安全人机工程学（第二版）机的特性与可靠性.pptVIP

*机的特性与可靠性

5.1机械的分类及基本结构5.2?机械的危害因素及安全特性5.3机械设备的可靠性5.4实例：手持电动工具学习目标理解机械的基本结构，掌握机械伤害的危害因素和安全特点；理解机械零部件的失效形式，机械设备可靠性的计算；了解手持电动工具的设计。*5.1机械的分类及基本结构（自学）5.2机械的危害因素及安全特性（自学）*5.3.1零部件的失效与分析1.零部件磨损正常运行过程中，零部件的磨损过程可分为三个阶段。（1）阶段Ⅰ——磨合阶段（跑合）。（2）阶段Ⅱ——稳定磨损阶段。（3）阶段Ⅲ——事故磨损阶段（急剧磨损）。*5.3机械设备的可靠性2.零部件变形1)变形的原因（1）外载荷。（2）温度。（3）内应力。（4）材料结构缺陷。例如缩孔、气孔、裂纹等。2）变形的防止措施（1）设计方面。（2）加工制作方面。（3）修理方面。（4）设备使用方面。*5.3.2机械设备的可靠性机器设备的可靠性是指机器、部件、零件在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。规定条件包括使用条件、维护条件、环境条件、贮存条件和工作方式等。（1）可靠度及可靠度函数可靠度是在规定时间和条件内，机器设备或部件能完成功能的概率，是时间的函数，就概率而言，可靠度是累积分布函数，它表示在该时间内成功完成功能的机器或部件占全部工作的机器或部件的百分数。R(t)=P(Tt)T－产品故障前的工作时间；t－规定时间。R（t）=｛N－n(t)｝/N=1－n(t)/NN－在t=0时，在规定条件下进行工作的产品数；n（t）－从0到t时刻工作时间内，失效的产品总数。*（2）累积故障分布函数（不可靠度）产品在规定的条件下和规定时间内，丧失规定功能的概率，称为累积故障概率（又称不可靠度）。F(t)=P(T≤t)或n(t)/N;F(t)＋R（t)=1(3)故障分布密度函数若F（t）对时间微分，即可得函数f（t），称为故障密度函数，即

???f(t)＝dF(t)/dt＝－dR(t)/dt即单位时间故障频率。(4)故障率函数工作到某时刻尚未发生故障的产品，在该时刻后单位时间内发生故障的概率，称之为产品的故障率（λ（t））。*假设t＝0有N，t时刻时n（t）故障，N－n（t）个产品连续工作。假设在t时刻继续工作△t时刻，t到t+△t时刻，故障数有n（t＋△t）－n（t）个。在（t，t+△t）内的故障频率为△n（t）/（N－n（t））。于是产品工作到t时刻之后，每单位时间内所发生的频率即为故障率λ（t）。*R（t）与λ（t）的关系从上面推导可知，，则有，，进一步推导，*故障率与时间的关系浴盆曲线－故障率曲线偶发（随机）故障期耗损*5.4实例?：手持电动工具手持电动工具是指驱动的动力是电源（如钻孔机、螺钉旋具、磨砂机、电锯、研磨机），压缩空气（如扳钳、气压铆钉机），或燃料（如带有汽油发动机的链锯、切割机等）的工具。使用这类手动工具会产生力量冲击或震动，对操作员有一定的影响，尤其当作业姿势不当时，经常容易引起伤害事故。*5.4.1手的生理结构5.4.2手持电动工具的设计1.设计原则必须有效地实现预定功能；必须与其使用者身体成适当比例，使人力作业效率最高；必须按照作业者的力度和工作能力来设计；不应引起过度疲劳；它必须以一些形式向其使用者提供一些感官反馈；所需要的开发资本和维护成本应当是合理的。*西安建筑科技大学工程管理专业西安建筑科技大学工程管理专业西安建筑科技大学工程管理专业*机器或部件的故障率λ（t）是随使用时间的递增按不同使用阶段变化。通常可分为三个阶段。

?(1)初期故障，发生于机器试制或投产早期的试运转期间。主要原因是由于设计或生产加工中潜在的缺点所致。在使用初期暴露出来，就呈现为故障。（2）随机故障，是在机器处于正常工作状态下的偶发故障。这期间，故障率较低且稳定，称为恒定故障期。对一般机器都可规定一个允许的故障率，而把相应于这个故障率的寿命称为耐用寿命，或有效工期。（3）耗损故障，也即后期磨损故障。随着时间的增长，故障率迅速增加。这一时期的故障原因主要是由于长期磨损，机器或部件老化、疲劳、腐蚀或类似的原因所致。