鉆探機械在使用過程中的可靠性分析

苗建虎

摘 要：在使用鉆探機械過程中，其可靠性將直接影響最終鉆探的施工安全和生產效率，鉆探機械設備通常采用安全系數法的方式進行設計，但在實際使用過程中很難避免出現安全問題，因此針對在使用過程中鉆探機械的安全可靠性分析具有十分重要的意義。

關鍵詞：鉆探機械；使用；可靠性；分析

在設計鉆探機械零部件過程中采用安全系數法是將材料極限應力作用在零部件的荷載以及截面尺寸，能夠將其看做常量進行分析。盡管其安全系數大于1，但仍無法完全避免產品的安全可靠性問題。雖然在設計過程中理論上認為具有較高安全性，然而在實際使用中還會存在很多安全隱患。其中鉆探機械存在不穩(wěn)定和隨機性的問題，針對在實際使用過程中鉆探機械的可靠性分析能夠有效降低其機械事故的產生。

1 可靠性

根據有關規(guī)定，針對可靠性其內涵為：在規(guī)定的條件和時間內，某產品能夠完成功能的能力。其中規(guī)定時間是指衡量這些設備在使用中的工作時間，盈利循環(huán)次數，轉數等。由于存在不同程度的磨損，老化等問題，因此很難使產品長時間使用功能和技術參數不發(fā)生變化，因而在一定時間內成為決定其可靠性的關鍵條件。規(guī)定功能是指根據國家有關標準，技術規(guī)范規(guī)定機械的功能，技術指標，通過實驗進一步發(fā)現機械達到某項指標要求時，可稱為機械完成的規(guī)定功能，如沒有按時或按要求完成規(guī)定功能則可認為機械發(fā)生了失效或故障問題。描述機械功能的指標是判斷機械發(fā)生故障診斷的重要參考依據，如果沒有具體的數量界限，則很難正確判斷這種機械設備是否出現故障。能力是指機械完成規(guī)定功能的可能性。鉆探機械在使用過程中存在的機械故障是一種隨機性問題。并且這種可能性具有統計學概念，可以采用不發(fā)生故障的概率進行表示?？煽啃允桥c時間相關的指標，不僅包括事件故障發(fā)生概率，同時在質量控制，機械管理，可靠性分析中都需要明確提出體現。

2 分析狀態(tài)機械可靠性的方法

機械可靠性主要包括機構和結構的可靠性，其中結構可靠性主要用于研究結構強度和負載，而使機械出現磨損，斷裂等故障?？煽啃灾饕芯繖C構處于動作過程中，由于運動而引起的故障問題，機械可靠性也可以包括定量和定性可靠性這兩種。其中定性可靠性是指在機械故障影響分析過程中應用成功的機械經驗，能夠使其達到可靠性的目的。而定量可靠性是指在設計一些過程中能夠掌握零部件的強度應力分布，以及多種設計參數的隨機性，通過構建隱式或者顯式極限函數關系，設計符合相應可靠性的產品。鉆探機械在使用過程中可靠性分析是當前機械可靠性最為有效的方法之一，無論是結構和機構可靠性，都屬于機械使用單位需要采用的方法。機械可靠性根據機械的結構差異可采用以下幾種可靠性分析的方法，具體來看：機械故障預防，由于鉆探機械產品為串聯系統，要想提高其可靠性，需要從零部件的質量和使用中的量化檢驗，保養(yǎng)，操作等預防抓起。余度故障分析，主要是對機械完成規(guī)定功能所設置的結構，防止局部出現失效之后整機仍然能夠完成規(guī)定功能，能夠保障機械實現任務可靠度。耐環(huán)境保障，在鉆探設備使用時需要考慮設備在生命周期中遇到的多種外界因素影響，包括設備的安裝，運輸，振動，溫度，霉菌等因素影響。人機工程保障，為能夠減少在機械鉆探機械使用過程中人為因素的干擾，需要發(fā)揮人和機械的特點，以提升產品的可靠性。人為差錯，除工作人員自身原因之外，操縱的環(huán)境，操作臺也與人為操作具有一定聯系。健壯特性保障，由日本研究學者創(chuàng)立的田口方法是當前一種典型的分析方法，具體是指產品的設計應當由系統參數，容差設計來完成，是在設計中考慮可靠性的內外干擾而實現優(yōu)化設計的。在設備使用過程中只有了解健壯特性才能夠使其發(fā)揮最大功效。概率保障，利用地質構造巖層內部特點，介質強度，工作人員的熟練度等因素，隨機變量進行概率分析處理。權衡保障是指基于安全性，可靠性，成本等因素之下進行綜合權衡，以獲取最佳的結果。降額保障能夠使零部件在使用應力上低于額定應力，通過鉆探案例分析發(fā)現，很多機械零件在低于額定應力工作狀態(tài)中，其產生的故障概率較低，具有較高的可靠性，能夠通過人為干預的方式減少強度變化，以提高設備的可靠性。

3 鉆探機械可靠性的意義

實現鉆探機械設備在使用過程中能夠可靠運行，在運輸保養(yǎng)時能夠保持其良好的狀態(tài)是當前鉆探機械的基本屬性，在當前較高可靠性的基礎上能夠使設備發(fā)揮最大效能，因此可靠性對于產品來說具有十分重要的作用，能夠影響工程機械的使用安全性和工作效率，可靠性也是衡量機械設備質量的關鍵指標，可靠性分析主要是要確保在規(guī)定時間內零部件能夠完成的規(guī)定功能。當前，可靠性分析已經得到了廣泛應用，也成為了施工中有效地分析和參考依據，因而對于開展機械可靠性研究來說具有十分重要的現實意義，主要涉及機械安全性。機械安全是指在規(guī)定時間和條件下機器能夠完成的功能，以及對安裝，運輸，維修中對人不產生損害的能力，在產品使用時還需要考慮其可靠性，安全性問題，能夠使這些設備達到安全可靠性，及時消除安全隱患，從根本上提升鉆探設備的可靠性。

4小結

總而言之，在本研究中主要對鉆探機械設備在具體使用過程中存在的多個問題進行可靠性分析，能夠及時發(fā)現設備存在的安全隱患，并及時消除安全隱患，使設備能夠提高安全性和可靠性。

參考文獻：

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