崔建忠

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)各行各業(yè)發(fā)生翻天覆地的變化，特別是煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度特別快，煤礦產(chǎn)業(yè)在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)地位中所起的作用不容小覷。它的穩(wěn)定健康發(fā)展影響到我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)。煤礦機(jī)械裝備在煤礦業(yè)中占很重要地位，煤礦機(jī)械裝備的質(zhì)量，性能，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等對(duì)礦山的安全很重要，所以文章探討煤礦技術(shù)中機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的一些問(wèn)題，并提出一些機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析。

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

煤礦產(chǎn)業(yè)是我國(guó)對(duì)自然資源煤礦進(jìn)行開(kāi)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(lái)，中國(guó)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(guó)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(duì)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(duì)機(jī)械設(shè)備的保護(hù)和維修；對(duì)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(wèn)題。

1 煤礦技術(shù)中機(jī)械裝備的重要性

煤礦是我國(guó)很重要的自然資源，社會(huì)上各行各業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)煤礦，煤礦在我國(guó)消費(fèi)市場(chǎng)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(guó)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(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

煤礦生產(chǎn)的環(huán)境很惡劣，對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求比較高。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要以及各行各業(yè)的發(fā)展，對(duì)煤礦的需求量與日俱增，我國(guó)大型的煤礦開(kāi)采基地不斷增加。同時(shí)，由于煤礦機(jī)械設(shè)備的問(wèn)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(wèn)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(duì)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 我國(guó)煤礦技術(shù)中機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

煤礦產(chǎn)業(yè)中，我國(guó)在管理方面和一些發(fā)達(dá)國(guó)家差距很大。目前，很多發(fā)達(dá)國(guó)家運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行煤礦管理，而我國(guó)的煤礦生產(chǎn)還是經(jīng)驗(yàn)管理階段。國(guó)外很多發(fā)達(dá)國(guó)家采用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如CAD/CAM技術(shù)等，而在我國(guó)很少有企業(yè)采取這些技術(shù)。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家采用超精密加工和微細(xì)加工，而我國(guó)跟國(guó)外比差距很多。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在自動(dòng)化技術(shù)方面，采用集成系統(tǒng)制造，柔性制造，數(shù)控機(jī)床等，使其智能化，集成化，而我國(guó)則是單機(jī)自動(dòng)化和剛性自動(dòng)化。

3 煤礦產(chǎn)業(yè)中對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求

隨著我國(guó)對(duì)煤礦的需求量不斷劇增，很多大型煤礦開(kāi)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(kāi)采人員的生命安全，因此對(duì)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(gòu)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(zhǎng)，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)

煤礦技術(shù)中機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)煤礦的開(kāi)采十分重要，因此，一些煤礦企業(yè)的技術(shù)人員經(jīng)過(guò)多年研究，對(duì)煤礦技術(shù)中機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要從機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)，智能化，系統(tǒng)化。

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(kāi)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(guò)多次測(cè)試并進(jìn)過(guò)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(duì)一些隨機(jī)變量，模糊變量，如載荷、幾何尺度等進(jìn)行測(cè)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(duì)環(huán)境變化，機(jī)器老化等問(wèn)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(kāi)采環(huán)境惡劣，對(duì)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(duì)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(méi)日沒(méi)夜的工作，由于長(zhǎng)時(shí)間的工作，機(jī)械設(shè)備磨損很?chē)?yán)重。摩擦學(xué)是研究機(jī)械在相對(duì)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?chē)?yán)重，但是沒(méi)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。

5.4 人體工程設(shè)計(jì)

人機(jī)工程設(shè)計(jì)技術(shù)是利用人機(jī)工程學(xué)理論，面向人的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)。人機(jī)工程以人的生理和心理特征為基礎(chǔ)，利用技術(shù)和數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)系統(tǒng)，使設(shè)備滿足人的要求，優(yōu)化人-機(jī)系統(tǒng)，最佳配合，達(dá)到事半功倍的效果。人機(jī)工程設(shè)計(jì)能提高工作的有效性，提高煤礦生產(chǎn)效率，降低工人的體力消耗，減少操作失誤，適合不同水平的操作者使用。煤礦機(jī)械設(shè)備的安全性不可忽視，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，要體現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)，充分考慮人的因素，使人一機(jī)一，環(huán)境一體化，保證煤礦環(huán)境的安全，可靠，提高煤礦生產(chǎn)安全性。

6 結(jié)束語(yǔ)

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(duì)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(lái)，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(yáng).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.

[3]黃福盛.煤礦技術(shù)中機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].煤炭技術(shù)，2013（1）：15-16.

[4]馬忠誠(chéng).煤礦技術(shù)中機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J].科技風(fēng)，2014（5）：51-51.