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        煤礦技術中機械裝備結構優(yōu)化設計

        2015-02-02 08:20:13崔建忠
        科技創(chuàng)新與應用 2015年1期
        關鍵詞:機械裝備結構優(yōu)化

        崔建忠

        摘 要:隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,國內各行各業(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)在我國的經(jīng)濟地位中所起的作用不容小覷。它的穩(wěn)定健康發(fā)展影響到我國整體經(jīng)濟建設。煤礦機械裝備在煤礦業(yè)中占很重要地位,煤礦機械裝備的質量,性能,結構設計等對礦山的安全很重要,所以文章探討煤礦技術中機械裝備結構設計存在的一些問題,并提出一些機械裝備結構優(yōu)化設計分析。

        關鍵詞:煤礦技術;機械裝備;結構優(yōu)化

        煤礦產(chǎn)業(yè)是我國對自然資源煤礦進行開采,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)濟中所占的位置不可撼動。煤礦產(chǎn)業(yè)中,機械起到?jīng)Q定作用,機械質量的好壞直接關系到煤礦生產(chǎn)的順利進行。隨著社會制造業(yè),信息產(chǎn)業(yè)和材料業(yè)的不斷發(fā)展,煤礦生產(chǎn)中,對煤礦機械設備的結構優(yōu)化設計要求更嚴格。要提高煤礦機械設備的性能和質量,必須做到:對機械設備的保護和維修;對煤礦機械設備結構進行優(yōu)化設計,不斷創(chuàng)新設計方法。煤礦技術中機械裝備結構優(yōu)化設計,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。

        1 煤礦技術中機械裝備的重要性

        煤礦是我國很重要的自然資源,社會上各行各業(yè)的發(fā)展離不開煤礦,煤礦在我國消費市場中占有很大比重。在煤礦產(chǎn)業(yè)中,煤礦的生產(chǎn)主要靠機械裝備,機械裝備的好壞直接關系到煤礦的質量,關系到煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,每年所需的煤礦總量不斷增加,若煤礦機械設備比較落后,則關系到煤礦的產(chǎn)量和質量等,嚴重阻礙我國經(jīng)濟發(fā)展。

        煤礦生產(chǎn)的環(huán)境很惡劣,對機械設備的要求比較高。由于我國經(jīng)濟發(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,由于煤礦機械設備的問題,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)濟損失不可估量。因此,煤礦機械設備問題,值得煤礦生產(chǎn)企業(yè)反思,要從每次礦難中總結經(jīng)驗和教訓,對煤礦技術中機械裝備結構優(yōu)化設計采取一些措施,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 我國煤礦技術中機械裝備結構設計現(xiàn)狀

        煤礦產(chǎn)業(yè)中,我國在管理方面和一些發(fā)達國家差距很大。目前,很多發(fā)達國家運用計算機技術進行煤礦管理,而我國的煤礦生產(chǎn)還是經(jīng)驗管理階段。國外很多發(fā)達國家采用計算機來進行機械結構設計,如CAD/CAM技術等,而在我國很少有企業(yè)采取這些技術。國外發(fā)達國家采用超精密加工和微細加工,而我國跟國外比差距很多。國外發(fā)達國家在自動化技術方面,采用集成系統(tǒng)制造,柔性制造,數(shù)控機床等,使其智能化,集成化,而我國則是單機自動化和剛性自動化。

        3 煤礦產(chǎn)業(yè)中對機械設備的要求

        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)的順利進行和保證煤礦開采人員的生命安全,因此對煤礦機械設備要求高。在質量方面,機械設備要可靠,不能采購劣質的設備,不使用舊式,落后的機器,應使用新型的質量好的設備,才能使煤礦生產(chǎn)高效,才能避免礦難發(fā)生。在壽命方面,使用的機械設備壽命要長,要定時保養(yǎng)和維修,若機械壽命短,要經(jīng)常換,會影響生產(chǎn)的順利進行,也會增加成本的投資。在操作控制方面,采用計算機進行操作和監(jiān)控,集約化生產(chǎn),使煤礦高效,有質量的生產(chǎn)。

        4 煤礦技術中機械結構優(yōu)化設計

        煤礦技術中機械結構優(yōu)化設計對煤礦的開采十分重要,因此,一些煤礦企業(yè)的技術人員經(jīng)過多年研究,對煤礦技術中機械結構進行了優(yōu)化設計,主要從機械結構模塊化設計,智能化,系統(tǒng)化。

        4.1 煤礦技術中機械結構模塊化設計

        結構化模塊設計指將一個產(chǎn)品分成一個或幾個模塊,將這幾個模塊進行組合,從而形成不同的產(chǎn)品,這些模塊既是零件的同時,又是系統(tǒng)。模塊之間應進行聯(lián)接和配合,具有互換性和相容性。

        4.2 煤礦技術中機械結構智能化設計

        智能化設計是指利用各種智能軟件,虛擬設計,互聯(lián)網(wǎng),多媒體等進行設計,體現(xiàn)出機械設備的結構和構想。

        4.3 煤礦技術中機械結構系統(tǒng)化設計

        系統(tǒng)化設計指將多個設計組合成一個系統(tǒng),將所有的設計聯(lián)合在一起后,可達到完成的目標,并且各個設計之間不存在干擾,但是又相互聯(lián)系,相互配合。

        5 煤礦技術中機械結構優(yōu)化設計的應用

        5.1 可靠和穩(wěn)健的機械設計

        煤礦開采環(huán)境惡劣,可靠穩(wěn)健的機械設計可保證煤礦煤礦生產(chǎn)順利進行和生命安全??煽啃允侵冈O備在規(guī)定條件下內完成設定目標的能力,可靠性成為衡量產(chǎn)品質量的一個重要參數(shù)。可靠的機械設計,所用的設計變量是經(jīng)過多次測試并進過檢驗后得到的統(tǒng)計量。進行可靠性設計,可以提高煤礦機械的性能和可靠性。對一些隨機變量,模糊變量,如載荷、幾何尺度等進行測試和統(tǒng)計分析,給出具體的參數(shù),保證機械的可靠度,提高設備的壽命,保證煤礦安全生產(chǎn)。穩(wěn)健設計指利用系統(tǒng)的非線性,在可控因素下,機械設備對環(huán)境變化,機器老化等問題出于最不敏感狀態(tài),使機械很穩(wěn)定。

        5.2 機械設備的造型設計

        造型設計是指用特定的物質材料,依據(jù)機械的功能而在形態(tài)、結構、色彩、外表加工等方面進行創(chuàng)新設計。煤礦機械設備不僅要考慮其使用功能,還要考慮其外觀,使其同時具有實用性和美觀性。煤礦開采環(huán)境惡劣,對機械設備的技術性能要求高,同時其設備的外觀和舒適性也重要。在對煤礦機械設備進行設計時,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計,使工人在工作時保持心情愉悅,提高工作效率和安全性,保證煤礦生產(chǎn)的效益。

        5.3 機械設備的摩擦學設計

        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,由于長時間的工作,機械設備磨損很嚴重。摩擦學是研究機械在相對運動時,運動表面受到摩擦,磨損的學科。機械設備的磨損會影響其使用壽命,有些機械設備磨損很嚴重,但是沒有及時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)。所以在機械設備設計時,要考慮到零件之間的摩擦,設備與設備直接的摩擦,設備與外界環(huán)境的摩擦,將摩擦力降低最低。

        5.4 人體工程設計

        人機工程設計技術是利用人機工程學理論,面向人的機械設備設計技術。人機工程以人的生理和心理特征為基礎,利用技術和數(shù)據(jù)設計技術系統(tǒng),使設備滿足人的要求,優(yōu)化人-機系統(tǒng),最佳配合,達到事半功倍的效果。人機工程設計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。煤礦機械設備的安全性不可忽視,在進行機械設備設計時,要體現(xiàn)人性化設計,充分考慮人的因素,使人一機一,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 結束語

        煤礦技術中機械裝備的結構設計尤為重要,它直接關系到煤礦生產(chǎn)的效益和安全性,關系到人們的生命財產(chǎn)安全,所以有必要運用一些創(chuàng)新方法對機械裝備結構優(yōu)化設計。隨著科技的發(fā)展,機械設備設計人員應該與時俱進,將創(chuàng)新理念與智能化,數(shù)字化,虛擬化技術結合起來,提高煤礦的生產(chǎn)效率和安全性。

        參考文獻

        [1]魏軍英,李士陽.現(xiàn)代設計理論和方法在煤礦機械設計中的應用[J].煤礦機械,2007(4):32-36.

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

        [3]黃福盛.煤礦技術中機械裝備結構優(yōu)化設計[J].煤炭技術,2013(1):15-16.

        [4]馬忠誠.煤礦技術中機械裝備結構優(yōu)化設計分析[J].科技風,2014(5):51-51.

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