试议机电产品机电产品安全性

当今全球经济、技术的发展迅速，机电产品也随之逐渐复杂化、大型化和广泛化。传统的产品安全性设计方法已经不能满足人们日益增长的对产品安全性的要求，由此产生的产品安全性问题必然增多。本文从机电产品安全性设计方面归纳现代技术中常见的一些可靠性设计。
对于产品安全性设计，大部分还是以可靠性设计为依托，以增加安全装置为主要手段。此种做法存在的问题是：当由于部件故障导致事故发生时，提高部件的可靠性可以提高产品的安全性，但是多数情况下可靠性不等同于安全性，因此以可靠性设计为安全性设计的依托是不合理的。另外，安全装置也会故障，不能时时刻刻保证产品的安全性，因此应该从结构设计、材料、物质选择等根本上提高产品的安全性。
机电产品的应用现状及特点：
（1）广泛的应用性。覆盖了日常生活的大部分产品，同时也包含了各行各业的产品和设备，从航空航天领域的飞机、航天器，到机械行业普遍应用的车床、电焊机，再到交通领域的汽车、火车，乃至医疗领域的各种医疗器械、设备等等。
（2）复杂性、自动化程度增高。技术的进步使越来越多的产品日趋复杂化、自动化、大型化。
（3）使用者的群体性。几乎每人、每一时刻都在和机电产品打交道，同一型号的产品在同一时刻可能有很多的人在使用。因此，如果产品安全性不好，本质安全度不高，就有可能导致不同时间、不同地点发生同一产品的安全事故，造成较多人的伤亡，乃至恶劣的社会影响。
（4）产品结构分明。其功能模块、子系统、部件等非常容易区分，为元器件的失效、设计中功能模块的接口、设计形式等等内容提供了比较好的认识途径。同时，结构表述比较容易，利于系统工程方法的运用。
针对以上状况，本文从安全性、可靠性的角度出发总结现代技术中常用的一些设计方法。

1.环境适应性设计

所有的机电产品都是在一定的环境下工作和使用的，那么它的绝缘强度会在潮湿、酸碱、霉菌等环境中会有所降低，从而会引起漏电等故障，发生故障。所以必须采取防止或减少环境条件对机电产品的影响的各种方法，来保证机电产品的工作性能。耐环境设计可以较大幅度提高机电产品的环境适应性。通过对产品的分析评估进行三防设计、耐热设计、耐腐设计等，可以提高的产品的使用寿命，增加安全性。

2.概率设计

概率设计法时应用概率统计理论进行产品中零部件设计的方法。用概率分布来统计载荷、材料性能、强度和几何尺寸。通过应力强度干涉模型所为基本运算公式，求出给定可靠度下的零件的尺寸或给定尺寸下零件的可靠度及寿命。设计中将设计变量视为随机变量。保证设计的零件具有指定的可靠性指标。

3.产品的精简设计

大部分机电产品属于串联系统，在满足其预定功能的前提下，在设计方面最基本的原则是力求产品的简单化。在选用可靠的零部件、缩小零件数目和简化结构的前提下，尽量是零部件的量减少，这样可以大大提高产品的额可靠性。在保证产品整体可靠性的原则下，不能过分减少零件而使其它零件超负荷或超应力作业。否则，就达不到可靠性的目的。

4.安全装置设计

基于产品的安全性和使用可靠性方面考虑，在设计过程中，要设计异常报警、安装装置、故障监测等装置。异常报警设计就是把一套感应报警装置融合到系统中，当系统出现异常时能够自动报警，报警的方式可根据产品的应用设计；安全装置设计就是把关键性的子系统和部件置于具有一定保护功能的设备中，以增强其抗破坏的能力。故障监测装置就是一套能够对整个系统性能和完好性监测的装置。

5.损伤容限设计

损伤容限设计是在安全设计的原理上，提出的一种新的疲劳设计方法。常规的疲劳设计方法和局部应力应变法都是以材料的完整性为前提的。但是，实际零件在加工制造过程中，由于诸多原因，通常会存在缺陷和裂纹。而损伤容限则是一部分结构发生裂纹或损伤时，能使这种破坏限制在一定的范围内。直到下一次检测或维修前，整个结构不至于发生致命破坏或影响整个机器的使用功能。

6.安全性优化设计

机电产品经过安全性设计后，并不能保证它的工作性能或参数就一定达到了最佳状态。所以，要使产品达到既定的安全性，又保证其具有最佳的工作性能及良好的经济性，应将安全性设计与最优化设计有机地结合起来，形成安全性设计。

7.预防故障设计

该设计主要是根据使用的累积经验和信息，采用各种有效的方法来防止故障的发生，或者降低故障的产生几率。在长期的使用过程中，我们会累积大量的经验，所以在产品的设计中，在采用传统技术和经验的前提下，采用安全性分析技术保证产品的安全性，是保证产品安全的最有效的途径。设计时，要严格选择和控制零部件的设计，通过试验和经验，优先选用标准件和通用件；选用经过分析验证的可靠的零部件；设计时要考虑装备的可维修性和调整性，保证零件的正常维修和更换。
机电产品的安全性、可靠性还可以从原材料、制造工艺的选取、稳健性等等很多方面入手进行设计，本文不再一一赘述。
产品的设计决定了产品的安全性，如果在设计初没有充分考虑到安全等因素，那么在使用后无论怎么源于：毕业生论文网www.618jyw.com
精心制造、严格管理、合理使用，都不可能达到很高的安全性要求。安全性设计的最终目标是挖掘和确定产品潜在的隐患和薄弱环节，通过在设计中采取相应的预防和改进，有效地消除存在的弊端和隐患。所以，在进行设计的同时，应进行安全性设计和分析工作，做到有备无患。