煤礦機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

吳英華

摘要：煤礦產(chǎn)業(yè)是我國對自然資源煤礦進(jìn)行開采，從而用于各行各業(yè)的生產(chǎn)，滿足人們的需求的一種產(chǎn)業(yè)。近年來，中國的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，很多行業(yè)的發(fā)展依賴于煤礦業(yè)，煤礦業(yè)在中國的經(jīng)濟(jì)中所占的位置不可撼動(dòng)。煤礦產(chǎn)業(yè)中，機(jī)械起到?jīng)Q定作用，機(jī)械質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行。隨著社會(huì)制造業(yè)，信息產(chǎn)業(yè)和材料業(yè)的不斷發(fā)展，煤礦生產(chǎn)中，對煤礦機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要求更嚴(yán)格。要提高煤礦機(jī)械設(shè)備的性能和質(zhì)量，必須做到：對機(jī)械設(shè)備的保護(hù)和維修；對煤礦機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，不斷創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法。煤礦技術(shù)中機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，已經(jīng)受到煤礦產(chǎn)業(yè)的重視，是煤礦產(chǎn)業(yè)中必須解決的問題。

關(guān)鍵詞：煤礦技術(shù)；機(jī)械裝備；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1 煤礦技術(shù)中機(jī)械裝備的重要性

煤礦是我國很重要的自然資源，社會(huì)上各行各業(yè)的發(fā)展離不開煤礦，煤礦在我國消費(fèi)市場中占有很大比重。在煤礦產(chǎn)業(yè)中，煤礦的生產(chǎn)主要靠機(jī)械裝備，機(jī)械裝備的好壞直接關(guān)系到煤礦的質(zhì)量，關(guān)系到煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，每年所需的煤礦總量不斷增加，若煤礦機(jī)械設(shè)備比較落后，則關(guān)系到煤礦的產(chǎn)量和質(zhì)量等，嚴(yán)重阻礙我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展。煤礦生產(chǎn)的環(huán)境很惡劣，對機(jī)械設(shè)備的要求比較高。由于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要以及各行各業(yè)的發(fā)展，對煤礦的需求量與日俱增，我國大型的煤礦開采基地不斷增加。同時(shí)，由于煤礦機(jī)械設(shè)備的問題，不斷有煤礦事故發(fā)生，造成的人員傷亡逐年增加，礦難所造成的經(jīng)濟(jì)損失不可估量。因此，煤礦機(jī)械設(shè)備問題，值得煤礦生產(chǎn)企業(yè)反思，要從每次礦難中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，對煤礦技術(shù)中機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)采取一些措施，只有這樣，才能保證煤礦產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，才能保證人們的生命安全。

2 煤礦機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段與國外的大多發(fā)達(dá)國家相比，我國在煤礦機(jī)械裝備的制造以及管理上還存在很大的差距。國外的發(fā)達(dá)國家對煤礦機(jī)械裝備進(jìn)行管理時(shí)通常都是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行管理，其生產(chǎn)的模式以及管理的體制也都發(fā)展的較為成熟了，而在我國對于煤礦機(jī)械裝備的管理工作仍然處于一個(gè)經(jīng)驗(yàn)管理的階段。同樣的在對煤礦機(jī)械裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，國外的發(fā)達(dá)國家都是采用CAD 和 CAM 等計(jì)算機(jī)技術(shù)對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而在我國卻很少有企業(yè)采用這種計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，在對煤礦機(jī)械裝備的制造環(huán)節(jié)上，國外的發(fā)達(dá)國家基本上都是應(yīng)用微細(xì)加工技術(shù)以及超精密加工技術(shù)，超精密加工技術(shù)的精度能夠達(dá)到 1 nm，而微細(xì)加工技術(shù)的精度也能夠達(dá)到 1nm，甚至是達(dá)到 1 μm，這類精密的程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的領(lǐng)先于我國。最后就是在自動(dòng)化技術(shù)方面，國外的發(fā)到國家大都采用制造智能化和集成化以及柔性的自動(dòng)化等技術(shù)，常見的如數(shù)控機(jī)床、集成制造系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)以及加工中心等自動(dòng)化技術(shù)，而在我國柔性的制造系統(tǒng)卻還是很不常見的，我國的自動(dòng)化技術(shù)還處在單機(jī)自動(dòng)化以及剛性自動(dòng)化階段。

3 煤礦產(chǎn)業(yè)中對機(jī)械設(shè)備的要求

隨著我國對煤礦的需求量不斷劇增，很多大型煤礦開采基地不斷增多。為了保證煤礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行和保證煤礦開采人員的生命安全，因此對煤礦機(jī)械設(shè)備要求高。在質(zhì)量方面，機(jī)械設(shè)備要可靠，不能采購劣質(zhì)的設(shè)備，不使用舊式，落后的機(jī)器，應(yīng)使用新型的質(zhì)量好的設(shè)備，才能使煤礦生產(chǎn)高效，才能避免礦難發(fā)生。在壽命方面，使用的機(jī)械設(shè)備壽命要長，要定時(shí)保養(yǎng)和維修，若機(jī)械壽命短，要經(jīng)常換，會(huì)影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行，也會(huì)增加成本的投資。在操作控制方面，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作和監(jiān)控，集約化生產(chǎn)，使煤礦高效，有質(zhì)量的生產(chǎn)。

4煤礦技術(shù)中機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.1 煤礦技術(shù)中機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)化模塊設(shè)計(jì)指將一個(gè)產(chǎn)品分成一個(gè)或幾個(gè)模塊，將這幾個(gè)模塊進(jìn)行組合，從而形成不同的產(chǎn)品，這些模塊既是零件的同時(shí)，又是系統(tǒng)。模塊之間應(yīng)進(jìn)行聯(lián)接和配合，具有互換性和相容性。

4.2 煤礦技術(shù)中機(jī)械結(jié)構(gòu)智能化設(shè)計(jì)

智能化設(shè)計(jì)是指利用各種智能軟件，虛擬設(shè)計(jì)，互聯(lián)網(wǎng)，多媒體等進(jìn)行設(shè)計(jì)，體現(xiàn)出機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)和構(gòu)想。

4.3 煤礦技術(shù)中機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)

系統(tǒng)化設(shè)計(jì)指將多個(gè)設(shè)計(jì)組合成一個(gè)系統(tǒng)，將所有的設(shè)計(jì)聯(lián)合在一起后，可達(dá)到完成的目標(biāo)，并且各個(gè)設(shè)計(jì)之間不存在干擾，但是又相互聯(lián)系，相互配合。

5 煤礦技術(shù)中機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用

5.1 可靠和穩(wěn)健的機(jī)械設(shè)計(jì)

煤礦開采環(huán)境惡劣，可靠穩(wěn)健的機(jī)械設(shè)計(jì)可保證煤礦煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行和生命安全。可靠性是指設(shè)備在規(guī)定條件下內(nèi)完成設(shè)定目標(biāo)的能力，可靠性成為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)?？煽康臋C(jī)械設(shè)計(jì)，所用的設(shè)計(jì)變量是經(jīng)過多次測試并進(jìn)過檢驗(yàn)后得到的統(tǒng)計(jì)量。進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，可以提高煤礦機(jī)械的性能和可靠性。對一些隨機(jī)變量，模糊變量，如載荷、幾何尺度等進(jìn)行測試和統(tǒng)計(jì)分析，給出具體的參數(shù)，保證機(jī)械的可靠度，提高設(shè)備的壽命，保證煤礦安全生產(chǎn)。穩(wěn)健設(shè)計(jì)指利用系統(tǒng)的非線性，在可控因素下，機(jī)械設(shè)備對環(huán)境變化，機(jī)器老化等問題出于最不敏感狀態(tài)，使機(jī)械很穩(wěn)定。

5.2 機(jī)械設(shè)備的造型設(shè)計(jì)

造型設(shè)計(jì)是指用特定的物質(zhì)材料，依據(jù)機(jī)械的功能而在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、色彩、外表加工等方面進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。煤礦機(jī)械設(shè)備不僅要考慮其使用功能，還要考慮其外觀，使其同時(shí)具有實(shí)用性和美觀性。煤礦開采環(huán)境惡劣，對機(jī)械設(shè)備的技術(shù)性能要求高，同時(shí)其設(shè)備的外觀和舒適性也重要。在對煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，除了要滿足其性能要求，還要在外觀上，色彩上采用柔和、溫馨、親情，具有以人為本的造型設(shè)計(jì)，使工人在工作時(shí)保持心情愉悅，提高工作效率和安全性，保證煤礦生產(chǎn)的效益。

5.3 機(jī)械設(shè)備的摩擦學(xué)設(shè)計(jì)

由于煤礦量的需求不斷增加，在煤礦生產(chǎn)中，有些煤礦企業(yè)沒日沒夜的工作，由于長時(shí)間的工作，機(jī)械設(shè)備磨損很嚴(yán)重。摩擦學(xué)是研究機(jī)械在相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)表面受到摩擦，磨損的學(xué)科。機(jī)械設(shè)備的磨損會(huì)影響其使用壽命，有些機(jī)械設(shè)備磨損很嚴(yán)重，但是沒有及時(shí)更換的情況下很容易出現(xiàn)事故，影響煤礦順利安全的生產(chǎn)。所以在機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到零件之間的摩擦，設(shè)備與設(shè)備直接的摩擦，設(shè)備與外界環(huán)境的摩擦，將摩擦力降低最低。

結(jié)束語

煤礦技術(shù)中機(jī)械裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤為重要，它直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的效益和安全性，關(guān)系到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以有必要運(yùn)用一些創(chuàng)新方法對機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。隨著科技的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)人員應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，將創(chuàng)新理念與智能化，數(shù)字化，虛擬化技術(shù)結(jié)合起來，提高煤礦的生產(chǎn)效率和安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]魏軍英，李士陽.現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2007（4）：32-36.

[2]鄭繼水.煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)與加工的途徑[J].山東煤炭科技，2011（2）：52-57.

（作者單位：哈爾濱博業(yè)科技開發(fā)有限責(zé)任公司）