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--可靠性技術(shù)

發(fā)布時間: 2015-01-03  點擊次數(shù): 1371次

可靠性的技術(shù)基礎(chǔ)范圍是相當廣泛的,大致分為定性和定量的兩大類方法。

      定量化的方法要從故障(失效)的概率分布講起,如何能定量地設(shè)計、試驗、控制和管理產(chǎn)品的可靠性。定性方法則是經(jīng)驗為主,恒溫恒濕也就是要把過去積累處理失效的經(jīng)驗設(shè)計到產(chǎn)品中,使它具有免故障的能力。定性和定量方法是相輔相成的??煽啃栽O(shè)計和試驗分析技術(shù),其目的是在設(shè)計階段預測和預防所有可能發(fā)生的故障和隱患,消除于未然,把可靠性設(shè)計到產(chǎn)品中去。事中分析指產(chǎn)品在運行中的故障診斷、檢測,和壽命預測技術(shù),以保持運行的可靠性。事后分析指產(chǎn)品發(fā)生故障或失效后的分析,找出產(chǎn)品故障模式的原因,研究預防故障的技術(shù)。尤其是事前分析,這便是可靠性研究重點的重點,美國工業(yè)中90%的可靠性成本用于設(shè)計上,而且在提高可靠性方面已積累了不少經(jīng)驗和技術(shù),以下作簡單介紹。

一、可靠性設(shè)計經(jīng)驗

(1)選擇設(shè)計方案時盡量不采用還不成熟的新系統(tǒng)和零件,盡量采用已有經(jīng)驗并已標準化的零部件和成熟的技術(shù)。
(2)結(jié)構(gòu)簡化,零件數(shù)削減。如日本橫河記錄儀表10年中無件數(shù)削減30%,大大提高了可靠性。
(3)考慮功能零件的可接近性,采用模塊結(jié)構(gòu)等以利于可維修性。
(4)設(shè)置故障監(jiān)測和診斷裝置。
(5)保證零件部設(shè)計裕度(安全系數(shù)/降額)。
(6)必要時采用功能并聯(lián)、冗余技術(shù)。如日本的液壓挖掘機等,采用雙泵、雙發(fā)動機的冗余設(shè)計。
(7)考慮零件的互換性。
(8)失效安全設(shè)計(Failure Safe),系統(tǒng)某一部分即使發(fā)生故障,但使其限制在一定范圍內(nèi),不致影響整個系統(tǒng)的功能。
(9)安全壽命設(shè)計(Safe Life),保證使用中不發(fā)生破壞而充分安全的設(shè)計。例如對一些重要的安全性零件如汽車剎車,恒溫恒濕轉(zhuǎn)向機構(gòu)等要保證在極限條件下不能發(fā)生變形、破壞。
(10)防誤操作設(shè)計(Fool proof)
(11)加強連接部分的設(shè)計分析,例如選定合理的連接、止推方式??紤]防振,防沖擊,對連接條件的確認。
(12)可靠性確認試驗,在沒有現(xiàn)成數(shù)據(jù)和可用的經(jīng)驗時,這是*的手段。尤其機械零部件的可靠性預測精度還很低。主要通過試驗確認。

二、可靠性設(shè)計輔助措施

為了使設(shè)計時能充分地預測和預防故障,把更多的失效經(jīng)驗設(shè)計到產(chǎn)品中,因而必須邦助設(shè)計人員掌握充分的故障情報資料和設(shè)計依據(jù)。采取以下措施:

(1)可靠性檢查表,恒溫恒濕從可靠性觀點出發(fā),列出設(shè)計中應考慮的重點。設(shè)計時逐項檢查??紤]預防的對策。
(2)推行FMEA,F(xiàn)TA方法。FMEA(失效模式影響分析)和FTA(故障樹分析)是可靠性分析中的重要手段。FMEA是從零部故障模式入手分析,評定它對整機或系統(tǒng)發(fā)生故障的影響程度,以此確定關(guān)鍵的零件和故障模式。FTA則是從整機或系統(tǒng)故障開始,逐步分析到基本零件的失效原因。這兩種方法在國外被看作是設(shè)計圖紙一樣重要,作為設(shè)計的技術(shù)標準資料,它收集總結(jié)了該種產(chǎn)品所有可能預料到的故障模式和原因。設(shè)計者可以較直觀地看到設(shè)計中存在的問題。
(3)故障事例集。把過去技術(shù)上的失敗和改進的事例作成手冊,供設(shè)計者隨進參考。通常用簡圖表示,將故障和改進作對比。對故障的原因、情況附有簡單說明。這手冊是各公司積累的技術(shù)財富,視同設(shè)計規(guī)范同等重要。
(4)數(shù)據(jù)庫。廣泛有效地收集設(shè)計、制造中的失敗和改進經(jīng)驗,試驗和實際用的數(shù)據(jù)形成檢索系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫,使設(shè)計者能超越本單位充分利用別人實踐過的經(jīng)驗。如電子產(chǎn)品已形成世界性可靠性信息交換網(wǎng)。
(5)設(shè)計、試驗規(guī)范的不斷充實、改善。從使用實際得來的故障教訓要反饋到設(shè)計、試驗方法的改進中,要將這些改進效果作為產(chǎn)品設(shè)計規(guī)范(包括材料選定,結(jié)構(gòu)形式,許用應力,安全系數(shù)值)和試驗標準的改進依據(jù),使它們成為設(shè)計技術(shù)的一部分。隨著可靠性工作開展。必須加強設(shè)計、試驗規(guī)范的研究,命名如試驗規(guī)范的制定要以實地使用條件分析為基礎(chǔ),恒溫恒濕要調(diào)查出場的回收品和試驗室加速試驗件作對比,計算強化系數(shù)。通過失效分析反推,驗證試驗條件是否合適,從而不斷改進試驗方法和標準。因而這些規(guī)范都是公司的財富,對外不輕易泄密。如日本小松10年中試驗標準增加三倍,豐田的試驗標準有1500項之多。也可見各公司對試驗的重視程度。

三、加強失效物理技術(shù)研究

失效物理是研究故障的原因,材料劣化的機制,缺陷的檢測和消除,壽命預測和強化壽命機理,以及應力分析等技術(shù)。對于機械來說,主要研究它的常見失效模式,如蠕變,沖擊振動,疲勞、斷裂、磨損、潤滑、腐蝕等。近年來,失效物理技術(shù)日舉國受到各國重視。例如,由美國政府財政授助的機械故障研究小組(MFWG)的影響及大,它有四個技術(shù)咨詢委員會:(1)診斷、檢測;(2)故障;(3)設(shè)計;(4)現(xiàn)有技術(shù)的應用推廣。研究的對象有系統(tǒng)為燃氣輪機,葉片、軸、軸承、齒輪、接頭、鍵槽、轉(zhuǎn)動件、活塞等。該小組自60年成立之后,每年召開1~2次的技術(shù)討論會,至今已有三十余屆,許多失效預防和檢測技術(shù)已投入實用。另外,國外企業(yè)都十分重視產(chǎn)品的失效分析工作,千方百計回收失效的零件和殘骸加以分析。目的是找出失效原因,作出合更換改進決策,避免內(nèi)類事故再發(fā)生。因而除各大企業(yè)配備有完善的失效分析設(shè)施外,還設(shè)有公共的失效分析中心。恒溫恒濕公司和保險機構(gòu)的技術(shù)部門都承擔分析的任務(wù)。

總之,賽思檢測設(shè)備為確保產(chǎn)品可靠,少出故障,必須加強故障的事前(設(shè)計),事中(運行的故障診斷)和事后(失效分析)的分析研究工作

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