CAD技術(shù)在礦山機械設(shè)計中的應(yīng)用

摘 要：CAD技術(shù)在目前我國礦山機械的設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。利用CAD軟件對設(shè)計機械進行構(gòu)造設(shè)計、結(jié)構(gòu)部件調(diào)整、尺寸標注以方便機械設(shè)備的生產(chǎn)加工和日常維修，成為現(xiàn)代機械尤其是一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計精密、部件繁多的礦山機械設(shè)計一種流行趨勢，對現(xiàn)代機械設(shè)計的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：CAD繪圖技術(shù)；礦山機械；機械設(shè)計

1 礦山機械設(shè)計

一般意義上的礦山機械，指的是直接用于礦物的探查、開采、富選等作業(yè)的機械，包括磨礦機、破碎機、鉆機、球磨機、振動篩、起重機、輸送機、通風(fēng)機、水泵等多種機械設(shè)備。這些機械設(shè)備由于其工作環(huán)境的特殊性和工作功能的復(fù)雜性，需要對其進行特別的設(shè)計。

1.1 礦山機械設(shè)備工作環(huán)境特殊

以某煤炭地下采礦系統(tǒng)為例，為避免自動化機械對操作人員的損傷以及采礦過程中可能引起的冒頂片幫、透水、中毒、火災(zāi)、爆炸等事故，需要對礦山機械進行防觸電設(shè)計，并對作業(yè)環(huán)境進行通風(fēng)、排水、巷道加固支護、瓦斯?jié)舛缺O(jiān)控、防靜電、防火設(shè)計，這就要求所采用的機械設(shè)備具有一定的防觸漏電結(jié)構(gòu)，并設(shè)置一定的緊急聯(lián)鎖制動系統(tǒng)，防止機械設(shè)備在工作中出現(xiàn)異動對作業(yè)人員造成機械傷害等。

1.2 礦山機械設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜

相較于其他機械設(shè)備，礦山機械由于工作的特殊性常常需要更精密、更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計。以某金屬地下采礦系統(tǒng)為例，礦井里由于空間受限，巖層堅硬，這就要求著采礦掘進機械設(shè)備結(jié)構(gòu)強度較高、各部件力學(xué)性能要求較高、結(jié)構(gòu)也相應(yīng)更緊湊。如圖1所示為某掘進機截割部結(jié)構(gòu)圖。

圖1 某掘進機截割部結(jié)構(gòu)圖

1截割頭組件；2懸臂段；3截割減速器；4、6、8銷軸；5蓋板；7截割電機

2 CAD技術(shù)及軟件功能

2.1 CAD技術(shù)

CAD技術(shù)指的是計算機輔助設(shè)計技術(shù)（CAD-Computer Aided Design），是利用計算機及其圖形設(shè)備軟件幫助設(shè)計人員進行圖形參數(shù)計算、設(shè)計、繪制、修改、尺寸標注、信息儲存等工作的計算機應(yīng)用技術(shù)。

2.2 CAD軟件功能

目前Auto-cad軟件開發(fā)出了平面圖形處理的二維cad和立體圖形處理的三維cad圖形處理模塊，用戶可根據(jù)各自的需要對圖形進行設(shè)計與處理。軟件提供了二維平面繪圖、繪圖輔助工具、圖形編輯、文字書寫與修改、尺寸標注及計算、圖層管理、三維圖形繪制、網(wǎng)絡(luò)共享、數(shù)據(jù)交換等多種功能，使用時根據(jù)用戶的特殊需要選取不同功能進行工作，操作極為方便。

3 CAD技術(shù)在礦山機械設(shè)計中的應(yīng)用

CAD技術(shù)很好地解決機械設(shè)計過程中圖形繪制困難的問題。通過計算機軟件繪制的機械設(shè)備圖紙，設(shè)計、生產(chǎn)加工、維修人員可以在計算機上輕松地利用CAD圖形閱讀軟件進行尺寸的標注和修改、結(jié)構(gòu)部件的位置調(diào)整和準確定位，并可以對局部區(qū)域進行放大和縮小查看，既方便設(shè)計人員對整體-局部位置關(guān)系的設(shè)計，又有利于生產(chǎn)加工及維修人員對部件細節(jié)和部件結(jié)構(gòu)位置的把握。因此在目前的機械設(shè)計尤其是裝備復(fù)雜結(jié)構(gòu)緊湊化、大型化、特種化的礦山機械中得到了廣泛的應(yīng)用。

利用CAD技術(shù)在礦山機械設(shè)備設(shè)計中的好處主要有：

3.1 減少設(shè)計工作的工作周期和工作量

采用CAD技術(shù)進行機械設(shè)備的設(shè)計工作，一方面使得機械設(shè)備的復(fù)雜構(gòu)造轉(zhuǎn)化成簡單的幾何圖形，這既方便圖形的繪制，也利于生產(chǎn)加工制造單位對于機械設(shè)備構(gòu)造的整體把握；另一方面也使得機械設(shè)備設(shè)計工作量減少，設(shè)計周期變短，更方便機械設(shè)備的設(shè)計工作。

3.2 有利于機械設(shè)備構(gòu)件細節(jié)的設(shè)計

CAD技術(shù)軟件能夠?qū)D形的局部區(qū)域進行放大和縮小查看、編輯處理，在實際的圖形繪制過程中，可以更加注重細節(jié)的把握。將平常很難準確把握的部件結(jié)構(gòu)細節(jié)處理清楚，并且保證精細構(gòu)件與周邊構(gòu)件的精確結(jié)合，尤其是涉及齒輪咬合部分，這就有效地避免了由于機械設(shè)備構(gòu)件結(jié)合不準造成的機械設(shè)備故障，給機械的日常工作提供保障。

3.3 有利于機械設(shè)備構(gòu)件的修改

CAD圖形編輯軟件提供了圖形修改功能，主要包括線條修改（打斷、延伸、刪除等）、尺寸修改（拉伸）等。在機械設(shè)備設(shè)計中圖形繪制出現(xiàn)問題時，可以方便地利用軟件提供的編輯模塊進行修改，操作極為方便。

3.4 有利于機械設(shè)備的直觀裝配

CAD技術(shù)繪制的圖形對于各部件的安裝位置及大小有著精確的標注，因此在進行機械設(shè)備的生產(chǎn)加工制造過程中，各部件組合安裝更加直觀。在圖形繪制過程中，隨時利用軟件對機械設(shè)備進行模型演示，以方便查找設(shè)計中存在的問題。

3.5 保證機械設(shè)備設(shè)計質(zhì)量

CAD技術(shù)是計算機應(yīng)用技術(shù)的一種，有力地避免了機械設(shè)備設(shè)計中人為的失誤造成的設(shè)計質(zhì)量降低問題，并且其智能控制系統(tǒng)可以精確地查找設(shè)計中存在的問題，因此，更容易保證機械設(shè)備設(shè)計質(zhì)量，更利于機械設(shè)備的設(shè)計工作。

4 CAD技術(shù)未來的發(fā)展趨勢

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展與進步，CAD技術(shù)也相應(yīng)的得到飛速的發(fā)展，通過CAD技術(shù)在實際機械設(shè)計中的設(shè)計討論，我們認為未來的CAD技術(shù)會越來越向著標準化、智能化、普及化發(fā)展。

4.1 CAD技術(shù)的標準化

CAD技術(shù)在機械設(shè)計制造中圖形的繪制、編輯、修改中占據(jù)有重要的地位，越來越多的設(shè)計單位、機械制造公司和機械使用單位利用CAD技術(shù)來進行日常的工作。因此，CAD技術(shù)必定向著應(yīng)用技術(shù)的標準化發(fā)展以逐漸減少在交流過程中引起的誤解，這既是CAD技術(shù)日常應(yīng)用的需要，也是CAD技術(shù)發(fā)展的必然要求。

4.2 CAD技術(shù)的智能化

CAD技術(shù)軟件如果只是單純的提供圖形繪制和編輯修改工具模塊，那么在實際的工作過程中會因為操作復(fù)雜而“難以上手”從而導(dǎo)致設(shè)計人員工作效率的下降，并且在實際的工作中可能會由于操作困難而導(dǎo)致圖形繪制出現(xiàn)偏差和錯誤，不利于設(shè)計工作的進行。因此，CAD技術(shù)在未來發(fā)展過程中需要重點注意智能化發(fā)展，以完整的模塊功能代替繁瑣的編輯技巧，更方便設(shè)計工作圖形繪制的進行。

4.3 CAD技術(shù)的普及化

CAD技術(shù)在圖形繪制應(yīng)用上的強大功能優(yōu)勢保證著它的使用市場空間，那么在未來的工作過程中，CAD技術(shù)會得到越來越廣泛的應(yīng)用和普及，不僅局限于機械設(shè)備的圖形設(shè)計，包括房屋裝修、管線敷設(shè)、工藝流程設(shè)計等多種實際生產(chǎn)生活活動都可以應(yīng)用CAD技術(shù)，極大地方便人們的日常生活。

5 結(jié)束語

CAD技術(shù)憑借著其在圖形繪制、編輯方面強大的優(yōu)勢，在現(xiàn)代機械設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用，并且占有舉足輕重的地位。工作人員應(yīng)當根據(jù)實際工作需要，不斷熟練CAD圖形處理軟件的功能，把CAD技術(shù)靈活地應(yīng)用到機械設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)、加工制造、維修過程中去，不斷推動CAD技術(shù)的發(fā)展。