电磁炉锅具适应性的可靠性设计

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2013年04(上)

TECHNOLOGICAL P IONEERS

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科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS 1 引言

电磁炉是一种新型的家用电器，可以对食物进行炒、炸、蒸、煮、炖等加工，可控制火力，操作十分方便。与传统灶具相比，具有热效率高、安全性好、清洁卫生、烹饪效果好、费用低廉等优点。但目前市场上的电磁炉普遍存在可靠性不高的情况，其中一个重要的原因是电磁炉在锅具材质大小发生变化或者移动锅具时引起的烧机。本文从硬件以及软件上提出可靠的设计方案，解决电磁炉电磁炉锅具适应性差的问题。

2 电磁炉恒定功率输出的控制

在电磁炉内部，由整流电路将５０／６０Ｈｚ的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿（导磁又导电材料）底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西。

电磁炉整个加热系统如图１的一个闭环控制系统。电磁炉在每一个档位以一

定占空比的ＰＷＭ输出，当锅具材质大小

发生变化或者移动锅具时，此时也就是控制负载发生了变化，加热功率大小也发上了变化。通过功率检测电路反馈给ＭＣＵ，ＭＣＵ调整ＰＷＭ的占空比以使功率恒定输出。

当锅具偏离加热中心时或者锅具抬起时，为了使功率恒定输出，此时ＭＣＵ通过加大ＰＷＭ的占空比来实现。这时如果用户迅速把锅具放到加热中心时，特别是较容易加热的锅具，就会出现系统功率过大，ＩＧＢＴ电流过大，ＩＧＢＴ的Ｃ极电压过高的异常情况。此时很容易烧坏ＩＧＢＴ以及系统的其他元器件。下面分别从软件以及硬件上提出电磁炉锅具适应性的可靠性设计。（如图１）

3 硬件电路设计

3.1IGBT 电流过大保护电路

图２是实现ＩＧＢＴ电流过大保护的电路。通过高频电流互感器互感线圈盘中的电流，这个电流可以反应出通过ＩＧＢＴ的最大电流。通过互感之后电流如图中的输出电流整流之后，再经过分压滤波输入到

作者简介：陈和辉，１９８４年出生，男，籍贯：广东湛江，本科，珠海格力电器股份有限公司电控设计员，多年从事家电软硬开发与研究工作。

电磁炉锅具适应性的可靠性设计

陈和辉 李硕勇

(珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519070)

摘 要:本文通过硬件与软件的方法实现电磁炉锅具适应性的可靠性设计。通过分析目前市场上常用的单管电路结构的电磁炉在锅具材质大小发生变化或者移动锅具时引起烧机的原因,针对这些原因分别从软件与硬件上给出有效的解决方案。关键词:电磁炉 锅具适应性 单管

ＭＣＵ的ＡＤ检测端口。由于此处的信号是一个高频信号，同时又需要捕捉到最大值，这里的滤波电容的值不能选取很大，选取一个较小的瓷片电容既可。当电流的ＡＤ值大于某一设定值时ＭＣＵ关断ＰＷＭ的输出。同时另外通过分压输入到比较器ＬＭ３３９的比较端，与设定的比较电压进行比较，高于比较电压时，ＬＭ３３９的１脚输出低电平，二极管Ｄ７导通，这时ＩＧＢＴ的驱动电平被拉低，ＰＷＭ被强制关断。在这里用到一个滞回比较，在出现保护之后，比较电平被拉低，也就是保护电流值比保护之前的值更小，这样的目的是为了避免保护频繁出现的情况。

系统电流过大的保护类似ＩＧＢＴ电流过大电路的保护，在这里就不重复展开阐述。（如图２）

3.2IGBT 的C 极电压过高保护电路

图３是ＩＧＢＴ的Ｃ极电压过高保护电路。这也是通过一个比较电路ＬＭ３３９实现的。ＩＧＢＴ的Ｃ极电压通过分压与比较电平进行比较，当ＩＧＢＴ的反压过高时，ＬＭ３３９输出一个低电平，从而拉低了直流控制电平的电压，相当于降低了ＰＷＭ的占空比，从而使系统功率减小，同时ＩＧＢＴ的反向电压也相应减小，从而实现了保护ＩＧＢＴ反向电压过高的异常情况。（如图３）

4 软件设计

4.1锅具的判断

如果锅具的材质大小不一样，在相同的ＰＷＭ占空比的情况下，电磁炉的功率是不一样的。对于在ＰＷＭ占空比较小情况下加热功率可以达到加大的锅具来说，在频

图1

图2图3

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繁移动锅具时，是比较容易出现功率较大的情况，这样ＩＧＢＴ也比较容易烧坏，正因此对锅具的判断是非常必要的。

通过对锅具的判断，对于相对容易加热的锅具，可以减小ＰＷＭ最大占空比的最大值，这样可以避免出现移动锅具时功率过大的情况出现。

锅具的判断根据检测ＬＣ图4

震荡的脉冲个数而定。越容易加热的锅具

能量越容易吸收，震荡的脉冲个数也就越少。根据检测到的脉冲个数选择对应的ＰＷＭ占空比的最大值。4.2电流过大的保护

当系统的电流过大或者ＩＧＢＴ的电流过大时，ＭＣＵ电流采样口采样到的ＡＤ值大于设定的值时，这时ＭＣＵ就减小ＰＷＭ占空比

的输出，系统功率相应减小，电流减小，ＩＧＢＴ的Ｃ极电压降低，这样避免了过流过压的原因损坏元器件。对于系统ＰＷＭ占空比减小的快慢视具体情况而定，在保证功率稳定运行的情况下，尽量加快减小ＰＷＭ占空比的速度。（如图４）

5 结束语

在本设计方案中，分别从硬件以及软件上提出可靠性的设计，解决了目前市场上电磁炉锅具适应性的缺点，避免了由于锅具材质大小发生变化或者移动锅具的过程中引起的烧机问题，提高了电磁炉的可靠性。这样使得电磁炉这种新型的家用电器能更好地推广到我们的生活之中。

参考文献

［１］王兆安，黄俊．电力电子技术（第４版）．西

安．西安交通大学出版社，２００３：６５～７４．［２］张超，郑永军，孙志锋．控制电磁炉输出

功率稳定的模糊控制方法［Ｊ］．机电工程，２００４，２１（１０）：３０－３４．

［３］孙志峰，高金先．电磁炉主谐振电路研

究与功率控制［Ｊ］．电源技术应用，２００５：３７～４６．

（２）由于天气的影响使得很多航班改变原有的飞行路线，或者改变飞行高度层，这样就使航空器的分布杂乱。

航空器分布不合理会使空域结构更加复杂，管制员掌握空中交通动态的难度加大，同时，其分布的不合理使得航空器之间存在更多的潜在冲突，管制员就需要消耗很大的精力去监控并思考解决冲突的预案，再次，发生冲突时还要发出更多的管制指令，这就增加了管制负荷。3.3空域结构的影响

我们先来考虑空域大小对管制员工作负荷的影响，当管制员所辖扇区与其它扇区合并后，其所辖空域增大，空域的复杂度也相应的增加，航空器的数量也变多，并且每架航空器在自己所辖区域内待的时间也变长，管制员分配给每架航空器的时间减少，不能对每架航空器进行更严密的监控，同时发布给每架航空器的指令减少，但总的监控时间和指令变多，这就使得管制员的负荷增加。

对于大小不变的空域，它所包括的航路的结构将会影响到管制员的工作负荷。例如，进离港航线的交叉，使得管制员必须考虑进离港的航空器可能发生的冲突，对于进港航线有交叉的还应考虑进港航空器的冲突。同时航线的数量也会产生影响，如

果航线数量过少，而航班量较大航空器分布不合理时，只能采取让航空器等待的方法来保证其间隔，所有这些情况都会造成管制员工作负荷的增加。3.4天气的影响

当出现恶劣的天气时，航路飞行的航空器为了避开不利影响通常会改变航向和高度层，这样就增加了空域的复杂性，同时使备降机场周围的航空器数量大增；另一方面，由于天气原因会使得很多航班延误，严重时会使机场关闭，当天气转好时大量积压的航空器等待管制员的指令，所有这些都会增加管制员的工作负荷。

结论

随着我国飞行流量的不断增加，管制

员在单位时间内指挥的航空器架次越来越多，同时我国的导航和管制等设备及技术相对滞后，再加上我国空域结构不太合理，空中交通管制员短缺，这就更增加了现在在岗管制员的压力。

空中交通管制员是扇区管制工作的核心，其工作能力和负荷决定了该扇区的飞行容量。而对于一个管制员来说他的能力是有限的，工作负荷过重或不足都不利于个人能力的发挥。工作负荷不足会造成资源的浪费，而超负荷工作会使管制员很快疲劳，影响效率，不能及时准确的给出管制指令。我

国现在广泛采用的空中交通流量管理办法都是依赖管制员的经验，而迫于管理技术、社会需求等压力，往往出现管制员的超负荷工作，给飞行安全带来不利影响。

对于扇区的划分来说，目前我国扇区划分缺乏科学、合理的规划，导致各扇区的管制工作负荷不均衡。这种不合理的状况限制了空域的整体容量、降低了空域的利用率。因此如何在划分扇区时进行综合性考虑，确保空域划分的科学性、合理性和有效性对于增加空域容量，保证空中交通的安全、高效运行具有重要的意义。

参考文献

［１］刘永欣，聂润兔．管制员工作负荷分析

方法，中国民航大学学报，２００７年．

［２］张明，韩松臣．管制员工作负荷量化研

究，江苏航空，２００５年．

［３］姚虹翔．管制员工作负荷评估方法研

究，江苏航空，２００６年．

［４］杨新涅，杨建森，高伟，尚锋．空管自动

化系统中减轻管制员工作负荷方法初探，空中交通管理，２００７年．

［５］韩松臣，张明．依据管制工作负荷的扇

区优化新方法，南京航空航天大学学报，２００４年．

(上接238页)

机械可靠性设计发展及现状

编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 机械可靠性设计发展及现 状 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-1230-100 机械可靠性设计发展及现状 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 随着科学技术的发展和对产品质量要求的不断提高，产品的可靠性也越来越成为产品竞争的焦点。产品的可靠性是设计出来的，生产出来的，管理出来的。可靠性设计是使产品的可靠性要求在设计中得以落实的技术。可靠性设计决定了产品的固有可靠性。 所谓可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。可靠性的概率度量称为可靠度。长期以来，随着电子技术的发展和电子产品可靠性理论的成熟，电子产品可靠性的相对稳定，电子产品的可靠性试验技术已经发展的相对成熟；机械可靠性试验技术则由于存在理论难题而发展相对较慢。为了机械可靠性的切实发展，美国可靠性分析中心一直坚持鼓励其组织机构广泛收集机械产品可靠性数据。同时美国可靠性分析中心在提到的

浅谈机械产品可靠性设计

浅谈机械产品可靠性设计 发表时间：2018-06-12T15:23:56.743Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第4期作者：黄宝忠 [导读] 当今社会，科学技术飞速发展，人们不仅对多功能产品有强烈的需求，也需要多功能产品可以实现其应具备的功能。 摘要：当今机械系统的发展速度非常快，尤其是在现代科技的带动之下，很多新的技术和理念不断涌现，为了跟上这样的步伐，就要求我们的从业人员更加努力的来研究和提高各种机械产品的可靠性。机械可靠性问题是一个直接关系到整个机械系统运行的一个关键的质量和产品性能问题，有时候甚至会直接关系到人们的生命和财产安全，所以必须要得到足够的重视才行。 关键词：机械产品；可靠性设计 1 前言 当今社会，科学技术飞速发展，人们不仅对多功能产品有强烈的需求，也需要多功能产品可以实现其应具备的功能。产品的可靠性优化设计是以产品功能的可靠性使用为目的而应运而生的产物，从产生开始到现在，已经得到了迅速的发展与广泛地使用[1]。在进行机械工程的产品设计时，将可靠性理论与技术应用于其中，并根据需要与可能，将产品的可靠性使用作为优先考虑的设计准则；在满足时间、费用及性能的基础上，让设计出的机械工程产品符合可靠性的要求。可靠性的设计问题在涉及传统的设计技术的同时，也与价值工程、系统工程、环境工程及质量控制工程等有着密切的关系。因此，可靠性设计是多学科与多技术相互交叉融合的一种新兴技术。 2 关于可靠性设计的一些问题 要想弄清楚什么是可靠性优化设计，我们就必须要先了解什么是产品的可靠性。一般来说，产品的可靠性就是指在规定的条件与时间之内完成规定的任务或者实现固定的功能。这里的产品既包含作为单位研究的研究对象，又指各个参与实验的系统、元件或者设备等，在特殊情况之下，我们还可以将人的作用也包含进去。 在进行可靠性优化设计的过程中，我们必须要以已知的技术和理论为基础，根据日后的实际需要和可能会发生的情况优先考虑产品的可靠性要求，通俗一点的讲，就是要在满足产品费用、性能以及时间等条件之下，确保产品能够满足可靠性的要求。对于产品的可靠性优化设计来说，其是一个多技术、多学科融合的新型技术，既包含价值工程、系统工程的知识，又具有工程心理学、计算机技术以及质量控制技术的相关内容。虽然其名称是产品可靠性优化设计，但是其并非只是存在于产品的设计阶段，在产品的制造阶段、使用阶段以及管理和维护等阶段都会涉及到产品的可靠性优化设计。也正是因为这样的情况，其在机械工程中有着十分广泛的应用。 在多种历史原因的综合影响之下，我国机械制造业的整体水平要地域西方发达国家，而机械工程的可靠性优化设计也更为落后。虽然上世纪80年代末期由于国家和企业的重视，可靠性优化设计得到了一定发展，个别企业还组建了专职于可靠性优化设计的研究机构，培养了一批具有较高专业素质和扎实专业知识的人才并制定了一系列关于可靠性优化设计的工作标准，但是随着时间的推移以及社会和科学技术的发展，这些机构和标准都渐渐的变得陈旧了。因此，对于我国的可靠性优化设计来说，其具有一定的基础和实力，但是仍旧与发达国家存在着较大的差距。 3.可靠性优化设计在机械工程中的应用 机械工程产品的可靠性优化设计在产品的生产与使用周期的各环节都起着重要作用。这些环节主要有产品的设计、制造、使用及售后维修等。以下就机械工程产品的设计、制造及使用三个环节展开讨论可靠性优化设计问题。 3.1机械工程产品设计环节可靠性优化设计 机械工程产品的设计主要包括装配整体设计与零件组装设计。对机械产品进行可靠性优化设计时，可以将其当作一个整体，设计的方法主要有两种，第一种方法为：先大致了解机械的完整系统，并分析组成整体的零部件具有多大程度的可靠性，据此推断出整体具有多大程度的可靠性；这种方法即为预测整体设计可靠性的手段，预测的结果必须与设计指标相符合[3]。第二种方法为：将整体机械工程可靠性优化设计所要求的指标分配到其零部件的设计上，要求零部件必须满足各自的可靠性指标要求；常用的可靠性的分配方法有：再分配、等分配、比例分配及综合评分的分配方法。设计单个零件时，尽量采用符合国家规定且已经在生产中大量投入使用的常规零件，并用不同设计方法对重要程度不相同的零件进行优化设计，设计关键部件之前，要先行可靠性的试验。除此之外，要反复验证及修改机械工程产品设计的可靠性，直到其能够满足于可靠性优化设计所要求的标准为止。设计机械工程的人机系统也很重要，这方面的设计包括适应性及操作的舒适性设计。 3.2机械工程产品制造中的可靠性优化设计 要保证一个产品的质量，在制造环节的质量控制是最关键的部分，因此，机械产品在制造的过程中进行可靠性优化设计是非常重要的。加工的设备可靠性要得到保证，在选择加工工艺与工艺流程时，要注意其技术水平，保证制造水平尽量达到最优化。产品制造工艺流程是一个完整的系统，其中的各个方案与工序是工艺流程系统中的子系统，对每个子系统进行可靠性优化设计时，都要综合考虑各方面的因素，如工艺装备、加工设备、加工材料与工作人员素质等；只有这样才能为各个子系统设计出可靠性与合理的指标；最后，整合分析各个子系统的指标，并通过合理的方法将总系统的可靠性及优化指标整理出来。 3.3机械工程产品的使用与维修的可靠性优化设计 对机械产品进行维修，能有效延长其使用寿命；良好的售后服务水平是一个公司获得发展的必备条件。因此，生产机械设备的厂家要认真对待售后服务与维修的问题，运用先进的逻辑分析法，制定出科学的维修内容与维修方式，对机械产品的合理使用寿命作出规划。机械工程产品具有可维修性及可靠性，两者在很大程度上是相似的，可维修性是可靠性的具体指标之一[4]。对机械工程产品进行设计时就应当首先考虑到可靠性指标，以便能使设计出的机械产品在发生故障的情况下，易于检查与维修。进行机械产品维修的可靠性优化设计时，要充分考虑维修费用的问题，负责设计工作的人员在进行机械工程可靠性优化设计时，要以最少的费用获得最高程度可靠性作为设计的原则，以便能够尽量减少发现故障的时间。因此，以可靠性优化设计理论作为维修设计的基础，是非常合理的，也是非常重要的；制定经济合理的维修设计在现代化与科学化的进程中意义重大。使用符合标准的维修设备进行维修，提高维修工作人员的技能水平，使机械产品的维修工作能够朝现代化与科学化的方向发展。 结束语 经济的发展，促进了人们消费理念的进步、消费水平的提高，消费者对产品性能、产品可靠性有了更高的要求，一定意义上讲，获得

基于单片机的电磁炉设计

摘要 微波炉已在我国民用领域中普及开来。微波炉加热的独特原理就是用微波来煮饭烧菜，由于其独特的加热原理，可以有效地保持原有食品的颜色、气味、口感和营养成分，也能在迅速解冻食品时保持食物的水分不丢失和新鲜度。使用微波炉的过程中也很少产生烟气和热气，可保持厨房的清洁。微波炉之所以有这么优良的性能，其原因就在于微波炉的广泛应用，它的广泛应用又促进了相关新技术的探索和发现，这些发现和新技术转而又被应用于微波炉性能的改造，这些都是息息相关的。现在的微波炉技术已相当成熟。 本次设计研究主要是微波炉的控制系统。本次设计的控制核心是89C52单片机，之所以选择单片机控制，是因为它的功能强、体积小、功耗低、工作可靠、价格便宜、使用简单方便等特点，特别适合应用于控制有关的系统。整个微波炉控制系统设计主要包括主电路、电源电路、驱动电路、光电耦合隔离、89C52最小系统、键盘输入、液晶显示、PWM波输出等。 本设计有预设模式和人工输入模式两种，对微波炉工作的时间和火力进行调节，通过输出占空比不同的PWM波来模拟微波炉工作在不同火力下的状态，液晶显示屏能准确显示当前工作状态，我们可以根据自己的意愿继续、暂停、退出当前工作方式。 经过模拟仿真以及现场调试后，设计的微波炉控制系统安全可靠，工作稳定，顺利实现预期的各项功能。 关键词：89C52单片机；微波炉；控制电路；

Abstract In our country, microwave ovens have in civilian areas in popularity, due to its unique heating principle, it can effectively keep the original food color, smell, taste and nutrients, also can rapid thawing foods, keep the moisture of food and fresh. And in the use of the microwave oven almost do not produce fumes and hot air, so that the kitchen to keep clean. Microwave oven which has so good performance is relation with the application of new technology . This paper analyzes the control system of home microwave oven, and compares various control methods, and determines the overall control scheme of the system.. Because the monolithic integrated circuit has the characteristics of strong function, small size, low power consumption, cheap, reliable work, convenient use and the like. Therefore, it is especially suitable for control system, the design of the final selection of 89C52 single chip microcomputer as the control core, supplemented by the keyboard input module, LCD display module, photoelectric coupling isolation module and analog microwave modules to form a control circuit of the microwave. This design by default mode or manual input mode microwave oven working time and fire control, and through different output accounted for duty ratio PWM waves to mimic the microwave oven under different thermal working condition, LCD screen as man-machine interface synchronous display the current working state. After the simulation and the on-site debugging, the electric control system of the microwave oven is safe and reliable, and the work is stable, and the function of the microwave oven is smoothly realized. Keywords: MCU; microwave oven; control circuit;

机械可靠性习题

机械可靠性习题Newly compiled on November 23, 2020

第一章 机械可靠性设计概论 1、为什么要重视和研究可靠性 可靠性设计是引入概率论与数理统计的理论而对常规设计方法进行发展和深化而形成的一种新的现代设计方法。1）工程系统日益庞大和复杂，是系统的可靠性和安全性问题表现日益突出，导致风险增加。2）应用环境更加复杂和恶劣3）系统要求的持续无故障任务时间加长。4）系统的专门特性与使用者的生命安全直接相关。5）市场竞争的影响。 2、简述可靠性的定义和要点 可靠性定义为：产品在规定的条件下和规定的时间区间内完成规定功能的能力。主要分为两点：1）可靠度，指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。1）失效率，定义为工作到时可t 时尚未失效的产品，在时刻t 以后的单位时间内发生失效的概率。 第二章 可靠性的数学基础 1、某零件工作到50h 时，还有100个仍在工作，工作到51h 时，失效了1个，在第52h 内失效了3个，试求这批零件工作满50h 和51h 时的失效率)50(-λ、)51(-λ 解：1）1,100)(, 1)(=?==?t t t n n s f 2）2,100)(, 3)(=?==?t t t n n s f 2、已知某产品的失效率14103.0)(---?==h t λλ。可靠度函数t e t R λ-=)(，试求可靠度 R=%的相应可靠寿命、中位寿命和特征寿命1-e t 解：可靠度函数 t e t R λ-=)( 故有 R t R e R t λ-=)( 两边取对数 t t R R R λ-=)(ln

则可靠度寿命 =?-=-=-h R t t 4999.0999.0103.0999.0ln )(ln λ 33h 中位寿命 =?-=- =-h R t t 45.0999.0103.05.0ln )(ln λ23105h 特征寿命 =?-=-=--h R e t 41999.010 3.03679.0ln )(ln λ33331h 第三章 常用的概率分布及其应用 1、次品率为1%的的大批产品每箱90件，今抽检一箱并进行全数检验，求查出次品数不超过5的概率。（分别用二项分布和泊松分布求解） 解：1）二项分布：3590559055901087.199.001.0! 85!5!90)5(---?=???===q p C x P 2）泊松分布：取9.001.090=?==np μ 2、某系统的平均无故障工作时间t=1000h ，在该系统1500h 的工作期内需要备件更换。现有3个备件供使用，问系统能达到的可靠度是多少 解：应用泊松分布求解5.115001000 1=?==t λμ 3、设有一批名义直径为d=的钢管，按规定其直径不超过26mm 时为合格品。如果钢管直径服从正态分布，其均值ｕ=，标准差S=，试计算这批钢管的废品率值。 解：所求的解是正态概率密度函数曲线x=26以左的区面积，即： 变为标准型为1.13.04 .2526=-=-=σ μx z 由正态分布表查的1.1<<∞-z 的标准正态分布密度曲线下区域面积是 864.0)1.1(=Φ，所以： 136.0864.01)26(=-=

电磁炉设计分析报告

电磁炉设计分析报告 产品流行趋势： 从2004年下半年开始一直到今年，市场上的电磁炉流行趋势主要是黑色方板的造型。它们之所以能够成为市场的主流，是因为它们迎合了消费者对电磁炉这种产品的理解——科技感、时尚、使用方便，看起来很简单，适应现代快节奏的生活方式。 美的千泽九阳 富士宝尚朋堂西克玛 目前市场上主流产品的风格如图上所示，我们可以看到，这些电磁炉基本都是长方的造型，多以黑色和银色搭配，突显产品的高科技感和时尚的感觉。目前流行的电磁炉虽然多为方正造型，但仔细推敲它们都会有各自的风格和特点。 它们有的以造型取胜，有的以不同材料的搭配和制造工艺的方式创造不同的视觉效果，这也正是各个品牌的电磁炉在市场赖以生存和竞争的要素。 在大的流行趋势下挖掘自己品牌的设计风格和特点，以提出有自己特色的卖点才是产品取胜的关键。 产品设计方向分析： 纵观整个电磁炉市场，各种款式琳琅满目，如何在众多的产品中脱颖而出呢？就产品设计方面而言我们给出的回答是产品必须有自己的特色。 1.在能被大众接受的范围内构建自己的特色产品是一个量化的东西，被大众接受才能创造价值，因此在设计产品的时候要把握好尺度，在普通中创造不普通的元素，才能设计出好的产品。 2.外观设想中外观还是以方形为主，以适应现在的大趋势，体现时尚、科技感、人性化、精致的概念。 而在这个基础上就要提炼外观的特色，电磁炉也是具有较高科技含量产品，因此我们在外观设计时可以借鉴很多数码产品或时尚产品的造型元素，使产品看起来更加时尚，更具活力和科技感。

我们设计的产品是为大众服务的，因此要尽量符合大众的审美观。具体来说，我们选择设计元素的时候尽量使用常见的，合理性高的来完成我们的产品，不刻意去追求怪异的创新，合理自然的把设计元素融合在一起，做到简洁，大方、自然，操作合理，更加人性化。 在这样一个大的合理的基础上，我们的创新也就更合理。一个产品主要会针对一两个部分进行创新，也就是在普及型设计的基础上增加一两个亮点，使自己的产品跟别的品牌的产品区分开来，在市场上赢得更多的消费者。比如说产品的按键，操作界面，附加的装饰件，机脚，线条的分割，空间的组合等都可以成为创新的目标。 细节上的创新设计也是不可忽略的，但往往很多厂商都没有注意到这点，太过于关注大的创新，但往往细节上的合理贴心设计却是消费者最关心的，也是最能体现产品人性化的地方，细节做好了，产品精致了，赢得了消费者的心，也就自然赢得了市场。 产品的色彩主要还是以银色、黑色和白色系为主，突出产品的科技感，这是大的方向；但我们在色彩考虑方面也许会做一些新的尝试，会使用更温馨的颜色或做一些不同色彩上的搭配，亦或使用一些纹理的效果处理，产生一些区别于现有产品的视觉感受，让产品更平易近人。 有了合理的造型基础概念和一两个闪光点，好的产品造型就会自然而然的产生。 附加装饰造型上的借鉴操作上的不同 3.成本因为这次的产品设计定位主要是中档和中偏高档的设计，产品也是以走量为主，所以在设计的时候我们也会充分考虑成本控制的问题，不设计复杂的产品使用方式，尽量以简洁，稳定的产品结构形式出现。在外观造型设计的时候我们会从产品的结构，材料、结构复杂程度、零配件多少和工艺成本等各方面考虑，做到在最合理的成本下设计出最能被大众接受同时又是很有自己风格和特色的产品。 我们在成本上的考虑是和我们在外观设计上的考虑是相辅相成，缺一不可的。 4.新功能概念中档价位的机型最注重的不是花哨的功能和概念，而是它的实用性，它的性价比。当然，在不是提高很多成本的前提下是可以增加一些新的设计元素来丰富产品的卖点的，加强产品的竞争力。 产品设计方向总结： 以上是一些具体的分析，也比较详细和透彻的表达了我们的设计观点、方向和思路。 总的来说我们就是要量身打造能被消费者接受的，能让大多数人满意的同时又具备自己的特色和风格，成本上让厂商满意的电磁炉。 也只有这样，我们设计公司和厂商才能达到双赢，也才能给消费者带来真正的实惠。

机械设备可靠性分析论文

机械设备可靠性分析摘要：机械的可靠性设计在机械设计中具有重要的作用，它对机械是否能够稳定的工作起决定性的作用。本文主要介绍了机械可靠性设计的特点，机械可靠性设计的流程，以及在机械可靠性设计中的常用的可靠性分析方法和设计技术，最后结合最近的机械可靠性的发展，介绍了机械可靠性设计的发展趋势，从而对可靠性技术在机械领域的应用和发展有一个全面的、客观的认识。 引言：随着科学技术的发展，对产品的要求不断提高，不仅要具有好的性能，更要具有高的可靠性水平。采用可靠性设计弥补了常规设计的不足，使得设计方案更加贴近生产实际。所谓可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。可靠性的概率度量称为可靠度。可靠性工程的诞生已近半个世纪的历史, 以电子产品可靠性设计为先导的可靠性工程迄今发展得比较成熟, 已形成一门独立的学科。相比之下, 机械产品的可靠性设计与研究则起步较晚。所谓机械可靠性，是指机械产品在规定的使用条件下、规定的时间内完成规定功能的能力。由于工程材料特性的离散性以及测量、加工、制造和安装误差等因素的影响，使机械产品的系统参数具有固有的不确定性，因此考虑这种固有随机性的可靠性设计技术至关重要。据有关方面统计，产品设计对产品质量的贡献率可达70%～80%，可见设计决定了产品的固有质量特性(如：功能、性能、寿命、安全性和可靠性等)，赋予了产品“先天优劣”的本质特性。上世纪60年代, 对机械可靠性问题引起了广泛的重视并开始对其进行了系统研究。虽然国内外都投入了研究力量, 取得了一定的进展，但终因机械产品可靠性涉及的领域太多、可靠性研究的范围大、基础性数据缺乏等原因，机械可靠性设计在工程实际中应用得并不广泛。本文简要介绍了可靠性技术在机械领域中的应用，主要介绍了一些在机械产品设计中应用的较为成熟的可靠性技术和可靠性设计方法，并且结合当今可靠性工程学科的发展，指出了可靠性技术在机械领域中的发展和趋势。 正文：机械产品的可靠性要受到诸多因素的影响，从产品的设计、制造、试验，到产品使用和维护，都会涉及到可靠性间题，也就是说它贯穿于产品的整个寿命周期之内。如何使产品在整个寿命周期内失效率最小，有效度高，维修性好，经济效益大，经济寿命长，是我们对产品进行可靠性设计的根本目的。机械产品的可靠性设计并不是一种崭新的设计方法, 而是在传统机械设计的基础上引入以概率论和数理统计为基础的可靠性设计方法。这样的设计可以更科学合理地获得较小的零件尺寸、体积和重量, 同时也可使所设计的零件具有可预测的寿命和失效率, 从而使产品的设计更符合工程实际。 目前在机械工程中可靠性设计主要应用在产品的设计、制造、使用和维修等方面。现代生产的经验表明，在设计、制造和使用的三个阶段中，设计决定了产品的可靠性水平，即产品的固有可靠性，而制造和使用的任务是保证产品可靠性指标的实现。可靠性试验数据是可靠性设计的基础，但是试验不能提高产品的可靠性，只有设计才能决定产品的固有可靠性。图1所示为三者的关系。 图1 机械产品与可靠性关系框图 机械产品的设计，它包括整机产品的设计和零部件的设计。整机产品可将其作为一个系统进行设计，设计的方式主要有两种，第一种是根据零部件的可靠性预测结果，计算产品系统的可靠性指标，这就是系统的可靠性预测，其结果满足指标要求即可。如果不能满足要求，就要按第二种方式

机械设计可靠性研究

机械设计可靠性研究 1机械工程产品的可靠性优化设计现状分析 1.1可靠性优化设计的基本理论 20世纪60年代，机械优化设计获得了最广阔的发展。在这一时期，计算机技术和数学规划有机地结合起来，推动了机械优化设计向更高的层次发展。优化设计的方法被广泛应用于工程设计领域，并伴随着计算机技术的飞速发展和数学规划理念的不断成熟，发挥着越来越重要的作用，取得了令人瞩目的成果。具体来讲，所谓可靠性优化设计主要包含三个方面，即产品的质量、成本和可靠度。可靠性优化设计从系统的、整体的角度对产品的可靠度进行分析，并对其性能进行约束与优化，在确保产品性能和质量的前提下，将产品的合理性和安全性有机结合，从而使得产品的可靠度实现最大化。通过可靠性优化设计，在满足产品可靠性的同时，还使得能源以及资源获得充分的利用，避免了能源和资源的不合理使用及浪费现象。采用可靠性优化设计所生产出来的产品，具有体积小、质量轻的特点，并使用节能材料，顺应当前可持续发展和保护环境的趋势。对机械产品进行优化设计的根本宗旨，即为了满足安全的需要或者为了实现特定的预期点，通过最优化的方式，对产品进行处理。在进行优化设计时，需要考虑多种因素给产品性能带来的影响，其中需要注意的两点即结构参数以及各种载荷的随机性。 1.2近年来可靠性优化设计发展 近年来，高新科技不断融入机械设计领域，许多现代化的设计方法和设计理念应运而生，可靠性设计和优化设计也获得了飞速的发展。然而从设计的角度来看，可靠性设计和优化设计是设计的两个不同方面，而对于机械产品的设计来说，如果单纯地考虑其中的一方面是无法达到设计要求的。这就需要在实际的设计工作中，将两者相结合，从而发挥其潜在的巨大作用。可靠性设计不同于优化设计，可靠性设计是以产品的可靠性为设计宗旨的，因此设计的结果并非其工作性能或参数的最佳点。此外，优化设计有别于可靠性设计，优化设计并不考虑产品的可靠性，因此有可能导致事故，造成经济损失。另外，单纯的优化设计也无法保证产品在特定的时间和条件下达到预期的功能或目的。机械产品的结构通常都比较复杂，所涉及到的设计参数也非常多，而单纯的可靠性设计并不十分适用于多个

家用电磁炉的设计

家用电磁炉的设计 中国在上世纪80年代开始生产电磁炉，经过近30年的发展，电磁炉行业呈加速发展态势，电磁炉在人们生活中扮演着越来越重要的角色。 一、电磁炉的简介 电磁炉又名电磁灶，是现代厨房革命的产物，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。是一种高效节能橱具，完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具。电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具。由高频感应加热线圈(即励磁线圈)、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具等部分组成。使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生一交变磁场，交变磁场的磁力线大部分通过金属锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热。在加热过程中没有明火，因此安全、卫生。 二、现今电磁炉的分类 根据电磁炉的功率大小可分为家用电磁炉和商用电磁炉两种； 家用电磁炉根据炉头分类，可分为单头炉，双头炉，一电一气，及多头炉： 单头炉 单头炉工作电压为120V-280V，最常见的是1900W-2200w的，广泛应用家庭炒菜做饭；发展比较早，在我国已经被广泛应用了； 双头炉 双头炉工作电压也是120V-280V，目前国内市面有一平一凹及双平的，一般单头功率2100W，双头同时工作不超过3500W，目前国内使用者还不多； 一电一气 一电一气是结合电磁炉和煤气灶的产物，一个炉头可使用传统煤气，另一个炉头使用电磁炉，一般功率2100W，是近两年新兴的产品； 多头炉

多头炉，一般为两个电磁炉炉头外加一个远红外炉头，目前国内能生产的非常少，目前只有美的引进国外技术在做； 商用电磁炉：多为380v电压，3-35kw为主，且应用广泛，煎、炒、炸、煮、蒸、炖、焖、扒、煲等样样皆能。比传统的燃油灶节约50%的燃料成本，比传统燃气灶节约60%的燃料成本。无明火、无热辐射、无烟、无灰、无污染、不升高室温，不产生CO、CO2、SO3有害物质，环境得到保护。厨房清静、清洁、清爽，让厨师感觉安逸而身心健康。是名副其实的环保产品。适用场合：任何使用传统炉具的场所，例如医院、厂矿企业、宾馆、餐厅、院校、机关等；特别适合无燃料供应或限制燃料使用的场合，例如地下室、铁路、车辆、船舶、航空等。随着我国的发展，尤其电力发展的迅速，这种大功率的商用电磁炉将会被广泛应用。 三、电磁炉的工作原理 电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具底部铁质材料中的自由电子呈漩涡状交变运动，同时通过电流的焦耳热（P=I^2*R）使锅底发热。（故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。 四、电磁炉的工作过程 当一个回路线圈通予电流时，其效果相当于磁铁棒。因此线圈面有磁场N－S极的产生，亦即有磁通量穿越。若所使用的电源为交流电，线圈的磁极和穿越回路面的磁通量都会产生变化。 当有一导磁性金属面放置于回路线圈上方时，此时金属面就会感应电流（即涡流），涡流使锅具铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能感应的电流越大则所产生的热量就越高，煮熟食物所需的时间就越短。要使感应电流越大，则穿越金属面的磁通变化量也就要越大，当然磁场强度也就要越强。这样一来，原先通予交流电的线圈就需要越多匝数缠绕在一起。因为使用高强度的磁场感应，所以炉面没有电流产生，因此

机械可靠性设计发展及现状.docx

机械可靠性设计发展及现状 随着科学技术的发展和对产品质量要求的不断提高，产品的可靠性也越来越成为产品竞争的焦点。产品的可靠性是设计出来的，生产出来的，管理出来的。可靠性设计是使产品的可靠性要求在设计中得以落实的技术。可靠性设计决定了产品的固有可靠性。 所谓可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。可靠性的概率度量称为可靠度。长期以来，随着电子技术的发展和电子产品可靠性理论的成熟，电子产品可靠性的相对稳定，电子产品的可靠性试验技术已经发展的相对成熟；机械可靠性试验技术则由于存在理论难题而发展相对较慢。为了机械可靠性的切实发展，美国可靠性分析中心一直坚持鼓励其组织机构广泛收集机械产品可靠性数据。同时美国可靠性分析中心在提到的关于将来安全相关技术发展备选课题，在可靠性领域中把机械可靠性作为三大课题( 另外两个是加速试验和软件可靠性) 之一。机械可靠性试验技术是机械可靠性技术中一个关键的问题，因此被广泛关注。 机械可靠性试验的发展 自1946 年Freuenthal在国际上发表“结构的安全度”一文以来，可靠性问题开始引起学术界和工程界的普遍关注与重视。上世纪60 年代，对机械可靠性问题引起了各国广泛重视并开始对其进行了系统研究，其中美国、前苏联、日本、英国等国家对机械产品可靠性进行了深入研究，并在机械产品可靠性理论研究和实际应用方面取得了相当进展： 1.1.20世纪40年代，德国在V-1火箭研制中，提出了火箭系统的可靠性等于所有元器件可靠度乘积的理论，即把小样本问题转化为大样本问题进行研究。 1.2.1957年6月4日，美国的“电子设备可靠性顾问委员会”发布了《军用电子设备可靠性报告》，提出了可靠性是可建立的、可分配的及可验证的，从而为可靠性学科的发展提出了初步框架。 1.3.3.20世纪50年代至60年代，美国、苏联相继把可靠性应用于航天计划，于是机械系统的可靠性研究得到发展，如随机载荷下机械结构和零件的可靠性，机械产品的可靠性设计、试验验证等。 1.4.日本于20世纪50年代后期将可靠性技术推广到民用工业，设立了可靠性研究机构和可靠性工程控制小组，大大提高了日本产品的可靠度。 NASA 在六十年代中期便开始了机械部件的应力验证和利用应力强度干涉模型进行可靠性概率设计的研究。1974年美国和日本成立了结构可靠性分析方法研究组，澳大利亚、瑞典

电磁炉课程设计.

课程设计论文 题目：电磁炉设计 学院：机电工程学院 专业：工业设计 姓名：刘婧 学号：201340505011 指导教师：刘培晨 2015年7 月14 日

目录.............................................................................. 第一章设计要求.. (3) 第二章资料查询与市场调研 (4) 2.1资料查询 (4) 2.1.2电磁炉的定义 (4) 2.1.1电磁炉的分类 (4) 2.1.3电磁炉的发展历史 (6) 2.1.4电磁炉的发展现状 (7) 2.1.5电磁炉的发展趋势 (8) 2.2市场调研 (9) 2.2.1问卷调查 (9) 2.2.2用户心理分析 (10) 2.2.3用户研究 (11) 2.2.4市场现有产品缺点 (12) 2.2.5市场需求及替代产品竞争力 (12) 2.2.6设计分析 (13) 第三章总体方案设计 (14) 3.1工作原理分析与说明 (14) 3.2电磁炉总体结构设计 (15) 3.3电磁炉的结构分析 (16) 3.4电磁炉的设计方案 (17) 第四章典型零件结构设计 (18) 4.1零件结构设计 (18) 4.2外观设计方案 (20) 第五章设计总结 (21)

第1章设计要求 1．课题组完成的设计任务 进行电磁炉的三维结构设计，运动分析，各零件的连接分析与设计………… 设计日期2015—7—13 2．个人完成工作量 完成xxxx的三维结构设计，最终提供如下6方面的资料： （1）工作原理图1张 （2）总爆炸图1张 （3）结构组装、爆炸图2~3张 （4）典型零件详图3~4张（投影图或透视图），内部结构要做剖视 （5）外形设计方案2~3 套（画出效果图，突出分型面、连接、凸台等小结构） （6）设计说明书1份

电磁炉电路图及工作原理全面解析

电磁炉电路图及工作原理全面解析 现在电磁炉已经用它的物美价廉特性慢慢打破了燃气灶不可替代的地位。知己知彼百战百胜，这里小编以电磁炉电路图和工作原理给大家做一个全面解析 一、什么是电磁炉 电磁炉(又名电磁灶)--是现代厨房革命的产物，是无需明火或传导式加热的无火煮食厨具，完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具(炉具). 二、电磁炉工作原理 电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流(又称为涡流)的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流(即涡流)，涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能(故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍)使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为'烹饪之神'和'绿色炉具'。 三、电磁炉的主要构成： 电磁炉主要有两大部分构成：电子线路部分及结构性包装部分。

①电子线路部分包括：功率板、主机板、灯板、线圈盘及热敏支架、风扇马达等。 ②结构性包装部分包括：瓷板、塑胶上下盖、风扇叶、风扇支架、电源线、说明书、功率贴纸、操作胶片、合格证、塑胶袋、防震泡沫、彩盒、条码、卡通箱。 四、电磁炉的特点 ● 小巧灵活的设计便于移动设备，功率的设计确保快速的出菜速度。 ● 大范围功率调节。 ● 耐600℃高温、抗冲击、高强度微晶下班。 ● 优质线圈和零部件。 ● 超高可靠性控制部件确保恶劣环境使用。 ● 先进的主板设计和软件控制技术。 ● 智能化模糊逻辑控制技术确保最佳烹饪效果。 ● 软启动技术延长设备使用寿命。 ● 多层保护：锅体自动检测和电热保护自动切断。 ● 电源，防止意外事故的发生。 ● 智能显示和自动报警装置。 ● 5段协率调节确保温度均匀和食品美味。 ● 数码显示有利于中餐食品标准化的推广。 ● 超静音有利于中餐食品标准化的推广。 ● 超静音设备改善厨房工作环境。 ● 全不锈钢结构设计。 五、与燃气、燃油炉具比较的优点 功能完善： 可替代完成传统炉具的煎、炒、煮、蒸、炖、扒、煲等各类烹调功能，特别适合燃料供应以及安全条件受限制的场合。 绿环保保： 无燃烧废气排放、不消耗氧气、无噪音、无污染、省能源。 操作简便： 一键式操作与数码显示简单明了，智能化电脑控制技术具备自动检测锅体、过热及空烧保护、过载保护功能。 安全可靠： 无明火燃烧、无废气排放、无燃烧泄漏，可避免人员及环境安全隐患、比传统的燃油、燃气炉具更安全并扩大了场地使用限制(例如地下室、高层建筑的顶楼厨房);并配置多重安全保护装置，

机械可靠性设计

基于鞍点估计的机械零部件可靠性灵敏度分析 摘要 对机械结构来说，可靠性指标一般随材料特性、几何参数、工作环境等不确定性因素变化而减弱，所以结构的可靠度、灵敏度就显得尤为重要，对机械零部件可靠性灵敏度的分析也是亟不可待。 本文利用鞍点估计技术可以无限逼近非正态变量空间中线性极限状态函数概率分布的特点，能有效解决统计资料或实验数据较少而难以确定设计变量的分布规律的问题。将可靠性设计理论、灵敏度分析技术与鞍点逼近理论相结合，以前面可靠性数学模型为基础，系统地推导了基于鞍点估计的可靠性灵敏度公式，讨论了基于鞍点估计法的机械零部件可靠性灵敏度计算问题，为进一步分析机械零部件的可靠性稳健设计奠定了理论基础。 关键词：不确定性鞍点灵敏度可靠性 第一章绪论 1.1机械可靠性设计理论研究进展 很早以来人们就广泛采用“可靠性”这一概念来定性评价产品的质量问题，这只是靠人们的经验评定产品可靠还是不可靠，并没有一个量的标准来衡量；从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性再到非概率可靠性以及最近提出的结构系统概率-模糊-非概率混合可靠性，表明定量衡量产品质量问题的理论方法从产生到现在已有了长足的发展；对于复杂结构的复杂参数由单纯的概率非概率可靠性分析方法发展到可靠性灵敏度分析的各种分析方法，使得这一理论日续丰富和完善，并深入渗透到各个学科和领域。可靠性当今已成为产品效能的决定因素之一，作为一个与国民经济和国防科技密切相关的科学，未来的科技发展中也必将得到广泛的研究和应用。 20世纪初期把概率论及数理统计学应用于结构安全度分析，已标志着结构可靠性理论研究的初步开始。20世纪40年代以来，机械可靠性设计理论有了长足的发展，目前为止己

实现机械工程的可靠性优化设计参考文本

实现机械工程的可靠性优化设计参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

实现机械工程的可靠性优化设计参考文 本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 自改革开放之后，中国的工程机械行业得到了前所未 有的发展，经过30多年的不懈努力，机械工程制造业取得 了巨大的发展成果，在国民经济中占有很大的比重。在机 械工程行业里面，对其可靠性进行优化设计是十分必要 的。在本文中，深入探讨了工程机械可靠性优化设计中的 问题，以便参考。 现代社会，科学技术的发展已不可同日而语，人们不 仅对多功能产品的强烈需求，还希望多功能产品的各项能 力非常突出。以提高产品的功能可靠性为目的，促使了产 品产品的可靠性优化设计应运而生，从其概念的产生到如 今，得到了迅速发展和广泛使用。在开展工程机械产品的

设计时，需要把可靠性理论和技术融合起来，并依据具体的要求，可以优先考虑产品的可靠性;在延误开发时间，增加成本和性能的前提下，使工程机械产品的设计尽量满足可靠性的要求。由于可靠性设计是一个跨多学科，多技术的新兴技术，所以可靠性的设计涉及诸多问题。 1.机械工程设计的可靠性常用方法 1.1.鲁棒设计方法 这种设计方法主要是降低产品的敏感性。使产品的性能不会因为制造期间在变异或是使用环境的变化而变得不稳定，并且让产品在额定的使用期限内，不会因为产品的结构发生变化，参数变动，系统老化等问题而影响到工作的设计方法。该方法是基于统计分析为基础由日本的机械设计师田口玄一提出的，它根据产品的可用性对用户造成多大的经济损失来判断设计的可靠，这是它的基本原理，其中的损失通常是可靠的用户流失的可用性正比于产品的

机械产品可靠性设计综述

机械产品可靠性设计综述 一、可靠性设计的基本概念 可靠性设计的定义： 定义1：对系统和结构进行可靠性分析和预测，采用简化系统和结构、余度设计和可维修设计等措施以提高系统和结构可靠度的设计。 定义2：为了满足产品的可靠性要求而进行的设计。 可靠性设计即根据可靠性理论与方法确定产品零部件以及整机的结构方案和有关参数的过程。设计水平是保证产品可靠性的基础。 可靠性设计是产品的一个重要的性能特征，产品质量的主要指标之一，是随产品所使用时间的延续而在不断变化的。可靠性设计的任务就是确定产品质量指标的变化规律，并在其基础上确定如何以最少的费用以保证产品应有的工作寿命和可靠度，建立最优的设计方案，实现所要求的产品可靠性水平。 可靠性问题的研究是因处理电子产品不可靠问题于第二次世界大战期间发展起来的。可靠性设计用在机械方面的研究始于20世纪60年代，首先应用于军事和航天等工业部门，随后逐渐扩展到民用工业。 可靠性设计的一个重要内容是可靠性预测，即利用所得的资料预报一个零件、部件或系统实际可能达到的可性，预报这些零部件或系统在规定的条件下和在规定时间内完成规定功能的概率。在产品设计的初期阶段，及时完成可靠性预测工作，可以了解产品各零部件之间可靠性的相互关系，找出提高产品可靠性的有效途径。 二、可靠性设计的基本原理 （1）选择设计方案时尽量不采用还不成熟的新系统和零件，尽量采用已有经验并已标准化的零部件和成熟的技术。 （2）结构简化，零件数削减。如日本横河记录仪表10年中无件数削减30%，大大提高了可靠性。 （3）考虑功能零件的可接近性，采用模块结构等以利于可维修性。 （4）设置故障监测和诊断装置，保证零件部设计裕度（安全系数/降额）。 （5）必要时采用功能并联、冗余技术。如日本的液压挖掘机等，采用双泵、双发动机的冗余设计。 （6）失效安全设计（Failure Safe），系统某一部分即使发生故障，但使其限制在一定范围内，不致影响整个系统的功能。 （7）安全寿命设计（Safe Life），保证使用中不发生破坏而充分安全的设计。例如对一些重要的安全性零件如汽车刹车，转向机构等要保证在极限条件下不能发生变形、破坏。 （8）加强连接部分的设计分析，例如选定合理的连接、止推方式。考虑防振，防冲击，对连接条件的确认。 （9）可靠性确认试验，在没有现成数据和可用的经验时，这是唯一的手段。尤其机械零部件的可靠性预测精度还很低。主要通过试验确认。 三、可靠性设计的基本方法 为了使设计时能充分地预测和预防故障，把更多的失效经验设计到产品中，因而必须邦助设计人员掌握充分的故障情报资料和设计依据。采取以下措施：