淺析煤礦機械綠色設計及制造

林輝 王紅青

摘要：隨著科學技術的不斷更新，煤礦開采機械化程度不斷增加，但煤礦機械一般體積龐大，為高能耗設備，易對環境造成污染，浪費資源。為緩解煤礦機械與生態環境的矛盾，提高企業的經濟效益與社會效益，實現可持續發展，綠色設計制造為煤礦機械的設計生產提供了具體實施方法

關鍵詞：煤礦機械;綠色設計;制造

引 言

煤礦機械在以往的設計加工過程中多為粗放型，煤礦機械體積較為龐大，消耗能源多，產生較多廢棄物。井下生產環境惡劣，在滿足產品使用性能及安全性能的基礎上，如何降低煤礦機械對能源的消耗，減小對環境的影響，提高零部件的可拆卸、可回收等利用率，通過可維修來延長產品使用壽命，使企業效益與環境效益達最優，綠色設計及制造已成為煤礦機械產品設計加工的主要遵循原則

一、綠色設計概述

綠色設計主要是指通過對資源的高效率使用，減少使用過程中所帶來的環境污染。這一理念往往更加的重視節約資源以及材料的二次利用，從而逐漸實現經濟發展與生態建設相互配合發展。

我國的各項綠色設計工作，可以有效實現經濟與生態雙向發展，對產品的技術、環境和安全有著很大的提高與保障。技術施工人員在進行工作的時候，一般會著重的考慮對產品的生產、使用以及二次回收等，從而進一步保證綠色煤炭機械設備可以具備相對環保、節能與高效的特點。

二、煤礦機械綠色設計制造

1.產品功能設計優化

在產品設計之初，如何確定產品所要實現全部功能，產品整個生命周期的策劃就顯得尤其重要。為滿足客戶需求，充分調查分析客戶需求，優化產品性能及結構，確認產品最終設計方案。面對機構復雜性，如何有效傳遞能量，采用最為環保的工作模式，應不斷優化產品結構設計方案。同時充分利用計算機技術，模擬產品的使用工況，及早預測產品的使用性能，節約產品制造成本，減小資源浪費，同時對發現的問題可以盡早修正，提高產品的制造效率。利用前沿的科技手段，建立大數據庫，在保證產品生產周期的前提下，制定最優工藝技術方案及有效可實施的質量保證計劃，使設計制造的產品最終能真正的滿足客戶需求，造成不必要的浪費。

2.產品可拆卸性的設計

在產品的回收利用中拆卸是非常關鍵的部分，通過拆卸能夠有效地進行材料和零部件的回收利用。在拆卸設計的過程中還需要充分的考慮報廢后的拆卸問題，從而能夠更好的確保產品的使用。通常情況下煤礦機械產品體積較大，同時加工過程比較復雜，會使用很多的原材料，為了能夠有效地進行煤礦機械的應用，在設計的過程中需要保證可拆卸性。目前在煤礦機械可可拆卸性設計方面主要有三個內容，包括：拆卸中的產品設計、工藝設計與系統設計，整個過程需要有效地控制拆卸的工作量，有效地保證零部件的充分使用，更好地確保產品的結構。

3.綠色設計數據庫

設計人員在進行產品設計之時，一定要提前對數據庫進行合理的構建，構建標準要嚴格的遵循以環境、技術以及材料作為核心的主要要求。并且，數據庫的構建可以為各類數據之間的處理提供推動作用，同時，還有利于生產成本的具

體分析、材料的合理選用等方面工作的開展。設計施工人員在設計數據庫的時候還要重視對材料類型、裝備制造以及回收率等方面的工作，從而進一步的促使綠色生態技術得到提高，相關的法規可以得到有效的完善。

4.產品的安全性設計

煤機產品使用環境井下工況惡劣，承受的載荷較大，且沖擊力大。煤機設備長期處于重載、高溫、潮濕、顆粒物多的工作環境，若出現設計缺陷或加工質量缺陷，造成產品出現質量問題，嚴重的出現安全事故。設計人員需在設計之初就把零部件疲勞性、抗應力性能通過計算選擇適合的安全系數，充分利用人機工程學，實際井下操作人員可安全可靠的操作設備。在設計階段應多使用虛擬現實仿真設計軟件進行實際模擬，對重要零部件承載能力及運行工況進行詳細計算，保證設備運行安全。借助于計算機軟件的輔助設計手段，不僅可以縮短產品開發時間，提高產品可靠性，還為產品使用安全提供強有力的保障，同時降低了因產品不合格出現的返修頻率，有效的節約資源。

三、煤機產品的綠色制造

1.柔性化綠色機械加工

綠色加工制造的過程中需要重點做好柔性化加工，在進行操作的時候需要靈活地進行生產線的調整。目前，煤礦機械加工的柔性主要包括工藝、機械及運行等方面，柔性越大，能夠更好地控制時間和成本，保證機械加工達到要求。另外，還需要隨時更新產品，從才能更好地符合符合市場發展需求。

3.優化制造流程

為確保機械制造的效率和質量的提升，要對機械設備的尺寸、形狀以及性質等進行確保，在進行煤礦機械綠色制造的過程中優化相關的制造流程。目前，我國的煤礦機械綠色制造工作在開展的過程中，堅持將環境、制造以及能源進行交叉融合。但這是不夠的，技術人員也要有依據的進行方案評審與選擇的工作。設計施工人員在作業之前，需要著重的對產品質量、功能以及開發周期等產生影響的因素進行深入的考慮。如今，我國的設計人員不僅重視對信息化技術的充分利用，同時在煤礦機械的相關生產流程中也逐漸的重視起對網絡化的普及工作，并且最終也實現了整合制造中心和機床設備的相關工作

4.虛擬制造

虛擬制造業在具體的推行過程中主要涵蓋了虛擬生產、開發等各個方面?？偠灾?，在生產過程中，虛擬技術所起的主要作用就是有效的降低生產成本，并且提高生產效率。虛擬技術可以進一步降低產品的設計周期以及能源的消耗。另外，如果可以合理的利用信息化技術，就能實現對各項數據的匯總，比如產品切削量、切削刀具等方面的數據。從而進一步的促進設計建設工作的開展，不斷的提高煤礦機械工業的綠色制造技術，優化制造過程。

5.在產品設計之初，如何確定

產品所要實現全部功能，產品整個生命周期的策劃就顯得尤其重要。為滿足客戶需求，充分調查分析客戶需求，優化產品性能及結構，確認產品最終設計方案。面對機構復雜性，如何有效傳遞能量，采用最為環保的工作模式，應不斷優化產品結構設計方案。同時充分利用計算機技術，模擬產品的使用工況，及早預測產品的使用性能，節約產品制造成本，減小資源浪費，同時對發現的問題可以盡早修正，提高產品的制造效率。利用前沿的科技手段，建立大數據庫，在保證產品生產周期的前提下，制定最優工藝技術方案及有效可實施的質量保證計劃，使設計制造的產品最終能真正的滿足客戶需求，造成不必要的浪費。

結束語：我國經濟增長方式已由粗獷型生產轉變為精益化生產，煤礦機械行業屬于高污染、高能耗產業，隨著生產不斷進步，對煤礦機械的要求越來越高，要求煤機企業加大對技術的投入，采用新技術、新手段，提高其核心競爭力，實現煤礦機械發展與生態環境和諧共贏。從可持續發展理念出發，煤礦機械設備從設計選材、生產制造、后期使用及最終報廢的整個生命周期統籌考慮，煤機產品的綠色設計制造是制造業未來的發展趨勢，煤礦機械正在朝著智能化、集成化、數字化方向發展，充分考慮煤礦機械產品對社會和環境造成的負面影響，既要創造經濟利益同時又可與社會環境和諧發展。綠色設計制造對可持續發展具有重要意義，是未來發展煤礦機械發展的必然趨勢。

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