機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用

孫慶唐，趙麗麗，王建屏，任德寶，李玉才

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

礦山機(jī)械生產(chǎn)制造包括的產(chǎn)品有很多，而機(jī)械生產(chǎn)過程中所涉及到的零部件生產(chǎn)制造企業(yè)也比較繁雜，對(duì)于礦山機(jī)械生產(chǎn)制造而言，零部件的質(zhì)量會(huì)直接影響整個(gè)礦山機(jī)械生產(chǎn)制造成果的優(yōu)劣，因此，礦山機(jī)械生產(chǎn)制造必須要對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，除此之外，更要在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面多下功夫，從而從根本上提高礦山機(jī)械企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

1 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)在礦山機(jī)械中應(yīng)用的重要意義

1.1 有助于循環(huán)利用資源，提高資源利用效率

礦山機(jī)械在生產(chǎn)制造的過程中必須要綜合考慮到成本因素和各方面的性能，雖然礦山開發(fā)能夠?yàn)槲覈?guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展助力，但是，我國(guó)的礦產(chǎn)資源畢竟是有限的，在礦山機(jī)械作業(yè)的過程中，難以避免會(huì)造成礦產(chǎn)資源的流失和浪費(fèi)，因此，著重對(duì)礦山機(jī)械進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)能夠大大提高礦山機(jī)械作業(yè)過程中礦產(chǎn)資源的利用效率。礦產(chǎn)開采所涉及到的流程比較繁雜，無論是資源開采、運(yùn)輸還是加工制造，都可能會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源造成破壞和浪費(fèi)，這就需要借助機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的力量提高礦山機(jī)械的性能[1]。比如，負(fù)責(zé)運(yùn)輸?shù)牡V車要做好密封工作，減少礦產(chǎn)運(yùn)輸過程中的資源消耗，而礦產(chǎn)加工制造的過程中，更要注重原材料投入量的控制，盡可能最大限度的發(fā)揮資源的原有價(jià)值。

1.2 有助于響應(yīng)政策要求，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展

綠色生產(chǎn)循環(huán)利用是我國(guó)政府以及國(guó)際平臺(tái)始終提倡的，而作為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主力軍，礦山機(jī)械生產(chǎn)制造必須要積極響應(yīng)國(guó)家的政策要求，在環(huán)境保護(hù)和循環(huán)利用方面貢獻(xiàn)出一份力量。

目前來看，我國(guó)礦山機(jī)械生產(chǎn)制造的過程的確存在著環(huán)境污染的問題，但是，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)礦山機(jī)械企業(yè)也同樣擁有著新時(shí)代十分便利的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)條件。在科學(xué)技術(shù)的支撐下，中國(guó)礦山機(jī)械生產(chǎn)制造企業(yè)也更容易實(shí)現(xiàn)模式的轉(zhuǎn)型，從之前追求規(guī)模和經(jīng)濟(jì)效益轉(zhuǎn)變?yōu)樽非缶G色生產(chǎn)和社會(huì)效益，這樣一來，不僅僅會(huì)為企業(yè)的發(fā)展帶來更多循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益，更能夠贏得更好的企業(yè)形象和擁有更為雄厚的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

1.3 有助于提高生產(chǎn)制造水平，迎接國(guó)際挑戰(zhàn)

礦山機(jī)械企業(yè)在發(fā)展的過程中面對(duì)諸多挑戰(zhàn)和難題是不可避免的，而在當(dāng)今時(shí)代，綠色生產(chǎn)和環(huán)境效益已經(jīng)成為機(jī)械生產(chǎn)過程中的先提條件，因此，作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的重要支柱必須要不斷提升生產(chǎn)制造水平，從而以更為雄厚的實(shí)力迎接難度更高的挑戰(zhàn)[2]。我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)制造業(yè)始終在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)潮流中處于劣勢(shì)的地位，雖然我國(guó)礦產(chǎn)資源比較豐富，但是，在開采到生產(chǎn)的過程中對(duì)于礦產(chǎn)資源的利用效率并不是很高，制造出來的產(chǎn)品也沒有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，而對(duì)礦山機(jī)械進(jìn)行創(chuàng)新，便能夠?yàn)槲覈?guó)機(jī)械生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)開辟一片光明的發(fā)展道路，在機(jī)械設(shè)計(jì)方面多下功夫，才能夠?yàn)榈V山機(jī)械生產(chǎn)制造積攢更多的競(jìng)爭(zhēng)資本。

2 礦山機(jī)械發(fā)展過程中存在的問題

2.1 資源浪費(fèi)嚴(yán)重

礦山機(jī)械是礦產(chǎn)生產(chǎn)與制造的主要工具，同樣，礦山機(jī)械的生產(chǎn)與制造也需要諸多零部件進(jìn)行組合，目前來看，礦山機(jī)械在生產(chǎn)制造的過程中并沒有充分對(duì)資源進(jìn)行利用，這就會(huì)導(dǎo)致投入的原材料與產(chǎn)出的成品并不成正比，在生產(chǎn)制造的過程中會(huì)有許多的資源被消耗，也同樣會(huì)存在著資源浪費(fèi)的問題。對(duì)于我國(guó)而言，豐富的資源的確是一項(xiàng)與生俱來的優(yōu)勢(shì)，但是，生產(chǎn)制造的過程中對(duì)資源的浪費(fèi)卻是亟待克服的劣勢(shì)。比如，用來制造礦山機(jī)械的原材料在生產(chǎn)過程中并沒有得到充分利用便成為廢物被排出，而且，生產(chǎn)出來的礦山機(jī)械所用的原材料并不少，但是，其性能和壽命并不能完全滿足機(jī)械使用的要求，機(jī)械工作過程中高消耗、低壽命便成為礦山機(jī)械的致命缺點(diǎn)。

2.2 環(huán)境污染嚴(yán)峻

環(huán)境污染始終是我國(guó)機(jī)械制造過程中始終存在的缺點(diǎn)，礦山機(jī)械在生產(chǎn)制造的過程中不可避免的會(huì)用到諸多的原材料，無論是在冶煉機(jī)械零部件還是在組裝拼接的過程中都會(huì)多多少少的產(chǎn)生一些環(huán)境污染問題[3]。

除此之外，如果礦山機(jī)械設(shè)計(jì)不合理，那么，礦山機(jī)械在后續(xù)投入使用的過程中仍然會(huì)凸顯出重重的問題，比如，沒有做好煤礦運(yùn)輸?shù)拿芊夤ぷ?，這樣一來，當(dāng)運(yùn)輸一些帶有粉塵污染的煤礦的時(shí)候，自然會(huì)大大增加環(huán)境污染的問題。我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)制造為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展貢獻(xiàn)出了很多經(jīng)濟(jì)力量，但是如果一味地為了發(fā)展經(jīng)濟(jì)而犧牲環(huán)境，那么，這樣的生產(chǎn)制造則會(huì)得不償失。

3 礦山機(jī)械中機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)具體措施

3.1 堅(jiān)持長(zhǎng)壽低耗設(shè)計(jì)原則

礦山機(jī)械生產(chǎn)制造不僅僅要保證零部件生產(chǎn)和組裝的過程中盡可能的減少原材料的投入成本，更要注重生產(chǎn)出來的機(jī)械產(chǎn)品具有實(shí)用性，首先，礦山機(jī)械的作業(yè)環(huán)境一般都比較惡劣，而礦山機(jī)械的使用頻率和強(qiáng)度都要比一般的機(jī)械更大，因此，礦山機(jī)械使用壽命和能量消耗便是機(jī)械設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造過程中需要著重考慮的問題。比如，在設(shè)計(jì)礦山機(jī)械的時(shí)候，要盡可能考慮到礦山機(jī)械作業(yè)時(shí)的受力點(diǎn)以及生命周期，礦山機(jī)械設(shè)計(jì)人員在繪制圖紙之前就必須要全面且充分的對(duì)礦山機(jī)械作業(yè)環(huán)境以及其工作原理進(jìn)行深入分析。礦山機(jī)械在工作的時(shí)候都會(huì)有一個(gè)主要的受力點(diǎn)，而這個(gè)受力點(diǎn)也正是主要發(fā)力和最容易被磨損的地方，因此，礦山機(jī)械設(shè)計(jì)人員便要在受力點(diǎn)上做好防護(hù)措施，使其壽命得以延長(zhǎng)。除此之外，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還需要通過各種原材料的對(duì)比，找尋出性能比較好且能夠降低礦山機(jī)械作業(yè)能耗的材料，經(jīng)過實(shí)際調(diào)查與對(duì)比研究從而得出一套比較完善的方案。

3.2 減少有害材料的使用

礦山機(jī)械不僅僅在生產(chǎn)制造過程中會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，更可能會(huì)由于材料應(yīng)用不當(dāng)而導(dǎo)致后續(xù)污染，因此，在設(shè)計(jì)礦山機(jī)械的時(shí)候更要注重材料的篩選，在保證材料性能的同時(shí)，更要保證材料的環(huán)保，從而避免礦山機(jī)械生產(chǎn)制造產(chǎn)品在投入使用的時(shí)候帶給環(huán)境以及工作人員傷害。比如，礦山機(jī)械需要諸多零部件投入生產(chǎn)制造，而相關(guān)設(shè)計(jì)人員便可以在成本預(yù)算范圍之內(nèi)適當(dāng)?shù)膶⒁恍┤菀讚]發(fā)有害氣體或者不易降解的材料進(jìn)行替換，將更為環(huán)保的材料投入到機(jī)械生產(chǎn)制造過程之中，這樣一來，便能夠在根本上保證機(jī)械制造的綠色生產(chǎn)。

3.3 提高機(jī)械的工作效率與材料再生率

礦山機(jī)械的使用壽命是一定的，因此，為了保證礦山機(jī)械在報(bào)廢之后能夠重新回收原材料進(jìn)行再利用，就必須在礦山機(jī)械設(shè)計(jì)初期就盡可能的采取容易分解且能夠回收循環(huán)利用的無毒無害的材料。比如，礦山機(jī)械設(shè)計(jì)人員不僅僅要保障礦山機(jī)械作業(yè)過程中的作業(yè)效率，更要在保證作業(yè)效率的前提下保證機(jī)械材料的再生率，隨著我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的步伐不斷加快，對(duì)于礦產(chǎn)的需求量也大大提高，而礦山機(jī)械也迎來了更大的工作量，以礦車為例，礦車的運(yùn)輸量要控制在一定范圍之內(nèi)，而為了方便裝卸載物料，礦山機(jī)械設(shè)計(jì)人員便可以著重對(duì)裝卸物料的時(shí)間與側(cè)門尺寸兩者的關(guān)系進(jìn)行著重的研究，將所收集到的材料內(nèi)容整合之后形成可視化的圖表，便能夠清楚的觀察到最佳的側(cè)門尺寸，這樣一來，礦山機(jī)械的工作效率便會(huì)因這樣一個(gè)小小的設(shè)計(jì)創(chuàng)新之中獲得大大提高[4]。除此之外，礦山機(jī)械設(shè)計(jì)人員在選取零部件以及原材料的時(shí)候，更需要充分考慮到其再生率，盡可能多利用一些能夠循環(huán)利用的材料進(jìn)行礦山機(jī)械生產(chǎn)制造，這樣一來，即使礦山機(jī)械達(dá)到了使用壽命，那么，也能夠?qū)?bào)廢后的礦山機(jī)械零部件和原材料進(jìn)行收集，從而為礦山機(jī)械制造提供更多實(shí)用的材料。

3.4 降振降噪減輕污染

礦山機(jī)械生產(chǎn)制造和作業(yè)的過程都是在社會(huì)范圍內(nèi)進(jìn)行的，不可避免的會(huì)給周圍的環(huán)境和人帶來一定的影響，因此，礦山機(jī)械設(shè)計(jì)人員必須要充分考慮到對(duì)環(huán)境和人的影響因素，只有獲得更好的社會(huì)效益，才能夠贏得社會(huì)范圍內(nèi)更為廣闊的支持來實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，這就需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員在礦山機(jī)械降振降噪方面多下功夫。比如，礦山機(jī)械生產(chǎn)制造的過程中可以采取隔音板來阻隔噪音的傳遞，除此之外，礦山機(jī)械設(shè)計(jì)人員更需要在零部件設(shè)計(jì)和組裝方面做好降振降噪的措施，多利用一些減震的材料來輔助機(jī)械作業(yè)，從而起到減少對(duì)地面震動(dòng)的效果，而在礦山機(jī)械工作的過程中，內(nèi)部的零部件會(huì)發(fā)生磨擦而產(chǎn)生噪音，相關(guān)設(shè)計(jì)人員便可以針對(duì)噪音產(chǎn)生的部位采取加入隔音措施的方式來降低噪聲污染。

4 結(jié)束語

礦山機(jī)械在生產(chǎn)制造方面都是大同小異的，而國(guó)際范圍內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的還是在礦山機(jī)械生產(chǎn)制造過程中的細(xì)節(jié)之處，因此，機(jī)械創(chuàng)新性設(shè)計(jì)便成為主要的競(jìng)爭(zhēng)因素和有力的競(jìng)爭(zhēng)法寶，對(duì)于我國(guó)礦山機(jī)械生產(chǎn)制造企業(yè)而言，設(shè)計(jì)的創(chuàng)新則為其提供了一條有效應(yīng)對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)與挑戰(zhàn)的策略。目前來看，國(guó)際平臺(tái)上都著重對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新，而我國(guó)在創(chuàng)新方面的確存在著不足之處，機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的成果和經(jīng)驗(yàn)都能夠?yàn)槲覈?guó)礦山機(jī)械生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)提供借鑒，從借鑒機(jī)械設(shè)計(jì)思路入手，才更有助于實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新性的提升。