文/焦鵬飛

社會科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展下，計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用范圍也更加廣泛，其采取智能化的方法為煤礦機(jī)械設(shè)計提供了良好的技術(shù)支持，在很大程度上降低傳統(tǒng)人工失誤率，結(jié)合煤礦行業(yè)特點(diǎn)與使用需求進(jìn)行針對性的輔助設(shè)計。另外，從煤礦機(jī)械設(shè)計來看，傳統(tǒng)設(shè)計模式下機(jī)械產(chǎn)品出現(xiàn)的問題越來越多，計算機(jī)技術(shù)在其中的應(yīng)用能夠提高機(jī)械設(shè)計的現(xiàn)代化社會平，優(yōu)化煤礦機(jī)械設(shè)計流程，減少過程中的成本投入，不管從哪方面來看其所具有的價值都是不容忽視的。

1 計算機(jī)在煤礦機(jī)械設(shè)計中應(yīng)用的重要性

煤礦能源在生活、生產(chǎn)等個方面都發(fā)揮著重要作用，其對于工業(yè)發(fā)展與人們生活水平的提高有著重要意義。雖然當(dāng)前新能源的出現(xiàn)削弱了人們對傳統(tǒng)能源的需求，但新能源還不能實(shí)現(xiàn)全面的替代，煤礦能源在國民經(jīng)濟(jì)中仍舊占據(jù)重要位置，這也對煤礦生產(chǎn)、開采提出更高的要求。煤礦機(jī)械設(shè)計主要是結(jié)合煤礦行業(yè)特點(diǎn)分析機(jī)械設(shè)備本身的實(shí)際使用需求，從而對煤礦機(jī)械運(yùn)行原理、工作形式等多方面進(jìn)行合理的分析與研究，并為煤礦機(jī)械制造人們提供更準(zhǔn)確、更可靠的參考依據(jù)。為了促進(jìn)煤礦機(jī)械自動化水平的提高，采用現(xiàn)代化的設(shè)計手段，能夠促進(jìn)煤礦機(jī)械的自動化、智能化發(fā)展，從而為煤礦產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步提供更好的基礎(chǔ)保障。利用采集數(shù)據(jù)數(shù)字化與計算機(jī)機(jī)械設(shè)計手段，能夠提高煤礦機(jī)械常規(guī)設(shè)計水平，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對煤礦機(jī)械的仿真建模，從而以數(shù)字化、可視化的立體模型將煤礦機(jī)械更加直觀的展現(xiàn)出來，提高煤礦機(jī)械設(shè)計的可靠性、靈活性。

2 煤礦機(jī)械設(shè)計現(xiàn)狀

當(dāng)前我國煤礦機(jī)械逐漸呈現(xiàn)大規(guī)模的發(fā)展趨勢，這也給煤礦機(jī)械設(shè)計提出更高的要求，在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計理念下，產(chǎn)品質(zhì)量與運(yùn)行效果等方面都存在很多不足，這給煤礦開采工作帶來很大困擾。通過對煤礦機(jī)械設(shè)計的深入了解，其問題主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）機(jī)械設(shè)計理念落后，無法自主創(chuàng)新意識。我國煤礦機(jī)械設(shè)計中很多優(yōu)秀的設(shè)計理念與技術(shù)都是從國外引進(jìn)的，由于機(jī)械設(shè)備核心部件主要來源于國外制造業(yè)發(fā)達(dá)國家，針對我國煤礦行業(yè)而言的技術(shù)研究較為薄弱，部分企業(yè)為了追求高效益、高質(zhì)量不愿意將資金投入在技術(shù)研究方面，習(xí)慣應(yīng)用國外已經(jīng)成熟的先進(jìn)技術(shù)，這就導(dǎo)致我國煤礦機(jī)械自主產(chǎn)品較少，無法滿足中國特色發(fā)展需求。

（2）機(jī)械設(shè)備高消耗問題，傳統(tǒng)煤礦機(jī)械設(shè)計中過于關(guān)注機(jī)械本身的質(zhì)量，忽略了機(jī)械生命周期以及對環(huán)境的影響，在環(huán)境污染的同時能源浪費(fèi)現(xiàn)象也較為嚴(yán)重。

（3）機(jī)械設(shè)計實(shí)用性不強(qiáng)，機(jī)械設(shè)計人員對煤礦機(jī)械設(shè)計過于關(guān)注理論內(nèi)容，缺乏對煤礦開采作業(yè)方式的不夠了解，設(shè)計出來的操作模式過于繁瑣，很多功能都得不到應(yīng)用，雖然但從設(shè)計角度來看是一個完整的作品，但從應(yīng)用角度來看適用性不強(qiáng)、井下機(jī)械故障頻發(fā)。

3 計算機(jī)技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 計算機(jī)參數(shù)化設(shè)計的應(yīng)用

煤礦機(jī)械設(shè)計中會涉及到很多零部件，不同機(jī)械設(shè)備零件數(shù)量與尺寸、規(guī)格都不盡相同，對零件變形尺寸進(jìn)行規(guī)劃與參數(shù)化分析能夠從根本上保證機(jī)械變形體設(shè)計的有效性，從而滿足機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)活動要求，機(jī)械產(chǎn)品變性設(shè)計規(guī)劃主要可以分為以下幾部分：

（1）描述層，其主要針對煤礦機(jī)械設(shè)計中產(chǎn)品變形設(shè)計多樣性的描述與思考，針對零件類型與結(jié)構(gòu)框架等展開具體的研究與分析，為后續(xù)機(jī)械設(shè)計提供支持。

（2）模型層，顧名思義是建立煤礦機(jī)械立體模型，通過對機(jī)械產(chǎn)品變形活動組成要素進(jìn)行模型搭建，明確相互之間的影響和邏輯關(guān)系，從而形成多層次的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

（3）應(yīng)用層，從實(shí)際使用角度出發(fā)，以機(jī)械產(chǎn)品變形設(shè)計的配置與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)為依據(jù)，優(yōu)化煤礦機(jī)械的變形設(shè)計，實(shí)現(xiàn)對不同變形活動的分析與整理。具體如圖1所示。

3.2 計算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用

計算機(jī)輔助技術(shù)是一種高效的設(shè)計方法，能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)人工設(shè)計、計算的不足，從多方面分析改變產(chǎn)品的整體構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械設(shè)計的有效性。計算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用需要先建立數(shù)字模型，并且對與之相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在一切準(zhǔn)備工作完成后構(gòu)建完整的機(jī)械框架，由于煤礦機(jī)械設(shè)計對于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度要求較高，計算機(jī)輔助設(shè)計需要具備應(yīng)該的監(jiān)控能力，可以在設(shè)計人員進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯與參數(shù)調(diào)整的時候，對其中存在的錯誤問題進(jìn)行數(shù)據(jù)修復(fù)，不需要借助人工檢查就能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)的設(shè)計。計算機(jī)輔助設(shè)計主要是利用CAD建模，模型還原程度較高，能夠讓設(shè)計人員更清晰的了解機(jī)械產(chǎn)品的整體情況，同時通過仿產(chǎn)品模型的建立，對模型的準(zhǔn)確度、完整度進(jìn)行檢查，確保模型具有足夠的質(zhì)量后方可進(jìn)行制造生產(chǎn)。除此之外，計算機(jī)輔助技術(shù)還具有交互性和共享性的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器間的數(shù)據(jù)交換或人與人之間的數(shù)據(jù)交流，計算機(jī)輔助技術(shù)與煤礦機(jī)械設(shè)計的融合，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計的一體化發(fā)展，有助于煤礦機(jī)械設(shè)計整體水平的提高。

圖1：機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計規(guī)劃

3.3 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)我們以可以稱之為大數(shù)據(jù)技術(shù)，煤礦機(jī)械設(shè)計中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，對其進(jìn)行系統(tǒng)化分析，并搭建數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為系統(tǒng)運(yùn)行提供依據(jù)，通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)發(fā)揮數(shù)據(jù)信息的潛在價值，滿足設(shè)計人員的設(shè)計需求。常見的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)有概念表述技術(shù)、特征挖掘結(jié)構(gòu)等等，有助于及機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)模型和運(yùn)行結(jié)構(gòu)的完整化。

3.4 計算機(jī)仿真技術(shù)

計算機(jī)仿真技術(shù)是當(dāng)前煤礦機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域一種常見的技術(shù)種類，通過對煤礦環(huán)境下機(jī)電設(shè)備的全面、客觀分析，選擇合理的仿真軟件，并以計算機(jī)系統(tǒng)為基本條件構(gòu)建數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)抽象數(shù)據(jù)的具體化、數(shù)字化發(fā)展，有助于設(shè)計人員更深入、更全面的了解機(jī)械化設(shè)備性能，提高設(shè)備的可靠性，簡化煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)工作，是各個方面更加的方便、高效。另外，應(yīng)用計算機(jī)仿真技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的有效結(jié)合，通過仿真實(shí)驗了解產(chǎn)品性能等方面的不足，并在原有的基礎(chǔ)上提出意見進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)整，最大程度保證設(shè)備質(zhì)量、性能符合要求。

4 煤礦機(jī)械設(shè)計制造發(fā)展前景

煤礦機(jī)械設(shè)備作為生產(chǎn)工作中不可缺少的一部分，應(yīng)該充分考慮其所處環(huán)境的復(fù)雜性，在未來的煤礦機(jī)械設(shè)計將會朝著以下幾個方向發(fā)展：

（1）微型化，當(dāng)前大型機(jī)械設(shè)備對現(xiàn)場作業(yè)空間要求大，而煤礦井下作業(yè)有相對狹窄，積極開展微型化機(jī)械設(shè)計是必然可行的。

（2）智能化，智能化也可以說是自動化的升級，在計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)的人工智能技術(shù)，模擬人的智能進(jìn)行自動化操作，能夠降低井下人為作業(yè)風(fēng)險，并且還可以實(shí)現(xiàn)二十四小時不間斷作業(yè)，彌補(bǔ)人工在井下作業(yè)的局限性，有助于煤礦生產(chǎn)的智能化發(fā)展。

（3）網(wǎng)絡(luò)化，在很長一段時間里我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展帶給煤礦產(chǎn)業(yè)一定的沖擊，面對當(dāng)前煤礦機(jī)械設(shè)計的多元化發(fā)展，引入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的推廣和創(chuàng)新，這種制造方法讓煤礦機(jī)械設(shè)計變的更簡單、更便捷。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著煤礦能源開采的深入發(fā)展，所面臨的環(huán)境越來越復(fù)雜，煤礦機(jī)械設(shè)計逐漸呈現(xiàn)微型化、智能化、多樣化的特點(diǎn)，采用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行煤礦機(jī)械設(shè)計工作能夠提高機(jī)械設(shè)計的質(zhì)量和效率，從而為煤礦生產(chǎn)提供高質(zhì)量的機(jī)械產(chǎn)品。目前，計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)受到人們的認(rèn)可與關(guān)注，從長遠(yuǎn)角度來看，這對于企業(yè)發(fā)展與人們生活水平的提高都具有重要意義。因此，在未來的發(fā)展中煤礦機(jī)械設(shè)計還應(yīng)該加強(qiáng)計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用與研究，最大限度提高煤礦機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量與性能，更好的滿足現(xiàn)代化煤礦開采的多方面需求。