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高压电器设计中机械可靠性的运用分析

发表时间：2021/4/28 来源：《电力设备》2020年第33期作者：孟岩刘英英倪顺霞

[导读] 摘要：文章主要是分析了机械可靠性技术的主要内容，同时讲解了其中常见的几种设计方法，最后探讨了机械可靠性在高压电器设计中的实际应用效果，望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。

        （河南平高电气股份有限公司河南省平顶山市 467000）
        摘要：文章主要是分析了机械可靠性技术的主要内容，同时讲解了其中常见的几种设计方法，最后探讨了机械可靠性在高压电器设计中的实际应用效果，望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。
        关键字：机械可靠性；高压电器；设计；运用
        1、前言
        近年来，我国经济水平的快速发展，使得现代科学技术也大量的应用于生产流程当中，其中可靠性技术能有效解决在生产过程中遇到的问题，有效促进我国科学技术的发展，进一步提高产品质量。
        2、机械可靠性分析
        机械可靠性和安全性是指导高压电器设计中最重要的理论体系和具体实践体系，它可以迅速地优化高压电器机械设计可靠性。
        2.1、机械可靠性和失效性
        当产品的细部设计和生产过于繁重时，机械稳定性和可靠性是影响产品质量的重要因素。在深入研究和分析其稳定性和可靠性的过程中，主要涉及产品的失效率等外部因素。在实际数据应用模式下，主要原因是单位工作时间内显示的所有参数值，而各种机械可靠性和故障都相对较小。因此必须根据大量的相关研究数据进行全面、准确的计算，然后通过对最终数据的内容和主要形式进行分析，得出损伤之间的对应关系速度和时间之间的关系图。
        2.2、可靠性技术工作分析
        所谓机械可靠性，是指通过科学方法对高压电器进行设计。在高压电器设计时首要需要考虑以下这几点因素。1.将技术和仪器进行融合，从各个方面来测试产品是否合理。2.机械可靠性和高压电器进行结合时，结合需要通过产品的实际使用情况，在对产品进行检测评价，最后通过评价结果在对产品进行设计上的改进。从上述分析可知，机械的可靠性技术需要通过数学计算和大量的科学技术、仪器进行检测。
        2.3、数学模型
        在详细设计中，与统计概率和数理规律性有关的最重要因素应以此为基础，对大量人员的计算应采用通用语言公式进行计算。在这种计算方法的经验中，仍然可以找到事物的一般规律，反映事物的本质。同时，对相应数据良好的处理结果，并能绘制出相应的具体形式的波申图，可以对最终数据的基本规律和集中分布有一个比较直观、清晰的初步认识。
        3、可靠性设计
        3.1、常见可靠性设计方法
        在分析和研究电气部件的设计方法的过程中，工作人员经常采用以下设计方法。首先，概率事件的独特设计方法，主要包括充分利用数学的可靠性和稳定性。根据统计的不完全和相应概率的估计，通过比较计算方法和满足要求来达到可靠性和稳定性。外观细节设计方法的可能性已被广泛用于独特设计工作中。其次，在系统设计工作中，主要采用故障模式造成的影响和危害的深入分析方法，主要包括对某些非常特殊的软件系统组件或潜在故障模式重要功能的分析。
        3.2、可靠性设计内容与步骤
        高压电器可靠性设计的主要内容是确定与稳定性和可靠性有关的指标及其取值；合理分配可靠性和稳定性的主要指标；直接选择各部件，利用可靠性对各部件进行详细设计，明确设计匹配问题和任务完成大纲；确定设计因变量和参数；分析失效模式的影响。考虑到关键在于部件整体可靠性和稳定性失效两种模式，选择部件中重要的核心单元作为系统所有功能的关键，不断的重复时间过程计算其稳定性和可靠性；优化稳定可靠度的设计配置要求。
        4、机械可靠性在高压电器设计中的应用
        4.1、高压电器螺栓联結的典型设计
        以螺栓联结设计为例，我们对螺栓联结进行设计时首要工作是标准的确定，通过设计标准，针对每个螺栓的大小进行测试，方可准确确定螺栓的压力分布状态。在进行螺栓设计时，可以先通过假设方案，再进行科学求证，方案是否具有可行性。例如，针对螺栓联接强度检测时，可以采取大胆假设小心论证的方法。对螺栓应力分布进行计算，通常使用联结方程来确定螺栓的直径。
        根据螺栓联结设计，螺栓连接的系统设计总共分为14步。

        其中，1-3属于“输入”模块，4-7属于“定值”模块，8-14属于“校验”模块。这3个模块中的每个步骤，都需要计算和验证。
        例如：3.决定最小夹紧力
        最小夹紧力有如下几个重要因素要考虑：
        -- 需要摩擦来对抗剪切力
        -- 密封介质（如使用垫圈）
        -- 防止接合面分开

        5.设置预加负荷损失
        工件之间会互相嵌入，而且不同的工件之间的热膨胀特性也不尽相同，螺栓
        预加负荷可能会损失。

10.确定交变应力
螺栓在工作时会产生金属疲劳、失效甚至断裂。此步会将螺栓的交变应力与螺栓的疲劳强度进行比较，确保螺栓有足够的安全系数。

11.校验表面压力
此步骤是为了防止工件压溃。螺栓/螺母面下的抗压应力是根据连接材料的最大允许表面压力测定和比较得出的，这个值通常是上述联接材料的屈服强度。

        14.确定拧紧力矩
        通常使用最小的摩擦系数，确保不会发生过拧。
        4、结束语
        由上可知，当前我国科技的不断发展进步，使得任何一种产品的设计都不能单纯的在某一方面进行努力，而是应当将所有的相关内容以及技术有效的联系在一起，从而获取最大的成就。可靠性技术具有强大的生命力，其对有效提升产品质量以及市场竞争力有着十分重要的作用，相信在不久的将来，高压电器的可靠性设计会有着更完善的方法。
        参考文献
        [1]刘永明, 赵转哲, 陈玉, et al. 可靠性工程教学中机械产品寿命分布模型的构建[J]. 赤峰学院学报:自然科学版, 2020(7):38-41.
        [2]崔哲刚. 无机房电梯机械锁定装置的检验和可靠性分析[J]. 中国新技术新产品, 2020(15).
        [3]余妍金戈, 王俊勇, 傅茂海. 1067mm轨距货车转向架侧架可靠性分析[J]. 机械工程与自动化, 2020(4).