現代機械設計方法在礦山機械設計中的應用

卜繁剛

摘 要：在現代煤礦的生產和其他礦產資源開發的過程中，礦山的機械設計在其中有著非常重要的作用，礦山機械設計的情況對整個礦山開發的安全有著重要的影響，二者關系非常密切，同時礦山的機械設計對礦山開采的進程和質量也有起著重要的作用。所以，礦山機械設計水平的提高程度對我國礦山開發有著至關重要的作用。伴隨著當今社會經濟技術的發展，礦山機械設計方面的專家已經具備了結合現有的科研成果，進行性能優良的機械創造的能力。這對于我國礦山機械設計而言是十分可喜的情況。

關鍵詞：機械設計；現代；礦山；應用

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A

現如今，整個社會對于能源的需求量是非常大的，礦產資源的開發已經成為現今一個非常重要的行業，與此同時，各種各樣的礦難也隨之增多。造成礦難的原因多種多樣，但是其中因為礦山機械的設計導致的悲劇卻占了一大部分的原因。所以，加強礦山機械的設計，保證礦山機械的質量，發揮更大的實用性，是我們目前應該重要考慮和研究的問題。我國目前在這方面的研究已經取得了初步的成效。

1 現代礦山機械設計的內容以及重要意義

1.1 設計的內容

伴隨著現代科技的發展，傳統的設計方法因為無法滿足現代工業的發展需求，逐漸被社會淘汰。而現代設計將重心放在了智能、系統、穩定、先進和包容等方面，根據市場的實際需求情況，經由設計人員認真的推演、規劃，最終制定出來的。現代設計的方法對于推動企業的技術發展作用非常明顯。

1.2 設計的重要意義

正如大家所了解的，煤礦的開采過程是非常復雜的，而且設計的環節非常的多。而在整個的過程中，機械設計由于和開采的安全性息息相關，所以更加的顯示出現代機械設計的重要性。礦山機械設備貫穿于整個礦山的開采過程，這就要求相關部門必須重視機械設計的研究。現代機械設計的方法能夠為煤礦的開采節約成本，大大的提高市場的競爭力。

如今，我國經濟發展迅猛，科技水平不斷創新高，如何更好的將日新月異的技術應用到礦山機械設計中來，是今后一段時間我們要面臨的重要課題。

2 現代礦山機械設計的要點分析

2.1 設計理念體現以人為本

無論哪一種機械設計，都應該貫徹以人為本的原則，強調人的特殊作用。在這個理念中，還應該包括很多的內容，比如礦山機械的噪音都比較大，當然這也是由于其自身的體型和功能決定的，但是噪音會給人帶來非常大的傷害，如何盡量的削減噪音，是現代應該重視的一項研究。有關調查顯示，人如果長期處于特別嘈雜的環境中，對整個身體機能來說影響是非常大的，一旦受到傷害，首先表現出來的就是嘔吐和眩暈。有關數據表明，外界環境的音量如果超過了85dB，就會造成人體大腦皮層的興奮和難以自制的情況。一旦出現這種情況，就極易影響礦山操作者的工作狀態，造成事故的發生。所以，在礦山的設計中必須把人的因素加進來，盡可能的降低機器系統噪音的產生量，使用科學的手段降噪除噪。

特別是現階段，我國礦山的機械設計的自動化程度還比較低，為了體現人性化的設計，應該把設計要點也放在方便舒適的操作上，盡量使整個操作臺的設計更加的體現人性化。比如操作臺的位置問題，應該盡量針對人體眼睛的最佳角度來進行角度的設計，人眼的最佳視角是上下三十度左右，左右六十度左右，如果能夠滿足這個原則，就能更好的緩解操作者的視覺疲勞，提高操作的安全性。

2.2 做好綜合設計。

現代機械設計具有高效性、安全性和智能性的特點，在設計的過程中，對這些特點必須綜合進行考慮，結合人體的基本參數和生理指標進行綜合設計，綜合這些數據和指標進行實際的設計。這樣，機械設計的方案才會更加的完善，體現人性化的需求，滿足現代生產的需要。

3 現代機械設計方法在礦山中的具體應用。

3.1 仿生學設計技術的應用。

3.1.1 關于形態的仿生學

形態仿生學設計主要來源于大自然。仿生設計的素材基本都來自于形形色色的大自然。現代優秀的設計師，必須能夠通過大自然來獲得靈感，結合生物的不同形態來進行機械系統的設計，通過生物的自然形態的研究來獲得更好的生產力源泉。這一點是不可否認的，適者生存的自然法則決定了自然界中所有的生物都有他們自己生存的獨特能力。現如今，形態的仿生設計的理念已經更加的被重視，通過系統化的分析，進行有關數據的提取，這為更多的設計者更好的完成生態外形的改造提供了很大的幫助，使它們更好的額被應用到礦山的機械設計制造當中。

3.1.2 關于功能的仿生設計。

該理念主要是通過整個大自然中的生物本身特有的構造和能力進行分析，獲取數據，再結合礦山機械的設計需求進行功能的融合。功能仿生設計的源泉是自然界的生物本身，它們特有的功能給了設計者們一定的借鑒和模仿的空間，被最大限度的應用到了當今的礦山機械設計的需求之中。如果這些自然功能和實際功能可以完美的結合，對現代機械設計的功能新時期的到來時功不可沒的。這對于整個礦山機械的設計來說，其優勢是不可估量的，這也是礦山機械設計今后主要的發展方向。

3.2 綠色設計理念的應用

3.2.1 有關設計方法的探析

礦山機械在運行的過程中，產生的有害物質是比較多的，這對自然環境構成了很大的威脅，比如礦山機械的動力系統一般都是靠柴油機帶動的，柴油機在工作的過程中噪聲比較大，排放的顆粒物也比較多，特別是那種大缸徑的柴油機，對環境的影響特別的嚴重。因此，為了環保技術的設計，在礦山機械設計中必須加強綠色設計。

從整體的角度出發，綠色設計是整個設計系統的核心，在礦山設計中就是突出結構的設計，比如可拆卸的設計，材料的選擇，環境的設計，包裝的設計創新等等。這其中最重要的方面就是對環境的綜合評價，這個方面將會貫穿于整個的過程之中，主要用在企業礦山機械設備的開發和設計、制作的過程中。

評價指標體系建立的情況，可以考慮生態平衡和廢棄的處理等等。其中對于美觀度的要求、舒適度的要求、廢棄物的回收都是要考慮的，必須貫穿于整個世紀、制造和使用的過程之中，也要體現在回收的環節中。原因就是在礦山機械的設計中，每個階段的工作都是交叉在一起進行著的，這就要求建立一個完善的環境以有利于內部的交叉使用。一方面，有利于信息的篩選、傳送，另一方面有利于反復的使用。

3.2.2 有關綠色設計的技術分析

在綠色設計中，首要的就是數據管理的技術，然后是針對建模和仿真技術，第三就是評價的技術。數據的管理，是在礦山機械的綠色設計中一個至關重要的技術，在礦山機械設計的生命周期中，每個環節都有對它的需要，并且需求量是很大的，涵蓋了綠色資源和工程的規范技術等進行管理的技術，可以按照事先的眼球將相關的數據信息傳遞給指定位置的工作人員。

3.3 優化設計的應用

目前，優化設計在礦山機械設計中運用已經相當廣泛了。優化設計主要是指將設計中遇到的問題向數學模型進行轉化，充分利用現代計算機技術，經過準確的計算，得到最佳的可行性方案。優化設計不僅僅推動了計算機輔助功能的進程，也大大提高了產品性能。

3.4 可靠性設計的應用

對設計產品質量評定的一個重要方面就是機械在一定的時間和條件下，能夠完成的工作強度的能力。為了使設備的性能達到最佳，必須按照機械的性能、材料等進行大量的試驗，進行細致的分析，獲得具體有效的數據，結合機械的強度、尺寸、材料進行設計，延長設備的使用壽命，提高機械的可靠性。

3.5 穩健性設計的應用

結合系統的非線性因素，將多方面的可控因素進行優化，同時優化產品的性能，進而提高機械的穩定性。礦山機械的工作環境相對惡劣，這就要求通過穩健的設計技術，保證機器能夠在惡劣的環境中保持穩定、長久的工作狀態。

3.6 智能設計的應用

經過長期的科學技術的發展，智能機器的出現已經是一種形勢了。所以，在礦山機械的設計中盡量采用智能系統設計，是勢在必行的。通過集成傳感器、控制器和執行器，可以保證機械適應環境能力的提高，還能有效的降低能耗，提高性能。

結語

現代礦山機械設計的方法還是比較多的，礦山機械設計在礦山的開采過程中作用還是非常明顯的，設計者如果能夠保持與時俱進，更好的進行現有科學資源的運用，那么使礦山機械真正的體現智能化、人性化、精密化的特質，就指日可待了。設計人員要不斷的創立新觀念、學習新理論，不斷的提高自身的社會責任感，為設計出更具有國際競爭力和影響力、更加有效的礦山機械產品而努力。

參考文獻

[1]宋昊妍.論現代設計方法在礦山機械設計中的應用[J].機電技術，2015.

[2]劉毅.現代設計理論和方法在煤礦機械設計中的應用[J].科技風，2013.

[3]田升，韓勇.試析礦山機械設計中現代設計方法的體現[J].城市建設理論研究（電子版），2015.