礦山機械制造與自動化設計中的節(jié)能設計理念研究

李 晶

（山西應用科技學院，山西 太原 030062）

機械制造業(yè)的快速發(fā)展，為我國工業(yè)的發(fā)展奠定了重要的基礎。隨著電子信息、計算機、人工智能等技術的深入研究和發(fā)展，自動化技術水平的得到不斷的提升，而結(jié)合當前嚴峻的能源緊缺問題，在自動化設計中融入節(jié)能設計理念并將走應用于礦山機械制造之中，是礦山機械制造自動化設計的重要發(fā)展趨勢，也是我國礦山機械制造行業(yè)和社會經(jīng)濟建設實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要的推動力量。

1 礦山機械制造業(yè)與自動化中節(jié)能設計理念簡析

機械制造行業(yè)對我國工業(yè)的發(fā)展建設具有非常重要的作用，它既是工業(yè)發(fā)展過程中的重要組成部分，也是促進工藝發(fā)展的重要推動力量。隨著電子計算機等先進科學技術的不斷發(fā)展，其在礦山機械制作行業(yè)中的有效應用，兩者的完美結(jié)合對礦山機械制造行業(yè)的飛速發(fā)展起到了重要的推動作用，無論是生產(chǎn)效率，還是生產(chǎn)質(zhì)量，都得到了大幅度提升。盡管當前我國的礦山機械制造行業(yè)的發(fā)展已取得了一定的成果，但由于我國的礦山機械制造行業(yè)起步較晚，因此在其發(fā)展過程中仍存在許多問題，特別技術水平與發(fā)達國家相比，仍較為落后。近年來環(huán)保節(jié)能理念的興起，對傳統(tǒng)的礦山機械制造行業(yè)的發(fā)展理念造成了嚴重的沖擊。因此為了有效解決發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾，在礦山機械制造與自動化設計中應用節(jié)能設計理念，是推動礦山機械制造行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要措施[1]。

2 礦山機械制造與自動化設計中節(jié)能設計理念所具有的優(yōu)勢

在礦山機械制造與自動化設計中應用節(jié)能設計理念，能夠?qū)χ圃爝^程中使用的資源進行循環(huán)利用，從而有效節(jié)約資源，緩解我國社會經(jīng)濟發(fā)展建設與資源過度消耗之間的矛盾。特別是節(jié)能設計理念的應用，充分考慮了產(chǎn)品回收問題，這是傳統(tǒng)礦山機械制造設計理念中的薄弱環(huán)節(jié)。通過有效的回收設計，能夠?qū)勖狡诘漠a(chǎn)品進行有效利用，既能夠有效的利用資源，又能夠減少廢棄產(chǎn)品對生態(tài)環(huán)境造成的污染。應用綠色節(jié)能設計理念，還能夠有效的減少環(huán)境污染，對我國生態(tài)環(huán)境的發(fā)展建設具有積極的作用，對我國建設環(huán)境友好型社會和可持續(xù)發(fā)展型社會具有積極的意義。

3 在礦山機械制造與自動化設計中應用節(jié)能設計理念

3.1 現(xiàn)代設計方法在礦山機械設計中應用的必要性

現(xiàn)代社會經(jīng)濟條件下社會經(jīng)濟活動范圍的擴展以及礦山開采領域技術水平的進步，使更多種類、更多埋藏形式的礦產(chǎn)資源得到了開發(fā)；同時在可持續(xù)發(fā)展觀念的影響下礦山企業(yè)的生產(chǎn)活動也更多的向生態(tài)、環(huán)保、可持續(xù)的角度發(fā)展。 現(xiàn)代礦山開采活動的這些實際情況都推動著礦山開采機械的發(fā)展進步：為了讓礦山企業(yè)的運行發(fā)展更加適應現(xiàn)代社會經(jīng)濟模式的變革形勢。礦山機械的設計活動必須打破傳統(tǒng)設計方法和理念的桎梏，結(jié)合礦山開采企業(yè)生存和發(fā)展的需求實際，積極引進現(xiàn)代機械設計的先進方法和理念，讓礦山機械的技術特點能夠更多的滿足礦藏、開采企業(yè)主體和社會經(jīng)濟發(fā)展模式的要求[1]。

3.2 實現(xiàn)機械發(fā)動機低公害

在礦山機械制造中，發(fā)動機是最大的部件，也是最重要的組成部分之一。發(fā)動機的質(zhì)量優(yōu)劣，會對工程環(huán)境質(zhì)量造成直接的影響，通過在礦山機械制造與自動化設計中應用節(jié)能設計理念，對發(fā)動機進行有效的改進和設計，從而有效降低噪音，減少對能源的消耗和浪費，實現(xiàn)耗油少、排放低、噪音小等新功能，在大幅度提高發(fā)動機工作效率的同時，也能夠有效的解決環(huán)境污染問題，實現(xiàn)兩者的和諧統(tǒng)一發(fā)展[2]。

3.3 液壓系統(tǒng)和防滲漏系統(tǒng)的設計

液壓系統(tǒng)是保證礦山機械能夠正常運行的重要裝置，在礦山機械制造設計中，也是設計的重點之一。在進行液壓系統(tǒng)設計的過程中，就用節(jié)能理念，必須要在選反映液壓元件和除液油時進行重點關注，從而有效減少對元件的磨損以及故障發(fā)生的幾率。在進行節(jié)能設計的過程中，要充分考慮微塵、雜質(zhì)等問題，有效減少微塵和雜質(zhì)，從而延長液壓元件的使用壽命，減少液壓油的更換次數(shù)，進而達到節(jié)約資源，減少污染的目的。

對防滲漏系統(tǒng)的設計，與是進行節(jié)能設計理念應用過程中需要重點考慮的問題之一。滲漏問題不僅會影響液壓系統(tǒng)的正常運行以及相關元件的使用壽命，同時還會造成大量的資源浪費和嚴重的環(huán)境污染。因此通過有效的防滲漏設計，減少滲漏問題的發(fā)生，可以有效節(jié)省液壓油，同時還能夠減少對周邊環(huán)境的污染。

4 應用節(jié)能設計理念對加工工藝進行科學合理的設計

在傳統(tǒng)的礦山機械設計過程中，一種加工工藝只能用來加工同一種零部件，而不同的加工工藝，對能源的消耗量各不相同，而且存在著極大的差異。因此，對加工工藝進行科學合理的設計是必要的。

4.1 對加工方式進行合理的設計

根本不同的制造對象，礦山機械制造有很多種加工方式，同時很多不同的加工方式，有時也可以對同一個零部件進行加工。例如冷、熱、溫鍛壓，這三種不同的加工方式，就可以對同一個零部件進行加工。

因此在運用節(jié)能設計理念對加工方式進行科學合理的設計時，必須要對每種加工方式的能源消耗情況進行詳細的分析，從而選擇出耗能最少的加工方法。以冷鍛壓、熱鍛壓和溫鍛壓三種加工方式為例，熱鍛壓在三種加工方式中，對能量利用的效率較低，所以在礦山機械制造過程中，對這種加工方式應用較少。而冷鍛壓加工方式在應用過程中對能源的消耗較低，但對環(huán)境造成的污染問題較為嚴重，所以綜合分析后得出結(jié)論，溫鍛壓加工方式最為適合。

4.2 對工藝參數(shù)進行合理的設計

在礦山機械制造加工過程中，工藝參數(shù)也是影響能耗問題的重要因素。因此在礦山機械制造與自動化設計中，應用節(jié)能設計理念時，必須要對工藝參數(shù)進行科學合理的設計，從而有效達到節(jié)能效果。例如，在設置加工余量參數(shù)時，結(jié)合實際情況適當?shù)臏p小加工余量，不僅能夠有效的節(jié)約能源，還能夠節(jié)省成本的投入，對推動礦山機械制造業(yè)的發(fā)展，具有非常重要的作用[3]。

4.3 對冷卻工藝進行合理的設計

冷卻工藝也是礦山機械制造過程中的常用工藝之一，在礦山機械制造過程中，常常會用到冷卻液，因此為了有效節(jié)約能源，減少不必要的浪費，必須要運用節(jié)能設計理念對冷卻工藝進行科學合理的設計，例如在選擇冷卻液時，必須要盡可能的避免使用冷卻油。此外，還要對不同的冷卻方式進行深入的研究，從而對冷卻方式進行有效的創(chuàng)新和改進，提高冷卻效率，同時還能夠?qū)鋮s過程中產(chǎn)生的熱量，進行有效的利用，達到節(jié)約能源的作用。

4.4 對安排工序進行合理的設計

在礦山機械制造過程中，加工一個零部件，往往需要運用多種工序才能夠完成零部件的加工制造工作。各個工序之間會有一個等待時間，根據(jù)工序的不同，其等待時間的長短也各不相同。因此在加工過程中，往往會受到工序等待時間的影響，導致加工效率較為緩慢。所以在運用節(jié)能設計理念的過程中，必須要對加工工序問題進行充分的考慮，通過科學合理的安排工序，進行統(tǒng)籌和規(guī)劃，從而有效減少等待時間，提高加工效率。

5 應用節(jié)能設計理念解決礦山機械包裝問題

在礦山機械制造與自動化設計中運用節(jié)能設計理念，人們的第一印象往往是在加工環(huán)境應用節(jié)能設計理念，而忽視了產(chǎn)品包裝和運輸環(huán)節(jié)對能源的大量消耗。

隨著加工工藝越來越復雜，對產(chǎn)品的包裝和運輸?shù)囊笠苍絹碓礁?，而為了保證產(chǎn)品包裝和運輸質(zhì)量，往往會消耗大量的資源。因此在包裝和運輸環(huán)節(jié)應用節(jié)能設計理念，能夠有效的節(jié)約資源，減少浪費和污染。例如，采用新型的蜂窩紙板代替塑料包裝和傳統(tǒng)的木材包裝，既能夠減少對木材的消耗，還能夠解決塑料包裝難以回收，會污染環(huán)境的問題，有效實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保功能，對推動礦山機械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及建設環(huán)境友好型和可持續(xù)發(fā)展型社會，都具有積極的意義。

6 結(jié)語

隨著科學技術水平的不斷提升，在現(xiàn)代化礦山機械制造與自動化設計中應用節(jié)能設計理念，對推動我國機械制造業(yè)的長久發(fā)展和進步，提高礦山機械制造水平，節(jié)能減排，保護生態(tài)環(huán)境都具有積極的作用。同時，節(jié)能設計理念在礦山機械制造與自動化設計中的應用，也促進了我國現(xiàn)代化工業(yè)的進一步發(fā)展，對我國社會經(jīng)濟建設具有非常重要的意義。