王世龍

（冀中能源股份有限公司邢臺(tái)礦掘進(jìn)一隊(duì)，河北 邢臺(tái) 054000）

礦企生產(chǎn)工作的順利開展離不開機(jī)械設(shè)備提供的支持，機(jī)械設(shè)備若是用在環(huán)境惡劣的生產(chǎn)中，就會(huì)與設(shè)計(jì)與制造擁有更高的要求。礦山機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造在行業(yè)中受到極高的重視?，F(xiàn)如今，機(jī)械設(shè)備在具體的使用中還存有很多的問題，嚴(yán)重影響了用戶使用的感受。所以，利用研究設(shè)計(jì)進(jìn)行新工藝與新技術(shù)的制造，有助于最大限度的增強(qiáng)機(jī)械化設(shè)備的質(zhì)量，充分滿足不同的操作環(huán)境以及不同的使用標(biāo)準(zhǔn)，促使礦山生產(chǎn)可安全且高效的順利進(jìn)行。

1 增強(qiáng)礦山機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外觀質(zhì)量

現(xiàn)如今，我國(guó)在進(jìn)行礦山機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，對(duì)于很多的技術(shù)性能擁有重視，然而，對(duì)于外觀質(zhì)量缺少足夠的重視。譬如：表面漆涂得不均勻，顏色主要是灰黑為主；廠標(biāo)指示牌和標(biāo)準(zhǔn)件等嚴(yán)重歪斜、大小不同；飛邊毛刺不除，礦工均不敢用手摸等。例如：兗州礦山機(jī)械廠對(duì)此開展了深入研究，認(rèn)為不但外觀質(zhì)量對(duì)礦山機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量存在直接影響，而且其外觀色彩對(duì)外觀質(zhì)量也存在直接影響，所以，應(yīng)增強(qiáng)礦山機(jī)械產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)理念的創(chuàng)新。

很多礦企對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的“宜人性”設(shè)計(jì)考慮很少；操縱機(jī)構(gòu)缺少集中性，操作人員僅圍繞著機(jī)器轉(zhuǎn)著操作；操作手柄的方向與及其運(yùn)動(dòng)方向并不一致甚至完全相反，操作人員思想過于緊張很容易出現(xiàn)事故；一些機(jī)器尺寸與比例并不適用于我國(guó)的人體尺度要求，太高或是太矮而出現(xiàn)抬腿彎腰操作；手柄太沉，扳動(dòng)費(fèi)力很容易累人；一些機(jī)器的溫度很高、振動(dòng)很大，操作人員頭昏心跳加快。這些均要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中采用人體工程學(xué)與工程心理學(xué)進(jìn)行處理。

而礦山機(jī)械產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)是一個(gè)同時(shí)探索造型物的內(nèi)容和美的過程，只有達(dá)到協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，產(chǎn)品外觀才有真正的審美意義。在機(jī)械設(shè)備外觀設(shè)計(jì)的過程，除了要考慮功能、造型、材質(zhì)等方面的因素，還需要細(xì)節(jié)上的處理問題。除此之外，造型的色彩對(duì)于礦山機(jī)械產(chǎn)品的外觀質(zhì)量存在直接影響。其發(fā)揮著美化產(chǎn)品與環(huán)境的作用，色彩處理可讓造型更為完美，有助提升工作的質(zhì)量與效率。若是相反，處理不當(dāng)不僅會(huì)為機(jī)器造型的完美造成破壞，而且會(huì)導(dǎo)致操作人員出現(xiàn)視覺疲勞、情緒不穩(wěn)、減少生產(chǎn)效率、容易出現(xiàn)事故。有鑒于此，視覺與心理效果在礦山機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中成為至關(guān)重要的內(nèi)容。不僅如此，很可能一些廠家認(rèn)為利用中文書寫缺少美觀性，因此，很多在本國(guó)銷售的機(jī)器還要在上面印上各種外文，嚴(yán)重影響使用者。在礦山機(jī)械產(chǎn)品的藝術(shù)造型設(shè)計(jì)過程中嚴(yán)禁局限在仿造，唯有不斷的創(chuàng)新才可創(chuàng)造出具備礦山機(jī)械獨(dú)特藝術(shù)風(fēng)格與美麗新穎的產(chǎn)品。

2 礦山機(jī)械設(shè)計(jì)中需嚴(yán)格遵照全新的設(shè)計(jì)理念

2.1 礦山機(jī)械設(shè)計(jì)需嚴(yán)格遵循人性化設(shè)計(jì)理念

人性化設(shè)計(jì)理念顧名思義就是在具體的設(shè)計(jì)中嚴(yán)格堅(jiān)持以人為本的設(shè)計(jì)理念，有助于設(shè)備實(shí)現(xiàn)基本功能的條件下對(duì)人的需求進(jìn)行充分考慮，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)使用人員的生理與心理的需求，實(shí)現(xiàn)人和機(jī)械設(shè)備的高度融合。井下開采作業(yè)環(huán)境普遍惡劣，人的工作環(huán)境也非常差，礦山機(jī)械的設(shè)計(jì)應(yīng)該對(duì)人的因素進(jìn)行充分考了，才能推動(dòng)機(jī)械的人性化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)人、機(jī)械設(shè)備、操作環(huán)境的高度融合，而設(shè)計(jì)過程一般會(huì)設(shè)計(jì)眾多方面的內(nèi)容，機(jī)械界面的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品語(yǔ)言說(shuō)明的設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)美學(xué)方面的設(shè)計(jì)、礦產(chǎn)資源開采的技術(shù)等各個(gè)方面的因素。而設(shè)計(jì)人員需要從多個(gè)方面加強(qiáng)考慮，如人機(jī)之間的互相結(jié)合、職責(zé)的劃分、人員心理等各個(gè)方面的科學(xué)設(shè)計(jì)。在具體的設(shè)計(jì)中還要著重考慮如下幾方面：設(shè)備操作界面的設(shè)計(jì)。操作界面屬于人與機(jī)械設(shè)備接觸最多的部分在設(shè)備操作界面的設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)視覺感受、操作程序、指示語(yǔ)言等各個(gè)方面的因素進(jìn)行充分考慮，確保操作人員能夠快速熟悉設(shè)備的操作方式，在良好的狀態(tài)下順利開展礦產(chǎn)資源的開采工作。設(shè)計(jì)者在設(shè)備設(shè)計(jì)以前還要對(duì)設(shè)備的使用范圍與環(huán)境進(jìn)行全面掌握，并詳細(xì)掌握操作人員的身形與操作習(xí)慣，并將所掌握的數(shù)據(jù)信息積極融入到設(shè)計(jì)中，以便操作人員更好的開展工作。礦山機(jī)械的調(diào)試基本上就是對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)之后出現(xiàn)的一系列問題進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化了，而正所謂一萬(wàn)次的理論不如一次的試驗(yàn)，所以這一流程也是很關(guān)鍵的。正是因?yàn)橛辛藢?duì)于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的調(diào)試，才能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中的一系列問題，之后想辦法解決問題，這一次次的過程才能夠總結(jié)出一些經(jīng)驗(yàn)來(lái)，所以這一點(diǎn)注意事項(xiàng)也很重要。設(shè)備的重要功能鍵需要設(shè)置于操作人員注意力非常集中且很容易看到的位置；操縱桿與設(shè)備的運(yùn)行方向需要滿足人們的行為習(xí)慣，而設(shè)置的操縱螺旋需盡可能設(shè)計(jì)成為右選轉(zhuǎn)型的螺紋套，并重視設(shè)備外型的美觀性。主要是因?yàn)槿藗兌加袗勖乐模m說(shuō)礦井生產(chǎn)環(huán)境非常差，然而你，機(jī)械設(shè)備的造型與顏色依然要進(jìn)行精心設(shè)計(jì)精美的外觀，才能為人們帶來(lái)心理暗示，有助于充分激發(fā)工作人員的工作熱情，以及對(duì)機(jī)械設(shè)備具有更多的愛護(hù)之心。

2.2 礦山機(jī)械設(shè)計(jì)需嚴(yán)格遵循綠色設(shè)計(jì)理念

綠色設(shè)計(jì)理念需要在具體的設(shè)計(jì)中對(duì)產(chǎn)品的用料情況、制造情況、使用年限、回收利用的整體流程進(jìn)行充分考慮，利用機(jī)械設(shè)備與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)關(guān)系盡可能避免設(shè)備的生產(chǎn)、應(yīng)用、報(bào)廢處理等過程為影響周邊環(huán)境，進(jìn)而有效節(jié)省資源。所以，應(yīng)特別重視如下幾方面：合理選擇制造材料。對(duì)于礦山機(jī)械的制造原材料需盡量選用可再生以及可回收、且具備較高兼容性、可靈活組合的材料，才能避免污染地下環(huán)境。礦山機(jī)械的元件需具有可拆卸性的設(shè)計(jì)特征，不但便于零件損壞之后的及時(shí)更換，而且為回收原材料帶來(lái)便利條件。在設(shè)備的設(shè)計(jì)初期就應(yīng)該充分考慮報(bào)廢之后的原材料回收問題，并建立詳細(xì)的設(shè)備分解與原材料回收的方法步驟與回收之后的處理措施，唯有進(jìn)行充分考慮，才可推動(dòng)資源實(shí)現(xiàn)最大化的利用效率。

3 新技術(shù)及新工藝在礦山機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用

3.1 自動(dòng)化控制技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，帶動(dòng)了自動(dòng)化控制技術(shù)的卓越發(fā)展，在自動(dòng)化制造單元當(dāng)中，主要是由數(shù)控機(jī)床運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)的，但在系統(tǒng)當(dāng)中還存在一個(gè)工業(yè)機(jī)器人配合的中心，該中心的存在給機(jī)械設(shè)計(jì)制造提供了更優(yōu)秀的機(jī)會(huì)。正是因?yàn)楣I(yè)機(jī)器人配合中心，可以降低礦山機(jī)械設(shè)計(jì)制造成本、時(shí)間，讓整個(gè)工作更加連貫性，從而大大提高礦山機(jī)械設(shè)計(jì)制造的成效。并且，因?yàn)榻┠陙?lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展可以說(shuō)是非?？焖伲谌祟惖纳詈凸ぷ髦卸加兄厥獾囊饬x，也因而帶動(dòng)了自動(dòng)化控制技術(shù)的進(jìn)步，并在實(shí)踐中不斷得到完善。自動(dòng)化控制技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝中的使用，必須要安裝計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)輔助技術(shù)運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)和傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比較，其優(yōu)勢(shì)更多也更明顯，對(duì)于小批量多品種的機(jī)械進(jìn)行制造加工時(shí)，自動(dòng)化控制技術(shù)更可以快速的完成，既節(jié)省了時(shí)間，降低了能耗，又有著較高的質(zhì)量。如今，自動(dòng)化控制技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造工廠中的出現(xiàn)越來(lái)越頻繁，在很多環(huán)節(jié)上都有涉及，工廠也開始大范疇接受自動(dòng)化控制技術(shù)，發(fā)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，并和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，發(fā)揮出自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)有的價(jià)值、作用。

3.2 激光技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

激光技術(shù)是一種全新的高新技術(shù)，其在市場(chǎng)上有著很好的發(fā)展前景，激光技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)就是速度快、準(zhǔn)確度高，不但可以利用精密儀器完成切割，其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝中的作用是不可埋沒的。激光技術(shù)有著很多種，比如，快速成型技術(shù)，在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的前提下，使得快速成型技術(shù)和激光切割相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的自動(dòng)化切削任務(wù)以及成型任務(wù)，這些任務(wù)的完成都和計(jì)算機(jī)技術(shù)有著密不可分的關(guān)系?？焖俪尚图夹g(shù)在礦山機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝中的應(yīng)用，在礦山機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面的作用極大，使其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中有著無(wú)可代替的地位。其次，激光熱處理技術(shù)也是激光技術(shù)中的一種。該技術(shù)主要是利用高功率密度的激光束對(duì)樣品表面進(jìn)行熱加工，讓樣品表面可以逐漸硬化，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程當(dāng)中涉及到的很多樣品基本上都是為了延長(zhǎng)使用壽命才進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的。因?yàn)榧す鉄崽幚砑夹g(shù)的高溫性能比較好，可以對(duì)一些機(jī)械零件進(jìn)行加工來(lái)達(dá)到提高壽命的目的，所以，激發(fā)熱處理技術(shù)的主要功能就是對(duì)樣品表面進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)固化，提高樣品零件的壽命。

3.3 液壓支架頂梁技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

礦山機(jī)械設(shè)備放頂液壓支架屬于箱形焊接的構(gòu)件，其一般包含超過七十的構(gòu)件，重要構(gòu)件包括高強(qiáng)度合金、鋼板的厚度約為10毫米至25毫米，焊接高度約為12毫米至18毫米，這是因?yàn)樵谑纸呛负碗p面角焊中存在許多縫隙。支架頂梁應(yīng)為290kg的焊絲，可通過多次焊接成功完成，從而導(dǎo)致復(fù)雜的焊接應(yīng)力和變形。焊接變形的控制應(yīng)嚴(yán)格控制尺寸偏差的預(yù)防，為結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量提供保證。首先，要嚴(yán)格控制裁切尺寸，對(duì)零件提出公差要求，并采用仿制、裁切、數(shù)控等方法，以保證裁切精度。為了避免主筋之間的間隙，應(yīng)有效地控制尺寸誤差和焊接變形。通常，采用主軸定位方式，完全剪斷主鋼筋后，使用定位鉆孔工具定義定位孔，以確?？孜恢煤突鶞?zhǔn)平面的準(zhǔn)確性。其次，主筋、筋板和底板的裝配應(yīng)合理合理地進(jìn)行，并嚴(yán)格遵循中心重合的原則。控制組的縫隙和收縮率應(yīng)嚴(yán)格控制在0.1mm以內(nèi)。超過3毫米x30毫米的接頭應(yīng)使用剛性支撐件通過剛性桿支撐。最后，嚴(yán)格控制焊接順序，結(jié)合分段、分層、對(duì)稱焊接的原則，全面進(jìn)行焊接工作。焊接電流應(yīng)科學(xué)調(diào)整，應(yīng)按3：1的比例使用氬氣和二氧化碳進(jìn)行其氣保焊的操作。

4 結(jié)語(yǔ)

概而言之，礦山機(jī)械設(shè)計(jì)制造作為社會(huì)發(fā)展過程中的基礎(chǔ)工業(yè)，機(jī)械制造水平嚴(yán)重影響著社會(huì)發(fā)展的水平和速度。礦山機(jī)械設(shè)計(jì)制造的未來(lái)發(fā)展向著智能化、智能化的趨勢(shì)發(fā)展。尤其是現(xiàn)如今人工智能技術(shù)的日新月異，我們堅(jiān)信，在礦山機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造中應(yīng)充分結(jié)合人工智能，確保設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品更為智能，更為環(huán)保。