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机械设备设计要怎么操作才能够提高可靠性和安全性?

岸峰:2022-12-12

机械设备设计要怎么操作才能够提高可靠性和安全性?


  对于机械设备设计的可靠性和安全性应该要怎么来进行提升呢,这目前很多机械设备设计人员所需要考虑和解决的一个问题,可靠性和安全性除了要操作人员要规范操作外,还要怎么样来进行提升呢?下面工业设计的小编就来给大家简单的介绍一下。

  1、确定一个合理的安全系统。安全系数是指零件概念的承载能力与实际负荷之比。为了使零件可靠工作,概念计算强度应大于实际负荷,其余由安全系数决定。在确定安全系数时,不仅要考虑环境温度、湿度振动、冲击等条件,以及超载、误操作的后果,确保零件在使用中不会出现永久变形、疲劳损伤、蠕变等缺陷,还要考虑经济成本是否合理。应选择最低成本来确保设备性能的安全系数。

  通过选择合理的结构形式,可以减少材料,大大提高零件的刚度;设计合理的机构可以使零件的负荷分布合理,实现变形小、磨损均匀,尽量减少零件变形,磨损对设备输出参数的影响,可以增加零件允许的负荷。需要注意的是,安全系数过高,不仅材料多,设备重,成本增加,而且可能增加结构的复杂性。

  2、冗余设计(存储设计)。冗余技术是设备中包含的组件(包括硬件或软件),是完成指定功能所必需的。当冗余是硬件时,也称为存储。在机械设备设计中,除了必要的零.除了零件,还可以在设备的个别零件上附加一套备件或备用机构。.当零件发生故障时,整个设备仍能正常工作。这种设计称为冗余设计,添加的元件称为冗余元件。如果双排球轴承中有一排损坏,请不要像往常一样工作。机械多重保险装置为冗余设计。

  3、耐环境设计。用于预防设备.零件在实际使用中可能遇到的各种环境,如高等级.低温.潮湿.磁场.真空.粉尘.雨淋.对于腐蚀等因素的影响,在产品设计中应采取措施处理环境。机械设备设计.在制造阶段,应进行以可靠性试验为基础的耐久性试验.寿命.高低温.环境.振动.冲击和其他测试。在设备上安装专用调节器或缓冲器,以防止设备运输.搬运.高温储存和使用.振动.外部作用的影响,如冲击。

  4、简化结构,采用标准化零.组件。在满足设备功能要求的前提下,提高设备可靠性的秘诀是尽量使用结构简单的零件,减少零件的数量和类型,采用标准零件和标准电路。一般来说,它是简化和标准化的。标准化零件,由于其丰富的批量生产和使用经验,可以充分消除缺陷和弱点。标准化零件具有良好的互换性,可以加速维护过程中的诊断和维修。充足的市场供应可以减少备件的储存,降低价格,减少加工工具和测试设备的种类和数量。

  5、提高连接部位、移动部件和可靠性,并配备必要的安全防护装置。设备的连接部分有螺栓.焊接部位.销子.键.密封件等;可动零.零件有轴和轴承.啮合的齿轮.皮带和皮带轮.联轴器等。这些部件故障率高,容易诱发事故。它们是机械设备设计中应充分注意的关键部件,应采取措施提高其可靠性。安全防护装置可以防止误操作.超载和外部环境突变,如停电引起的故障和事故,或控制故障的事故范围。

  6、充分考虑人为因素。机械由人操作,机械与人形成人机系统。就像机械故障一样,人机操作并不是绝对可靠的。人的可靠性通常低于机械的可靠性。在设计机械设备时,应充分考虑人的特点和影响其正确操作的因素。根据人的正常工作能力,如反应能力.接受和处理信息的能力.耐疲劳性.容许限度.设计合理的工作环境和操作方法等。

  例如,机械设备的控制器和显示器应尽可能少地集中。人的错误率与操作的复杂性和工作量成正比。机械控制和传感器应尽可能对信号敏感.反应速度快,能准确地完成大量规定的动作,降低操作者的功能强度。

  为了保证必要的使用可靠性,设计人员必须使设计的设备易于操作,尽量减少操作人员的身心消耗和精神紧张,使操作人员能够充分工作,易于维护,这是提高设备可靠性的重要条件。因为生理学.心理.体力.对于疾病和其他因素,操作人员的错误操作是不可避免的。为确保安全,在机械设备设计中应考虑操作错误的可能后果。

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