煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)與制造技術(shù)解析

高真真

摘要：煤礦開采的機(jī)械化，可有效提高煤礦生產(chǎn)效率，繼而提高煤礦企業(yè)的經(jīng)營效益。提倡煤礦機(jī)械產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)與制造，在設(shè)計(jì)過程中，選用綠色機(jī)械產(chǎn)品材料，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行可拆卸性、可循環(huán)利用設(shè)計(jì)，并科學(xué)應(yīng)用虛擬制造技術(shù)、再制造技術(shù)以及集成化制造技術(shù)，對(duì)于煤礦產(chǎn)業(yè)的綠色建設(shè)具有積極作用。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；綠色設(shè)計(jì)；制造技術(shù)；解析

隨著人們生活水平的提高，對(duì)環(huán)境的關(guān)注度也在不斷提升，人們開始重視環(huán)境的保護(hù)，并且將環(huán)保作為一項(xiàng)造福子孫后代的事業(yè)，在這種形勢(shì)下，我國機(jī)械制造步入了環(huán)保節(jié)能的設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，應(yīng)該于生產(chǎn)實(shí)踐中的環(huán)保設(shè)計(jì)理念層出不窮，綠色機(jī)械產(chǎn)品的制造技術(shù)也隨之不斷提升[1]。煤炭作為我國最豐富的不可再生能源，被廣泛應(yīng)用于我國居民的日常生活以及社會(huì)工業(yè)的生產(chǎn)制造，隨著我國能源需求的擴(kuò)大，其生產(chǎn)效率也在不斷提高，各類機(jī)械設(shè)備被廣泛應(yīng)用于煤礦開采中，提倡煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)與制造，對(duì)于煤礦行業(yè)的綠色建設(shè)具有積極意義。

一、煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)

（一）選用綠色機(jī)械產(chǎn)品材料

在煤礦機(jī)械產(chǎn)品原材料的選擇過程中，不僅對(duì)質(zhì)量、性能方面有較高的要求，對(duì)于材料環(huán)保性能的要求也越來越高，這樣才能保證煤礦機(jī)械在日常使用時(shí)安全無害、環(huán)保省電，在出現(xiàn)故障報(bào)廢時(shí)也可以將一些原材料回收利用，且最大程度降低廢棄物對(duì)環(huán)境的污染[3]。一般來說，煤礦機(jī)械的金屬材料一般會(huì)選擇鐵、鋁等熱塑性好的可回收材料，其他結(jié)構(gòu)材料的使用也都是選擇能耗低、對(duì)人體無害、無腐蝕、易降解的環(huán)保材料。總之，原材料的選擇首先要滿足環(huán)保節(jié)能優(yōu)先的要求，再對(duì)材料的價(jià)格、性能、使用年限、材料兼容性等進(jìn)行綜合考慮，才能保證機(jī)械產(chǎn)品的環(huán)境兼容性。

（二）煤礦機(jī)械產(chǎn)品的可拆卸性

煤礦機(jī)械產(chǎn)品通常由多個(gè)不同功能的系統(tǒng)部件組合而成，在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該劃分為不同系列不同模塊進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，將各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程都分開，制造出不同類型不同工藝的子系統(tǒng)部件，這樣便于產(chǎn)品維修的及回收利用。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)細(xì)化整個(gè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，在保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的前提下，使得各部件的拆卸難度降低，這個(gè)設(shè)計(jì)過程需要設(shè)計(jì)師綜合考慮產(chǎn)品拆卸的先后順序、拆卸成本及可回收零部件的價(jià)值，結(jié)合產(chǎn)品維修及回收利用使得具體拆卸過程，提出科學(xué)環(huán)保的設(shè)計(jì)方案。在產(chǎn)品的不同子系統(tǒng)部件連接與子系統(tǒng)內(nèi)部零部件的整合設(shè)計(jì)中，盡量采取可拆卸的連接方式（比如可分離的搭扣、機(jī)械結(jié)構(gòu)互相咬合等），整體設(shè)計(jì)布局應(yīng)符合人性化標(biāo)準(zhǔn)，在故障易發(fā)部位進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)，以便對(duì)零部件進(jìn)行拆卸維修或者更換，方便后期的維護(hù)工作[2]。

（三）煤礦機(jī)械產(chǎn)品的可循環(huán)利用

煤礦機(jī)械產(chǎn)品的可循環(huán)利用，即對(duì)環(huán)保型原材料、機(jī)械零構(gòu)件等具有再利用價(jià)值的構(gòu)建進(jìn)行回收利用，爭(zhēng)取將產(chǎn)品淘汰后的資源耗損及環(huán)境污染降到最低。產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)產(chǎn)品環(huán)保原材料及產(chǎn)品回收利用系統(tǒng)進(jìn)行深入的了解，再結(jié)合可拆卸性設(shè)計(jì)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，使可回收利用的零部件易于從整體中分離，通過對(duì)產(chǎn)品回收利用價(jià)值的分析決定其回收利用設(shè)計(jì)的重要程度，降低再利用材料的加工成本，在整體的設(shè)計(jì)中，盡量使用環(huán)保節(jié)能的材料。產(chǎn)品后期維護(hù)人員將負(fù)責(zé)回收利用的過程，需要熟悉掌握產(chǎn)品的回收設(shè)計(jì)理念，根據(jù)各個(gè)構(gòu)建的回收利用價(jià)值分析結(jié)果，對(duì)各類部件進(jìn)行處理。

二、煤礦機(jī)械產(chǎn)品的綠色制造技術(shù)

（一）煤礦機(jī)械的虛擬制造

任何生產(chǎn)設(shè)備在實(shí)際使用的過程中，都難免會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障，或者出現(xiàn)能耗過大、不符合綠色設(shè)計(jì)理念的情況，這都會(huì)影響到機(jī)械產(chǎn)品在煤礦開采過程中的適用性，在這一情形下，必須應(yīng)用合理的評(píng)估技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的中間環(huán)節(jié)對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行測(cè)評(píng)。目前應(yīng)用較為廣發(fā)的建模、仿真、優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)體系當(dāng)為美國的物理系統(tǒng)融合技術(shù)（CPS），在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)時(shí)，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器、通信技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以建立設(shè)計(jì)模型，進(jìn)行仿真測(cè)試，檢測(cè)所設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品是否存在設(shè)計(jì)不合理的地方，是否解決了上一代機(jī)型存在的實(shí)際問題，其性能是否進(jìn)一步提升[3]。

（二）煤礦機(jī)械產(chǎn)品的再制造

煤礦機(jī)械產(chǎn)品有一定的使用年限，到期后其性能會(huì)受到一定的影響，只能將之淘汰，更換全新的機(jī)械設(shè)備。再制造技術(shù)就是將使用年限已到的機(jī)械產(chǎn)品或零構(gòu)件通過修復(fù)或再次加工的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些產(chǎn)品原材料的循環(huán)利用，這樣能夠有效降低產(chǎn)品原材料損耗率，降低機(jī)械產(chǎn)品廢棄造成的環(huán)境污染。一般情況下，為了保持機(jī)械產(chǎn)品的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)定期對(duì)其進(jìn)行維護(hù)檢修，發(fā)現(xiàn)損壞的零構(gòu)件可及時(shí)更換，并且進(jìn)行二次加工或者是技術(shù)改造，在保證產(chǎn)品品質(zhì)的情況下，將其再次應(yīng)用于到產(chǎn)品制造中。

（三）煤礦機(jī)械產(chǎn)品的集成化制造

機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)是傳統(tǒng)機(jī)械制造的核心，將之與現(xiàn)代化的信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及數(shù)字化技術(shù)結(jié)合在一起，便是近幾年了崛起的一種新型機(jī)械工程技術(shù)——智能化、集成化傳動(dòng)技術(shù)[4]。這一技術(shù)應(yīng)用了多種元器件，將所有元器件的功能結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程中傳動(dòng)零件運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)施監(jiān)控，賦予了機(jī)械自我診斷和系我修復(fù)的功能，在機(jī)械制造過程中，這一系統(tǒng)可根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)要求及環(huán)境影響評(píng)估結(jié)果，為機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供信息支持，這種設(shè)計(jì)制造應(yīng)用一體化的制造技術(shù)，能夠有效優(yōu)化產(chǎn)品的性能配置。

三、結(jié)語

隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，機(jī)械化生產(chǎn)已逐步取代了人工生產(chǎn)，機(jī)電設(shè)備廣泛應(yīng)用在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，煤礦機(jī)電設(shè)備的使用，實(shí)現(xiàn)了煤礦開采運(yùn)輸各個(gè)環(huán)節(jié)的機(jī)械化操作，使得其生產(chǎn)效率大大提升，為企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益。為了響應(yīng)環(huán)保型社會(huì)的建設(shè)理念，機(jī)械制造行業(yè)提出了綠色設(shè)計(jì)與制造的理念，在制造煤礦機(jī)械產(chǎn)品時(shí)，遵循綠色環(huán)保、節(jié)能降耗的理念，選擇綠色的機(jī)械產(chǎn)品原材料，在優(yōu)化產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可拆卸可循環(huán)利用設(shè)計(jì)，這樣能夠大大降低機(jī)械產(chǎn)品的養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用，而且能夠減少由于機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代造成的資源損耗，通過綠色制造技術(shù)，這樣的綠色煤礦機(jī)械產(chǎn)品能夠批量化生產(chǎn)，投入煤礦開采行業(yè)中。

參考文獻(xiàn)

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[2]薛穎豪.芻議煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)和制造[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014，21：8-9.

[3]田坤文.解析新時(shí)期背景下機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的綠色設(shè)計(jì)法[J].電子制作，2015，06：191.

[4]羅正球.關(guān)于工程機(jī)械綠色設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的相關(guān)思考[J].橡塑技術(shù)與裝備，2015，24：65-66.