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.