煤礦技術中機械裝備結構優化設計

崔建忠

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，國內各行各業發生翻天覆地的變化，特別是煤礦產業發展速度特別快，煤礦產業在我國的經濟地位中所起的作用不容小覷。它的穩定健康發展影響到我國整體經濟建設。煤礦機械裝備在煤礦業中占很重要地位，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化設計分析。

關鍵詞：煤礦技術；機械裝備；結構優化

煤礦產業是我國對自然資源煤礦進行開采，從而用于各行各業的生產，滿足人們的需求的一種產業。近年來，中國的經濟不斷發展，很多行業的發展依賴于煤礦業，煤礦業在中國的經濟中所占的位置不可撼動。煤礦產業中，機械起到決定作用，機械質量的好壞直接關系到煤礦生產的順利進行。隨著社會制造業，信息產業和材料業的不斷發展，煤礦生產中，對煤礦機械設備的結構優化設計要求更嚴格。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化設計，不斷創新設計方法。煤礦技術中機械裝備結構優化設計，已經受到煤礦產業的重視，是煤礦產業中必須解決的問題。

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，社會上各行各業的發展離不開煤礦，煤礦在我國消費市場中占有很大比重。在煤礦產業中，煤礦的生產主要靠機械裝備，機械裝備的好壞直接關系到煤礦的質量，關系到煤礦產業的發展。隨著我國經濟的發展，每年所需的煤礦總量不斷增加，若煤礦機械設備比較落后，則關系到煤礦的產量和質量等，嚴重阻礙我國經濟發展。

煤礦生產的環境很惡劣，對機械設備的要求比較高。由于我國經濟發展的需要以及各行各業的發展，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，不斷有煤礦事故發生，造成的人員傷亡逐年增加，礦難所造成的經濟損失不可估量。因此，煤礦機械設備問題，值得煤礦生產企業反思，要從每次礦難中總結經驗和教訓，對煤礦技術中機械裝備結構優化設計采取一些措施，只有這樣，才能保證煤礦產業持續健康發展，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狀

煤礦產業中，我國在管理方面和一些發達國家差距很大。目前，很多發達國家運用計算機技術進行煤礦管理，而我國的煤礦生產還是經驗管理階段。國外很多發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采取這些技術。國外發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。國外發達國家在自動化技術方面，采用集成系統制造，柔性制造，數控機床等，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 煤礦產業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，才能使煤礦生產高效，才能避免礦難發生。在壽命方面，使用的機械設備壽命要長，要定時保養和維修，若機械壽命短，要經常換，會影響生產的順利進行，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控，集約化生產，使煤礦高效，有質量的生產。

4 煤礦技術中機械結構優化設計

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

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，從而形成不同的產品，這些模塊既是零件的同時，又是系統。模塊之間應進行聯接和配合，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，互聯網，多媒體等進行設計，體現出機械設備的結構和構想。

4.3 煤礦技術中機械結構系統化設計

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

5 煤礦技術中機械結構優化設計的應用

5.1 可靠和穩健的機械設計

煤礦開采環境惡劣，可靠穩健的機械設計可保證煤礦煤礦生產順利進行和生命安全。可靠性是指設備在規定條件下內完成設定目標的能力，可靠性成為衡量產品質量的一個重要參數。可靠的機械設計，所用的設計變量是經過多次測試并進過檢驗后得到的統計量。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計分析，給出具體的參數，保證機械的可靠度，提高設備的壽命，保證煤礦安全生產。穩健設計指利用系統的非線性，在可控因素下，機械設備對環境變化，機器老化等問題出于最不敏感狀態，使機械很穩定。

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，依據機械的功能而在形態、結構、色彩、外表加工等方面進行創新設計。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，在煤礦生產中，有些煤礦企業沒日沒夜的工作，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事故，影響煤礦順利安全的生產。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，利用技術和數據設計技術系統，使設備滿足人的要求，優化人-機系統，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，要體現人性化設計，充分考慮人的因素，使人一機一，環境一體化，保證煤礦環境的安全，可靠，提高煤礦生產安全性。

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的效益和安全性，關系到人們的生命財產安全，所以有必要運用一些創新方法對機械裝備結構優化設計。隨著科技的發展，機械設備設計人員應該與時俱進，將創新理念與智能化，數字化，虛擬化技術結合起來，提高煤礦的生產效率和安全性。

參考文獻

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