械是一類比較特殊的工程機(jī)械設(shè)備，它的可靠性主要包括兩個(gè)方面，一方面是機(jī)械設(shè)備靜止?fàn)顟B(tài)下的關(guān)鍵零部件的可靠性，另一當(dāng)面是機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的整機(jī)可靠性。目前，較為常用的鉆探機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方法有以下幾種：

（1）故障預(yù)防設(shè)計(jì)

這是目前鉆探機(jī)械可靠性過(guò)程中最為常用的一種設(shè)計(jì)方法，該方法從全方位、多方面對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行了綜合考慮，其屬于一種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，基于該方法設(shè)計(jì)出來(lái)的鉆探機(jī)械產(chǎn)品能夠有效預(yù)防各種故障問(wèn)題的發(fā)生。該設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面上：

1）以機(jī)械產(chǎn)品的整體性為著眼點(diǎn)。故障預(yù)防設(shè)計(jì)從產(chǎn)品的整體性入手，通過(guò)對(duì)各個(gè)主要零部件的質(zhì)量控制，提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量，確保鉆探機(jī)械的整體性能良好。

2）基于鉆探機(jī)械的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。采用該方法對(duì)鉆探機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般都是基于當(dāng)前現(xiàn)有的成熟經(jīng)驗(yàn)，并在對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行嚴(yán)格論證的基礎(chǔ)上，來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)防機(jī)械產(chǎn)品不確定故障的目標(biāo)。

3）從已知故障入手。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)鉆探機(jī)械已知的故障進(jìn)行提前考量，并借助相應(yīng)的措施和手段，避免類似的故障發(fā)生，從而提高機(jī)械產(chǎn)品的性能和可靠性。

（2）環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)

由于鉆探機(jī)械的作業(yè)環(huán)境比較惡劣，環(huán)境因素對(duì)機(jī)械的可靠性要求較高，該設(shè)計(jì)方法就是在考慮環(huán)境因素對(duì)鉆探機(jī)械影響的前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而減低環(huán)境對(duì)機(jī)械可靠性的影響。例如，有些鉆探機(jī)械常常需要在腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境中作業(yè)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，需要重點(diǎn)對(duì)腐蝕性原因進(jìn)行分析，并在設(shè)計(jì)中采取合理、有效的抗腐蝕措施，增強(qiáng)鉆探機(jī)械產(chǎn)品抗腐蝕性能，從而提高機(jī)械的可靠性。

（3）人機(jī)工程設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)鉆探機(jī)械運(yùn)行中的各種故障原因進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，有些故障是機(jī)械本身零部件失效導(dǎo)致的，還有一些故障則是人為操作失誤造成的。這種失誤除了與操作人員自身有關(guān)外，也與機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中傳遞了不準(zhǔn)確的信息有關(guān)。人機(jī)工程設(shè)計(jì)方法，不僅充分考慮了人對(duì)鉆探機(jī)械操作時(shí)的需求，并且通過(guò)人機(jī)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，有效降低了人為操作失誤的可能，機(jī)械設(shè)備的可靠性大幅度提高。

（4）降額設(shè)計(jì)

這種設(shè)計(jì)方法具體是指使機(jī)械產(chǎn)品各個(gè)主要零部件的使用應(yīng)力低于額定應(yīng)力。大量的實(shí)踐證明，鉆探機(jī)械零部件在低于額定承載應(yīng)力的條件下運(yùn)行故障率要明顯低于超額運(yùn)行，而故障率低，就表明機(jī)械產(chǎn)品的可靠性高。所以在設(shè)計(jì)時(shí)，可采取提高零部件強(qiáng)度、降低應(yīng)力等方法來(lái)提高機(jī)械的可靠性。

（5）簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)

由于鉆探機(jī)械的功能大致相同。為此，在滿足機(jī)械使用功能要求的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要越簡(jiǎn)單越好，這也是機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)最為基本的原則之一。通過(guò)最小量零部件的使用，最大限度地滿足鉆探機(jī)械的設(shè)計(jì)功能要求，降低機(jī)械設(shè)備的復(fù)雜程度，減少故障發(fā)生，從而提高產(chǎn)品的可靠性。

3.鉆探機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的合理性研究

由上文的分析可知，鉆探機(jī)械的可靠性設(shè)計(jì)方法較多，究竟采用何種方法設(shè)計(jì)出來(lái)的鉆探機(jī)械的性能更加可靠，則需要對(duì)其合理性進(jìn)行研究。也就是說(shuō)，只有確保機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方法合理、可行，才能使鉆探機(jī)械的性能得以最大程度地發(fā)揮，也才能使故障率達(dá)到最低。現(xiàn)階段，機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方法已在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)制造領(lǐng)域中獲得了廣泛應(yīng)用。故此，開(kāi)展可靠性設(shè)計(jì)的合理性研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。其中不但涉及到機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，而且還與機(jī)械安全密切相關(guān)。換言之，在鉆探機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了確保選用的可靠性設(shè)計(jì)方法合理，除了要考慮該方法設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量是否最優(yōu)，還要考慮產(chǎn)品是否安全、可靠，只有滿足上述條件，才能證明可靠性設(shè)計(jì)方法具有足夠的合理性，若是其中某個(gè)要素缺失，則說(shuō)明設(shè)計(jì)方法存在缺陷，必須進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整和改進(jìn)。合理性是檢驗(yàn)鉆探機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)此予以足夠的重視。

4.結(jié)論

總而言之，隨著鉆探機(jī)械在工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，確保產(chǎn)品的性能安全、可靠尤為重要。本文介紹了幾種鉆探機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)方法，在具體選擇時(shí)，除了應(yīng)當(dāng)結(jié)合產(chǎn)品的實(shí)際情況之外，還要對(duì)設(shè)計(jì)方法的合理性進(jìn)行驗(yàn)證，這樣才能確保設(shè)計(jì)出來(lái)的鉆探機(jī)械具有足夠的可靠性。

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