新時(shí)期煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)及制造研究

摘要：文章首先分析了新時(shí)期煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展趨勢，然后介紹了煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)思路。最后針對我國煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)與制造方面存在的問題提出了確保機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的建議。

關(guān)鍵詞：煤礦；機(jī)械設(shè)計(jì)；制造；發(fā)展；環(huán)保

在我國的煤礦行業(yè)，煤礦機(jī)械主要用于礦物的開采與挖掘工作中，是決定其采煤效率的重要因素。煤礦機(jī)械的體積比較大，在實(shí)際工作過程中所消耗的能量也非常高，還會(huì)帶來環(huán)境污染，此外，其工作過程會(huì)與水、地面、空氣等緊密聯(lián)系。再有，煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的難度也比較大，因此為了適應(yīng)不斷進(jìn)步的采煤技術(shù)，我們需要抓緊煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的研究工作。

1.新時(shí)期煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展趨勢

1.1. 一體化發(fā)展

一體化是工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化發(fā)展后的延伸，其可以為煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造提供可持續(xù)發(fā)展空間。

1.2. 智能化發(fā)展

智能化發(fā)展是所有工業(yè)設(shè)備的最終發(fā)展方向，在時(shí)代的快速發(fā)展下，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模正在不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化能力已經(jīng)不能滿足社會(huì)對工業(yè)產(chǎn)品的需求，只有實(shí)現(xiàn)智能化，讓生產(chǎn)設(shè)備具備一定的自動(dòng)判斷、分析以及決策能力，產(chǎn)品質(zhì)量才能獲得不斷提升。

1.3. 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)信息化已經(jīng)是整個(gè)時(shí)代的發(fā)展目標(biāo)，對煤礦機(jī)械的生產(chǎn)與制造來說也是如此，網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)對于提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量有著明顯效果，并且其還可以為產(chǎn)品提供良好的推廣與應(yīng)用平臺，讓機(jī)械產(chǎn)品發(fā)揮更大的效用。

1.4. 模塊化發(fā)展

煤礦機(jī)械的種類非常多，并且不同的制造廠家所生產(chǎn)出來機(jī)械的質(zhì)量也存在一定差異，因此造成有些構(gòu)件之間無法完全銜接等問題。在這種問題的驅(qū)動(dòng)下，煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造逐漸朝向模塊化發(fā)展，對相關(guān)的構(gòu)件單元進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)相連構(gòu)件的系統(tǒng)化以及標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

1.5. 綠色化發(fā)展

在環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重的情況下，環(huán)保已經(jīng)成為整個(gè)社會(huì)的關(guān)注重點(diǎn)，因此在煤礦企業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過程中，綠色化也是一種必然的發(fā)展趨勢，綠色產(chǎn)品這一概念也獲得了越來越多的關(guān)注。綠色產(chǎn)品是在保護(hù)環(huán)境以及人類身體健康的角度來設(shè)計(jì)并制造煤礦機(jī)械，這樣設(shè)計(jì)理念下得到的產(chǎn)品不僅可以有效減小給環(huán)境造成的污染，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能以及提高資源利用率的目標(biāo)，走可持續(xù)發(fā)展道路。

2.煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)思路

我國目前的煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)主要有以下幾種思路：系統(tǒng)化設(shè)計(jì)、智能化設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)模塊化。

2.1.系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思路

此種設(shè)計(jì)類型將整個(gè)系統(tǒng)分為若干要素，在注重要素獨(dú)立性的同時(shí)也緊緊抓住它們之間的內(nèi)在聯(lián)系以及層次性，然后再將設(shè)計(jì)要素結(jié)合起來完成系統(tǒng)任務(wù)。

2.2.智能化設(shè)計(jì)思路

煤礦機(jī)械的智能化設(shè)計(jì)思路是借助虛擬技術(shù)和智能設(shè)計(jì)軟件的幫助來表達(dá)對機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)構(gòu)思，測試其可行性。

2.3.結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)思路

煤礦機(jī)械的結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)思路指的是以產(chǎn)品功能為基礎(chǔ)，對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，這樣產(chǎn)品就會(huì)被分為具有以功能為區(qū)分的不同模塊，然后通過優(yōu)化組合將模塊中的基本構(gòu)件組建程一個(gè)整體。模塊化的理想化情況是所有的基本構(gòu)件都具體有一定的集成性與通用性，可以彼此配合與連接。

3.我國目前的煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過程中存在的問題

據(jù)調(diào)查，我國煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造過程存在一定問題，除了設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)不合理所造成的問題以外，還有質(zhì)量管理不善以及生產(chǎn)不夠規(guī)范等方面的問題。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1.煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力比較低

我國目前的煤礦機(jī)械生產(chǎn)與加工企業(yè)很多還沒有建立自己的技術(shù)研發(fā)中心，主要依靠與科研院校的合作來進(jìn)行煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)開發(fā)工作，但是這在無形中發(fā)給企業(yè)的運(yùn)營增加了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。此外，由于在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中的參與度不夠，使得企業(yè)的自主開發(fā)能力與創(chuàng)新能力的提升均受到限制，對市場需求變化的反應(yīng)不夠靈敏，開發(fā)周期也會(huì)延長。

3.2.機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較落后

我國現(xiàn)金使用的煤礦機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與國家標(biāo)準(zhǔn)相比非常落后，有些設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或者規(guī)范已經(jīng)很多年沒有進(jìn)行更新與修訂。這樣的情況讓我國的煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)工作在不斷地進(jìn)步過程中失去了相關(guān)的設(shè)計(jì)依據(jù)，因此只能靠企業(yè)自己慢慢摸索，致使煤礦機(jī)械開發(fā)技術(shù)的整體發(fā)展速度受到影響。

4.提高新時(shí)期煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量的建議

4.1.嚴(yán)格遵守煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)的流程

煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括設(shè)計(jì)建模、選擇合適的機(jī)械材料、分析機(jī)械產(chǎn)品的可拆卸需求并依此為基礎(chǔ)進(jìn)行機(jī)械的可拆卸設(shè)計(jì)；機(jī)械產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì)；以材料的消耗為基礎(chǔ)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的成本分析；機(jī)械產(chǎn)品的相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以及需要用到相關(guān)規(guī)范的整理；機(jī)械產(chǎn)品的使用說明書設(shè)計(jì)以及安全保護(hù)設(shè)計(jì)。因此在進(jìn)行煤礦機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要嚴(yán)格遵守以上流程以及相關(guān)規(guī)范，確保機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。

4.2. 加強(qiáng)對煤礦機(jī)械制造過程的監(jiān)督與控制作用

對于煤礦機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工企業(yè)來說，加強(qiáng)對產(chǎn)品的監(jiān)督與控制作用是確保機(jī)械質(zhì)量的有效措施。此外，對生產(chǎn)與加工過程進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化管理可以將產(chǎn)品不同部件的加工以及不同加工中心的生產(chǎn)情況集合起來進(jìn)行總體監(jiān)控，為生產(chǎn)與加工企業(yè)的優(yōu)化決策提供信息。在全面的監(jiān)督與控制作用下，煤礦機(jī)械破產(chǎn)品的質(zhì)量更有保證，同時(shí)也提高了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，讓煤礦機(jī)械產(chǎn)品不同部件間的關(guān)系更加協(xié)調(diào)。

4.3. 規(guī)范煤礦機(jī)械制造的生產(chǎn)工藝

煤礦機(jī)械的生產(chǎn)工藝主要包括材料的成形過程、機(jī)械加工過程、熱處理工藝過程以及裝配工藝過程。為了最大程度地提高煤礦機(jī)械產(chǎn)品的制造質(zhì)量，在設(shè)計(jì)已經(jīng)投入生產(chǎn)的時(shí)候，需要檢查生產(chǎn)工藝會(huì)用到的生產(chǎn)材料、切削用具、以及制造設(shè)備，并保證生產(chǎn)工序的正確性。此外，控制好生產(chǎn)工藝的參數(shù)，比如工藝溫度、生產(chǎn)時(shí)間等也是實(shí)現(xiàn)規(guī)范生產(chǎn)的有效措施。因此，在對原材料進(jìn)行鍛造、澆筑、焊接的過程中，要控制好相關(guān)的工藝參數(shù)，確保機(jī)械部件的形狀、表面質(zhì)量以及尺寸精度都符合要求。

4.4. 將PDM技術(shù)合理地應(yīng)用到煤礦機(jī)械制造的質(zhì)量控制過程中

PDM指的是Product Data Management，是一門用來管理產(chǎn)品零件信息、CAD文件、配置、權(quán)限信息、文檔、結(jié)構(gòu)等信息的技術(shù)。將其應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域中不僅可以有效縮短產(chǎn)品生產(chǎn)所用時(shí)間，同時(shí)還能提高生產(chǎn)的及時(shí)與準(zhǔn)確性，讓煤礦機(jī)械產(chǎn)生的生產(chǎn)與加工企業(yè)在實(shí)現(xiàn)資源共享的基礎(chǔ)上提高企業(yè)現(xiàn)有資源的利用率。

4.5. 加強(qiáng)企業(yè)的自主研究力度，提升機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力

我國目前的很多煤礦機(jī)械生產(chǎn)與加工企業(yè)并沒有建立自己的技術(shù)開發(fā)中心，煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)工作主要依靠與該專業(yè)科研院校合作的模式來開展。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，由于合作時(shí)間已經(jīng)其它現(xiàn)實(shí)因素的制約，企業(yè)在整個(gè)過程中的參與度并不高，因而自身的創(chuàng)新能力受到限制。這樣的情況持續(xù)下去，只會(huì)讓企業(yè)越來越依賴與科研院校的合作。而這樣的煤礦機(jī)械開發(fā)模式無法讓機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量得到完全保障，原因就是科研院校的研究人員并沒有真正的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)工作中只能依據(jù)設(shè)計(jì)要求，而無法考慮到實(shí)際生產(chǎn)工藝對機(jī)械設(shè)計(jì)所帶來的限制。因此，要想確保煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量，機(jī)械的加工與制造企業(yè)需要加強(qiáng)自主研究力度。如果這在一點(diǎn)上確實(shí)存在困難，可以首先加大合作參與度，讓企業(yè)的設(shè)計(jì)開發(fā)人員全程參與設(shè)計(jì)過程。對于具備一定技術(shù)開發(fā)能力和雄厚資金的機(jī)械制造企業(yè)來說，可以著力建設(shè)自己的設(shè)計(jì)開發(fā)中心并積極培養(yǎng)以及引進(jìn)人才，通過人才效應(yīng)來提高機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)束語：

綜上所述，在經(jīng)濟(jì)與社會(huì)快速發(fā)展的背景下，煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造正在發(fā)生巨大變化，具體呈現(xiàn)一體化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化以及綠色化的發(fā)展趨勢。針對我國煤礦機(jī)械生產(chǎn)與加工企業(yè)中存在的煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力比較低以及機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較落后等問題，我們可以從嚴(yán)格遵守煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)的流程、加強(qiáng)對煤礦機(jī)械制造過程的監(jiān)督與控制作用、規(guī)范煤礦機(jī)械制造的生產(chǎn)工藝、將PDM技術(shù)合理地應(yīng)用到煤礦機(jī)械制造的質(zhì)量控制過程中以及加強(qiáng)企業(yè)的自主研究力度來提升機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力等措施來確保煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量。

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作者簡介：董國飛（1985.09--），性別：男，籍貫：山西大同，工作單位：大同煤礦集團(tuán)機(jī)電裝備制造有限公司，學(xué)歷：碩士，職稱：助理工程師，研究方向：機(jī)械制造 .