提高煤礦機械維修性的設(shè)計途徑探究

吳英偉 董建超 孫偉 董學偉 王占春

摘要：文章先分析了煤礦機械維修性設(shè)計必要性，隨后介紹了煤礦機械維修性設(shè)計途徑，包括方案設(shè)計、可達性設(shè)計、模件化設(shè)計、故障檢測、識別性設(shè)計，希望能給相關(guān)人士提供有效參考。

關(guān)鍵詞：煤礦;機械維修性;設(shè)計途徑

引言：在新時期發(fā)展背景下，隨著科技水平持續(xù)提升，對煤礦施工質(zhì)量和施工安全提出更高要求，機械設(shè)備作為煤礦施工中的重要部件，其應用性能會直接影響施工效果，為此需要加強煤礦機械設(shè)備的設(shè)計研究，進一步優(yōu)化設(shè)備維修性，保障設(shè)備滿足穩(wěn)定施工要求，提升煤礦施工質(zhì)量。

一、煤礦機械維修性的設(shè)計必要性

煤礦施工機械，特別是某些井下施工機械設(shè)備，因為所處施工環(huán)境相對較差，整體施工作業(yè)時間較長，導致其中的機械設(shè)備頻繁出現(xiàn)各種故障問題，由于井下施工的維修時間較短，維修空間有限，其中大部分設(shè)備零件和設(shè)備的修理、更新和替換工作需要將維修設(shè)備、工具以及零件在地面和井下之間進行運輸。如此進一步擴大了設(shè)備維修復雜度和難度，影響煤礦正常的生產(chǎn)活動。怎樣在短時間內(nèi)減少維修資源投入，并促進煤礦機械快速恢復原有維修性能，是煤礦機械應用部門以及管理單位重點研究的內(nèi)容。除了提升維修單位以及生產(chǎn)部門相關(guān)管理策略之外，煤礦機械的應用方面更希望可以從設(shè)備整體設(shè)計、生產(chǎn)、制造等方面采取有效應對措施，積極探索優(yōu)化設(shè)備維修性的有效渠道。

二、煤礦機械維修性設(shè)計途徑

（一）方案設(shè)計

現(xiàn)代化社會中，關(guān)于煤礦機械設(shè)備的設(shè)計工作，除了需要保證設(shè)備功能滿足實際生產(chǎn)要求之外，還需要保障設(shè)備方便維修、應用和安裝，如此才能進一步提升機械設(shè)備整體運行效率。機械設(shè)備的產(chǎn)品方案設(shè)計以及綜合論證中，需要設(shè)計人員形成良好的現(xiàn)代化設(shè)計理念，合理引入并行工程原理，結(jié)合設(shè)備從設(shè)計至實際生產(chǎn)應用整個壽命周期中各項影響因素，涵蓋機械的設(shè)計、生產(chǎn)、安裝、維修、調(diào)試、應用等各個環(huán)節(jié)。為此，設(shè)計人員針對產(chǎn)品實施建模設(shè)計中，需要綜合考慮產(chǎn)品維修、拆卸以及安裝等結(jié)構(gòu)工藝，明確設(shè)備維修性，確保整個設(shè)備不留死角，所有部件盡量選擇快速解脫設(shè)備，方便安裝拆卸[1]。

（二）可達性設(shè)計

可達性即設(shè)備在維修、替換、更新中，可以順利靠近維修部件，有序開展維修作業(yè)，也是促進設(shè)計和裝配過程有效協(xié)調(diào)的特征。有效可達性能夠幫助減少維修中的差錯和牽連問題，提升整個維修作業(yè)舒適性和便利性?？蛇_性主要包括以下幾點，第一是保障安裝空間擁有良好可達性，針對煤礦機械進行拆卸維修安裝中，安裝環(huán)境空間需要為各項維修工作提供有效的操作空間。方便維修人員可以長時間選擇一種便利的維修姿勢，從長寬高三種層面設(shè)計合理結(jié)構(gòu)尺寸滿足維修空間建設(shè)要求。實際設(shè)計工作中，需要嚴格按照標準要求，滿足機械維修對于所處空間的具體要求。

設(shè)備外部可達性方面，針對機械外殼，在維修設(shè)計中離不開各種窗口，為此針對窗口部位進行綜合設(shè)計中可以選擇抽出式、扇門式、可拆蓋式等形式，除此之外，還可以選擇快速開啟蓋板、卡鎖式等形式，順利取代螺釘以及其他緊固件中的固定蓋板，窗口上的尺寸設(shè)計需要符合所用維修設(shè)備工具以及基礎(chǔ)部件尺寸要求。內(nèi)部可達性方面，煤礦機械內(nèi)各個部件應該是方便接近和看到的，立足于維修設(shè)計層面，在設(shè)備內(nèi)部適當留出配置空間，進行綜合考慮。對于其中重且大的零件，對放置位置進行合理設(shè)計，方便未來相關(guān)零件拆換中不會對其他部件造成損傷。對于那些具有較高維修頻率部件應該盡量設(shè)置在方便接觸的部位，滿足部件拆裝中的工具和人員進入空間要求。將維修部件設(shè)置在視線范圍內(nèi)，方便維修人員開展目視檢測。部分零件配置在實際維修工作中應該盡量避免高壓和高溫損傷。

（三）模件化設(shè)計

模件化設(shè)計方面，模件即在機電設(shè)備中單獨分離后得到的整體結(jié)構(gòu)，比如在采煤機內(nèi)順利分離馬達以及壓力油泵等部件，電子設(shè)備機座以及模塊等。模件化設(shè)計主要包含以下優(yōu)勢，第一是擺脫了維修作業(yè)的空間限制，不再繼續(xù)停留于單獨元件中，轉(zhuǎn)而在更高一級單元中進行替換維修，進一步改善傳統(tǒng)模式下現(xiàn)場同步拆卸修理的方式，把變位拆修轉(zhuǎn)化成原位替換，能夠進一步減少維修時間。第二是所用操作設(shè)備較為簡單，技術(shù)要求較低，有利于操作人員對設(shè)備進行自主維修。第三是拆卸替換后的模件可以直接送回機修車間，方便備用修復。為提升現(xiàn)場維修便利性和迅速性，設(shè)計中需要綜合考慮頻發(fā)替換模件重量和尺寸參數(shù)，立足于人機工程學視角，設(shè)計中綜合考慮維修人員特征，方便維修人員抓緊模件。維修人員對模件抓取的最高質(zhì)量和提升高度之間屬于一種遞減函數(shù)聯(lián)系。假如模件重量超出人員提重能力，需要額外安裝起重設(shè)備和起重環(huán)。

（四）故障檢測設(shè)計

當下的大型設(shè)備像是綜采機械普遍是液、電、機綜合體。故障形式相對復雜，現(xiàn)場故障查找中需投入較長時間，甚至還會直接影響生產(chǎn)進度。為此針對現(xiàn)代機電設(shè)備進行綜合設(shè)計中，需要提高重視。對于大型設(shè)備可以選擇設(shè)置自動診斷軟件以及檢查裝置，準確定位故障[2]。

（五）識別性設(shè)計

識別性即確保所需維修部件和零件的方便識別性，對于井下照明條件不足的煤礦機械檢修操作中具有重要意義。為了方便維修技術(shù)人員對所需替換零件實施快速識別和檢測，對于維修中所用配件、工具以及測試裝置等，需要在初期設(shè)計階段進行準確標記，可以選擇不同標志牌、符號以及色彩顯示出具體差異。主要條件如下，第一是對于相同類型裝置設(shè)備需要選擇一致標記方式。第二是在醒目部位進行標記，確保人們方便識別和發(fā)現(xiàn)。特殊條件下可以直接利用熒光方式進行標記。第三是確保標記具有良好的耐用性能和抗腐性。

結(jié)語：綜上所述，針對現(xiàn)代化煤礦機械進行綜合設(shè)計中，需要盡量選擇標準件，合理應用各種標準維修設(shè)備工具，選擇安全設(shè)計措施，有效維修性屬于評價機電設(shè)備應用性能的重要內(nèi)容，同時也是用戶重點關(guān)心內(nèi)容，因為維修性設(shè)計時間較短，依然存在較大發(fā)展空間，為此需要進行不斷探索研究。

參考文獻：

[1]謝宇晨.煤礦機械維修質(zhì)量的影響因素及提升措施的探討[J].機械管理開發(fā)，2020，35（05）：260-261.

[2]陳美瓔.露天煤礦設(shè)備機械維修中故障診斷技術(shù)的應用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2019（20）：123-124.