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摘 要：为了有效保证各种机械设备可以一直处于稳定的运行状态，就需要重视后期的维护工作，也就是说，后期的维护工作对于设备的使用年限有着非常重要的影响。然而，功能相同的设备，如果是来自不同的批次和不同的厂家设备产生故障的概率以及后期维护的难度，也会有非常大的差距。这就波及到机械设计的合理性以及后期故障率高低和维护难度之间的关系。因此，本文将围绕机械设计和设备维护成本之间的关系为主要内容进行简单论述

关键词：机械设计；设备维护；之间的关系

前言

当前，我们国家现代化发展程度是不断提高的，人工成本也处于不断增加的状态，因此，机器化代替人工也逐渐成为一种必要的发展趋势。为了能够保证各种机械设备可以始终处于稳定运行的状态，就需要有着高质量的维护工作，维护工作又意味着需要不断的投入人工和物料方面的成本。所以说，机械设计人员在进行工作过程中，要充分实现所需要的功能，而且还应当考虑相关设备在后期维护成本的高低。

一、结构的合理会有效降低设备故障率

1、载荷较大的轴

钢丝放线架的主要功能就是为了配合闪现自主的进行钢丝的放出工作。原来的厂家对于盯紧头的设计部分都会利用分体式这种结构。这种手机一般都是将转轴和固定座之间利用轴承来进行连接输出端，利用的是螺栓和顶紧头部分进行连接。在实际的应用过程中，因为螺丝盘整体是比较重的，而且盘踞和顶紧头口间，是存在着缝隙，因此，在进行放线旋转过程中，顶紧头部粉会受到反反复复的交变应力的冲击，从而导致螺栓会出现断裂和松动的情况，严重的话会产生各种故障，引起质量事故的发生，严重影响到相关工作人员的安全。经过一系列的数据分析，利用分体式结构的顶紧头，基本上会在三个月的时间就会产生一次故障。在故障发生之后，一般还会有螺纹孔遭受到破坏，就需要再一次更换配件，或者是加大孔整体的孔径，重新进行攻丝。用这种方式进行处理的话，配件一般都需要在500块钱左右。然而，重庆公司还会浪费大概两个小时的时间，从而导致出现产能方面的浪费问题。对于这种会反复出现的故障，要进行详细的分析。因为整体的负载是非常大的，分体式结构还采用的是螺栓进行连接，是无法更好地承受住实际工况当中产生的冲击应力。所以说，对于这一类的问题，就应当进行结构方面的优化和调整，直接利用一体式结构来解决这一问题。在对一体式结构进行有效优化之后，就会保就有效保证在两年之内不会再发生同一故障。

2、有效避免轴的阶梯应力集中

由于应力集中会导致断轴的这种案例是非常常见的，也出现断轴这种情况的位置，一般都是在轴的不同直径的衔接处发生的。想要在轴上安装各种旋转体而制成多数阶梯部分，因为这种阶梯部分是存在一定的应力集中，如果说处理不当，就会非常容易造成断裂这种情况。对于没有进行有效处理的轴，连接处就会直接变成直角，想要减轻整体的集中度，就需要将阶梯部分的R增加到非常有必要的位置。这样一来，就能够在一定程度上减少阶梯部分出现断裂故障。 就比如说某一机械设备在进行放线架驱动轴直径28部分和减速机进行相连接的话，前期有可能会因为没有对应力集中进行有效处理，就会导致在一个月的时间内出现断轴的情况，而且会断轴断两根。如果每一次的应力集中的位置都会出现断裂，那么就会导致多种质量事故的发生，针对这一系列问题，经过仔细分析之后，就可以判断为细轴和其他直径衔接处没有做任何有效处理，就会导致应力是非常集中的。对于方案进行优化，需要在原有轴整体结构不发生改变的基础上来进行的应力，一般都集中在采用圆直径为五的圆弧位置进行处理，这样就能够将应力集中的程度进行最大程度的降低和缩小。在进行有效处理之后，整个轴承的使用年限也会得到一定程度的提升，从而也更好地解决了断轴这一重大隐患。下图就是一个轴承座相关零件图。

3、轴承座孔尽可能的不设置台阶

在进行机械设计过程中，依据特定的场景，经常会利用到非标准轴承座。在自行设计轴承做的过程当中，一般都会利用两个或者是多个轴承，一般来说，就只需要考虑到轴承的限位问题。比较常用的两种行为方式，分别是，第一种是利用轴承安装口内设置台阶的，这种形式详细的说，就是将轴承放到轴承座后，然后再轴承座的端面设置一个端盖，这样就能够限制轴承的自由度。第二个就是直接将轴承口安装座进行加工，变成通孔，然后再轴承座内部加入隔离圈，将其和轴承之间进行分离，最后，再轴承座的端面进行端的设计，这样也可以保证轴承是固定状态。这两种方法都是能够有效实现轴承，座轴的轴承位置是固定的，在当前这种加工精度非常高的情况下，整体的应用效果差距是非常小的。

然而，在实际的设备制造和设备后期的维护工作过程中，这两种结构的轴承座整体来看的使用效果区别是比较大的。在孔内进行台阶结构的设置，这就导致在加工过程当中，需要将其整体调转方向，然后重新进行夹后的安装，这样的话，才能够对另外一侧的轴承位进行有效加工。掉头装夹的过程当中是非常厚耗时耗力的，而且在装夹的过程当中还无法保证整个夹的同心度。所以说，在相关加工结束之后，两端的轴承位同心度就会存在误差，这样一来，就会影响到整个轴承中的同心度。轴装入两个轴承的过程当中，会出现单独安装一个轴承旋转就是比较灵活的，但如果两个轴承同时装进轴当中，就会出现卡顿的情况。在这种情况下，对于转动卖的机器来说，影响是非常小的，但是如果转动速度非常快的机构，就会因为不同心造成旋转旋转不灵活等问题，这样的话就同一个中心做的两个轴承都会受到扭力，从而导致轴承中的滚珠和轴承体产生较大的摩擦力。在长时间的运行过程中，就会导致整个轴承出现发热的问题，甚至说，会造成整个轴承完全卡死，对整个机构的故障是有一定的严重影响。

如下图所示，就是含台阶内孔的轴承座。

对于轴承座进行自主制作的话，轴承安装一般都会利用通孔这种形式来进行整体的加工难度也会得到很大程度的降低。此同时，因为两个不需要调整方向，重新装炸，所以这种“一刀成形”是非常能够保证两个轴承位的同心度是相同的，对比这两种结构，轴承座孔利用的通孔结构就是整个方案当中最佳选择。

二、合适的材料会有效的延长配件使用年限

1、软解磨损表面利用陶瓷材料

大部分设备在进行应用过程中，一部分零件会和原材料之间产生比较直接的摩擦，就比如说滑动摩擦。例如，分线板和罐线孔在进行工作过程中就会和现状原材料之间产生滑动摩擦，尽管说分线板是属于金属材料的，而现行是属于塑料。但是线材的硬度是比分线板硬度小很多，在不断积累的状况下，分线板还是会产生一定的磨损。当分线板出现磨损的情况，就是说要对其进行更换，甚至说会导致线材和磨损的卡痕卡死，导致质量事故发生影响到相关工作人员的人身安全。硬度和韧性之间始终处于一种对立状态，如果想要高标准的硬度，就需要保证其韧性比较低。反过来也是这个道理。大多数机械设备在生产过程当中降低维护成本是其中一项非常重要的工作。在经过不断的试验以及综合考量成本的为基础工作，分线板主要部分都是利用铝合金来进行加工的，再骑过线处口镶嵌99陶瓷口，这是最佳的设计方案。这个设计方案在实际应用过程当中，分线板这一配件的耐磨性得到了极大程度的提高，此孔也可以使用两年以上，几乎都不会发现有磨损的状况。就算有磨损的情况发生，也就只需要具对单个陶瓷口进行有效的更换就是可以的了。这主要是因为陶瓷坑属于标准件，单价也大概在一块钱左右，这对于相关设备的维护成本有着极大程度的降低。在经过反反复复的验证和使用，可以看出，陶瓷材料和金属材料相比，耐磨性是有着非常大的优势。不管是口感还是圈等，都会和物体产生比较小的用力摩擦，而且都是可以充分利用金属加陶瓷这个组合来进行来解决相应的磨损问题。

2、采用有效措施来降低维修难度

在进行材料挑选过程当中，要做到合理，还有就是要选择最为合适的材料组合形式，这样是能够最大程度的降低后期设备的维护难度。在进行机械设备过程中，还应当对不同种类，零件的使用寿命做出一定的取舍。就比如说梯形丝杆和螺母在设计过程中，螺母的更换难度和加工难度是比梯形丝杆低的。所以说我们应当利用黄铜来进行螺母的制作，这样就牺牲铜螺母的形式来延长丝杆的使用年限。又或者说直流电机的换向器和碳刷之间的关系，滞留电机的幻想器和转子之间是相连的，如果出现照顾账的话，整体的更换成本和维修难度都是非常高的，但是如果利用碳刷为标准件，价格就会相对比较便宜，而且在后期更换维修也是非常方便的。所以说电机设计人员应当充分利用二者有效组合的这种形式来尽可能的降低维护难度以及成本。总结来看，机械设计的舍和留主要还是体现在使用年限、性能以及制作成本等多个方面。

三、适合的设备制造成本会减少后期投入

1、挑选性价比较高的配件

各种机械设备在后期维护过程中所产生的费用是高还是低，基本上都会和设备本身制造成本之间有一定的联系。设备在进行制造过程中也就奠定了机械设备的根本“基因”，这一基因就决定了设备的使用年限的长短。从狭义的方面来说，设备在制作过程当中挑选的配件质量越好，后期的使用过程中也就鲜少出现故障。然而，大多数设备在进行制造的过程中，也考虑到成本问题，因为大多数设备公司都是需要订单，也是需要较多的经济效益。所以说决定配件质量和成本的就是性价比要在最高水准。进口的配件不一定是最好的，假如国产质量是达到标准的情况下，也要尽可能的选用我们国家国产的品牌，这样主要是为了有效降低制造成本。或者说，在应用的后期过程中，如果产任何质量问题的话，国产配件的价格以及购买难度都是比较低的，和进口品牌相比来说，也就是国产配件是比较好找的。

2、多应用标准件来降低成本投入

标准件一般指的都是在结构，尺寸以及画法等各个方面都已经达到了最高的标准化，并且是由专业的厂商来进行生产的，就比如说螺纹件和滚动轴承等各种零件。标准件的生产是具有批量性这一特点的，在这种大批量的制作背景下，往往是会更好地实现自动化生产。所以说单件的生产成本也就得到了很大程度的降低，机械设计人员在进行设计工作过程中，在各种条件都完全符合的情况下，也要尽可能的使用标准件，这样主要是为了减少非标准件的使用，对于相关设备的制造成本有一定的降低作用，同时，也可以将设备使用客户的维护成本也进行降低处理。

3、通用机床局部自动化改装技术

能够对当前机械设备进行有效整改的就是设备维护成本理念和相应技术，有效保证已有的机械设备能够将自身的优势充分激发出来，但是通用机床局部自动化改装技术，就是能够很好的实现降低设备维护成本。这种技术在使用过程中，最大的特点就是，整体的应用成本是非常低廉的，在各种成本低廉不但表现在机械设备在运行过程中的成本，而且在后期的维护工作上，也是非常的低廉，工作人员在进行后期维护工作时，整体操作是非常的简单，也比较轻松。通过将运行成本和维护成本进行有效的降低，是能够很好地将企业在生产制造过程中的成本投入。针对大部分中小型企业来说，这一部分中小型企业所拥有的各种通用机床的数量是非常多的，这一部分通用机床由于生产制造的寿命和技术之间的差距，就导致各种通用机床的运行效率和运行成本之间也是不尽相同的，然而其中大多数类型的通用机床都是含有较高生产性能的，然而，是比较缺乏相关的辅助装备，这就会致使相关设备的自动化水平比较低，而且运行成本总体偏高。针对这部分企业来说，利用通用机床局部自动化改装技术，是可以对已有通用机床进行有效的整改，保证相关机床的自动化程度得到一定程度的提高，这样一来，相应机械设计中的维护成本就会有效的缩短。尽管说，在调整之后，相应的通用机床的精确度以及稳定性会受到一定的影响，并且和先进通用机床之间的差距会逐渐明显，然而，相对来说，这种通用机床是能够很好的满足部分中小型企业的发展，尤其是，相关机械设计的后期维护成本会得到明显的降低。之所以要重视机械设计和设备维护成本之间的关系，主要还因为，设备维护成本是会影响到相关企业的发展和进步的。因此，相关机械设计人员要重视找寻新的机械设计技术。

结论

总的来说，本文围绕机械设计和设备维护成本之间的关系进行了简单的论述。随着科学技术发展水平的不断提高，社会的不断进步和发展，对于各种各样的机械设备的应用效率也逐渐加大，这是一种发展的必然趋势。所以说，有效降低设备后期的维护成本这一问题，使设备机械研发维护人员需工作中的一个重要内容，机械设计人员同时也要在工作过程当中不断探索新的技术，这样主要是为了实现以及达到降低成本投入的最终目的。再加上今年工匠精神的不断发展，有理由相信，在将来设备的竞争力就不仅仅体现在价格方面的低廉，而是体现在设备本身的品质以及设备使用整个周期当中所展现出来的高性价比。

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