現(xiàn)代機械設(shè)計方法在礦山機械設(shè)計中的應用

卜繁剛

摘 要：在現(xiàn)代煤礦的生產(chǎn)和其他礦產(chǎn)資源開發(fā)的過程中，礦山的機械設(shè)計在其中有著非常重要的作用，礦山機械設(shè)計的情況對整個礦山開發(fā)的安全有著重要的影響，二者關(guān)系非常密切，同時礦山的機械設(shè)計對礦山開采的進程和質(zhì)量也有起著重要的作用。所以，礦山機械設(shè)計水平的提高程度對我國礦山開發(fā)有著至關(guān)重要的作用。伴隨著當今社會經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，礦山機械設(shè)計方面的專家已經(jīng)具備了結(jié)合現(xiàn)有的科研成果，進行性能優(yōu)良的機械創(chuàng)造的能力。這對于我國礦山機械設(shè)計而言是十分可喜的情況。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；現(xiàn)代；礦山；應用

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A

現(xiàn)如今，整個社會對于能源的需求量是非常大的，礦產(chǎn)資源的開發(fā)已經(jīng)成為現(xiàn)今一個非常重要的行業(yè)，與此同時，各種各樣的礦難也隨之增多。造成礦難的原因多種多樣，但是其中因為礦山機械的設(shè)計導致的悲劇卻占了一大部分的原因。所以，加強礦山機械的設(shè)計，保證礦山機械的質(zhì)量，發(fā)揮更大的實用性，是我們目前應該重要考慮和研究的問題。我國目前在這方面的研究已經(jīng)取得了初步的成效。

1 現(xiàn)代礦山機械設(shè)計的內(nèi)容以及重要意義

1.1 設(shè)計的內(nèi)容

伴隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的設(shè)計方法因為無法滿足現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展需求，逐漸被社會淘汰。而現(xiàn)代設(shè)計將重心放在了智能、系統(tǒng)、穩(wěn)定、先進和包容等方面，根據(jù)市場的實際需求情況，經(jīng)由設(shè)計人員認真的推演、規(guī)劃，最終制定出來的?，F(xiàn)代設(shè)計的方法對于推動企業(yè)的技術(shù)發(fā)展作用非常明顯。

1.2 設(shè)計的重要意義

正如大家所了解的，煤礦的開采過程是非常復雜的，而且設(shè)計的環(huán)節(jié)非常的多。而在整個的過程中，機械設(shè)計由于和開采的安全性息息相關(guān)，所以更加的顯示出現(xiàn)代機械設(shè)計的重要性。礦山機械設(shè)備貫穿于整個礦山的開采過程，這就要求相關(guān)部門必須重視機械設(shè)計的研究。現(xiàn)代機械設(shè)計的方法能夠為煤礦的開采節(jié)約成本，大大的提高市場的競爭力。

如今，我國經(jīng)濟發(fā)展迅猛，科技水平不斷創(chuàng)新高，如何更好的將日新月異的技術(shù)應用到礦山機械設(shè)計中來，是今后一段時間我們要面臨的重要課題。

2 現(xiàn)代礦山機械設(shè)計的要點分析

2.1 設(shè)計理念體現(xiàn)以人為本

無論哪一種機械設(shè)計，都應該貫徹以人為本的原則，強調(diào)人的特殊作用。在這個理念中，還應該包括很多的內(nèi)容，比如礦山機械的噪音都比較大，當然這也是由于其自身的體型和功能決定的，但是噪音會給人帶來非常大的傷害，如何盡量的削減噪音，是現(xiàn)代應該重視的一項研究。有關(guān)調(diào)查顯示，人如果長期處于特別嘈雜的環(huán)境中，對整個身體機能來說影響是非常大的，一旦受到傷害，首先表現(xiàn)出來的就是嘔吐和眩暈。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，外界環(huán)境的音量如果超過了85dB，就會造成人體大腦皮層的興奮和難以自制的情況。一旦出現(xiàn)這種情況，就極易影響礦山操作者的工作狀態(tài)，造成事故的發(fā)生。所以，在礦山的設(shè)計中必須把人的因素加進來，盡可能的降低機器系統(tǒng)噪音的產(chǎn)生量，使用科學的手段降噪除噪。

特別是現(xiàn)階段，我國礦山的機械設(shè)計的自動化程度還比較低，為了體現(xiàn)人性化的設(shè)計，應該把設(shè)計要點也放在方便舒適的操作上，盡量使整個操作臺的設(shè)計更加的體現(xiàn)人性化。比如操作臺的位置問題，應該盡量針對人體眼睛的最佳角度來進行角度的設(shè)計，人眼的最佳視角是上下三十度左右，左右六十度左右，如果能夠滿足這個原則，就能更好的緩解操作者的視覺疲勞，提高操作的安全性。

2.2 做好綜合設(shè)計。

現(xiàn)代機械設(shè)計具有高效性、安全性和智能性的特點，在設(shè)計的過程中，對這些特點必須綜合進行考慮，結(jié)合人體的基本參數(shù)和生理指標進行綜合設(shè)計，綜合這些數(shù)據(jù)和指標進行實際的設(shè)計。這樣，機械設(shè)計的方案才會更加的完善，體現(xiàn)人性化的需求，滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要。

3 現(xiàn)代機械設(shè)計方法在礦山中的具體應用。

3.1 仿生學設(shè)計技術(shù)的應用。

3.1.1 關(guān)于形態(tài)的仿生學

形態(tài)仿生學設(shè)計主要來源于大自然。仿生設(shè)計的素材基本都來自于形形色色的大自然?，F(xiàn)代優(yōu)秀的設(shè)計師，必須能夠通過大自然來獲得靈感，結(jié)合生物的不同形態(tài)來進行機械系統(tǒng)的設(shè)計，通過生物的自然形態(tài)的研究來獲得更好的生產(chǎn)力源泉。這一點是不可否認的，適者生存的自然法則決定了自然界中所有的生物都有他們自己生存的獨特能力?，F(xiàn)如今，形態(tài)的仿生設(shè)計的理念已經(jīng)更加的被重視，通過系統(tǒng)化的分析，進行有關(guān)數(shù)據(jù)的提取，這為更多的設(shè)計者更好的完成生態(tài)外形的改造提供了很大的幫助，使它們更好的額被應用到礦山的機械設(shè)計制造當中。

3.1.2 關(guān)于功能的仿生設(shè)計。

該理念主要是通過整個大自然中的生物本身特有的構(gòu)造和能力進行分析，獲取數(shù)據(jù)，再結(jié)合礦山機械的設(shè)計需求進行功能的融合。功能仿生設(shè)計的源泉是自然界的生物本身，它們特有的功能給了設(shè)計者們一定的借鑒和模仿的空間，被最大限度的應用到了當今的礦山機械設(shè)計的需求之中。如果這些自然功能和實際功能可以完美的結(jié)合，對現(xiàn)代機械設(shè)計的功能新時期的到來時功不可沒的。這對于整個礦山機械的設(shè)計來說，其優(yōu)勢是不可估量的，這也是礦山機械設(shè)計今后主要的發(fā)展方向。

3.2 綠色設(shè)計理念的應用

3.2.1 有關(guān)設(shè)計方法的探析

礦山機械在運行的過程中，產(chǎn)生的有害物質(zhì)是比較多的，這對自然環(huán)境構(gòu)成了很大的威脅，比如礦山機械的動力系統(tǒng)一般都是靠柴油機帶動的，柴油機在工作的過程中噪聲比較大，排放的顆粒物也比較多，特別是那種大缸徑的柴油機，對環(huán)境的影響特別的嚴重。因此，為了環(huán)保技術(shù)的設(shè)計，在礦山機械設(shè)計中必須加強綠色設(shè)計。

從整體的角度出發(fā)，綠色設(shè)計是整個設(shè)計系統(tǒng)的核心，在礦山設(shè)計中就是突出結(jié)構(gòu)的設(shè)計，比如可拆卸的設(shè)計，材料的選擇，環(huán)境的設(shè)計，包裝的設(shè)計創(chuàng)新等等。這其中最重要的方面就是對環(huán)境的綜合評價，這個方面將會貫穿于整個的過程之中，主要用在企業(yè)礦山機械設(shè)備的開發(fā)和設(shè)計、制作的過程中。

評價指標體系建立的情況，可以考慮生態(tài)平衡和廢棄的處理等等。其中對于美觀度的要求、舒適度的要求、廢棄物的回收都是要考慮的，必須貫穿于整個世紀、制造和使用的過程之中，也要體現(xiàn)在回收的環(huán)節(jié)中。原因就是在礦山機械的設(shè)計中，每個階段的工作都是交叉在一起進行著的，這就要求建立一個完善的環(huán)境以有利于內(nèi)部的交叉使用。一方面，有利于信息的篩選、傳送，另一方面有利于反復的使用。

3.2.2 有關(guān)綠色設(shè)計的技術(shù)分析

在綠色設(shè)計中，首要的就是數(shù)據(jù)管理的技術(shù)，然后是針對建模和仿真技術(shù)，第三就是評價的技術(shù)。數(shù)據(jù)的管理，是在礦山機械的綠色設(shè)計中一個至關(guān)重要的技術(shù)，在礦山機械設(shè)計的生命周期中，每個環(huán)節(jié)都有對它的需要，并且需求量是很大的，涵蓋了綠色資源和工程的規(guī)范技術(shù)等進行管理的技術(shù)，可以按照事先的眼球?qū)⑾嚓P(guān)的數(shù)據(jù)信息傳遞給指定位置的工作人員。

3.3 優(yōu)化設(shè)計的應用

目前，優(yōu)化設(shè)計在礦山機械設(shè)計中運用已經(jīng)相當廣泛了。優(yōu)化設(shè)計主要是指將設(shè)計中遇到的問題向數(shù)學模型進行轉(zhuǎn)化，充分利用現(xiàn)代計算機技術(shù)，經(jīng)過準確的計算，得到最佳的可行性方案。優(yōu)化設(shè)計不僅僅推動了計算機輔助功能的進程，也大大提高了產(chǎn)品性能。

3.4 可靠性設(shè)計的應用

對設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量評定的一個重要方面就是機械在一定的時間和條件下，能夠完成的工作強度的能力。為了使設(shè)備的性能達到最佳，必須按照機械的性能、材料等進行大量的試驗，進行細致的分析，獲得具體有效的數(shù)據(jù)，結(jié)合機械的強度、尺寸、材料進行設(shè)計，延長設(shè)備的使用壽命，提高機械的可靠性。

3.5 穩(wěn)健性設(shè)計的應用

結(jié)合系統(tǒng)的非線性因素，將多方面的可控因素進行優(yōu)化，同時優(yōu)化產(chǎn)品的性能，進而提高機械的穩(wěn)定性。礦山機械的工作環(huán)境相對惡劣，這就要求通過穩(wěn)健的設(shè)計技術(shù)，保證機器能夠在惡劣的環(huán)境中保持穩(wěn)定、長久的工作狀態(tài)。

3.6 智能設(shè)計的應用

經(jīng)過長期的科學技術(shù)的發(fā)展，智能機器的出現(xiàn)已經(jīng)是一種形勢了。所以，在礦山機械的設(shè)計中盡量采用智能系統(tǒng)設(shè)計，是勢在必行的。通過集成傳感器、控制器和執(zhí)行器，可以保證機械適應環(huán)境能力的提高，還能有效的降低能耗，提高性能。

結(jié)語

現(xiàn)代礦山機械設(shè)計的方法還是比較多的，礦山機械設(shè)計在礦山的開采過程中作用還是非常明顯的，設(shè)計者如果能夠保持與時俱進，更好的進行現(xiàn)有科學資源的運用，那么使礦山機械真正的體現(xiàn)智能化、人性化、精密化的特質(zhì)，就指日可待了。設(shè)計人員要不斷的創(chuàng)立新觀念、學習新理論，不斷的提高自身的社會責任感，為設(shè)計出更具有國際競爭力和影響力、更加有效的礦山機械產(chǎn)品而努力。

參考文獻

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