提高煤礦機(jī)械維修性的設(shè)計(jì)途徑探究

吳英偉 董建超 孫偉 董學(xué)偉 王占春

摘要：文章先分析了煤礦機(jī)械維修性設(shè)計(jì)必要性，隨后介紹了煤礦機(jī)械維修性設(shè)計(jì)途徑，包括方案設(shè)計(jì)、可達(dá)性設(shè)計(jì)、模件化設(shè)計(jì)、故障檢測(cè)、識(shí)別性設(shè)計(jì)，希望能給相關(guān)人士提供有效參考。

關(guān)鍵詞：煤礦;機(jī)械維修性;設(shè)計(jì)途徑

引言：在新時(shí)期發(fā)展背景下，隨著科技水平持續(xù)提升，對(duì)煤礦施工質(zhì)量和施工安全提出更高要求，機(jī)械設(shè)備作為煤礦施工中的重要部件，其應(yīng)用性能會(huì)直接影響施工效果，為此需要加強(qiáng)煤礦機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)研究，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)備維修性，保障設(shè)備滿足穩(wěn)定施工要求，提升煤礦施工質(zhì)量。

一、煤礦機(jī)械維修性的設(shè)計(jì)必要性

煤礦施工機(jī)械，特別是某些井下施工機(jī)械設(shè)備，因?yàn)樗幨┕きh(huán)境相對(duì)較差，整體施工作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致其中的機(jī)械設(shè)備頻繁出現(xiàn)各種故障問(wèn)題，由于井下施工的維修時(shí)間較短，維修空間有限，其中大部分設(shè)備零件和設(shè)備的修理、更新和替換工作需要將維修設(shè)備、工具以及零件在地面和井下之間進(jìn)行運(yùn)輸。如此進(jìn)一步擴(kuò)大了設(shè)備維修復(fù)雜度和難度，影響煤礦正常的生產(chǎn)活動(dòng)。怎樣在短時(shí)間內(nèi)減少維修資源投入，并促進(jìn)煤礦機(jī)械快速恢復(fù)原有維修性能，是煤礦機(jī)械應(yīng)用部門(mén)以及管理單位重點(diǎn)研究的內(nèi)容。除了提升維修單位以及生產(chǎn)部門(mén)相關(guān)管理策略之外，煤礦機(jī)械的應(yīng)用方面更希望可以從設(shè)備整體設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造等方面采取有效應(yīng)對(duì)措施，積極探索優(yōu)化設(shè)備維修性的有效渠道。

二、煤礦機(jī)械維修性設(shè)計(jì)途徑

（一）方案設(shè)計(jì)

現(xiàn)代化社會(huì)中，關(guān)于煤礦機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)工作，除了需要保證設(shè)備功能滿足實(shí)際生產(chǎn)要求之外，還需要保障設(shè)備方便維修、應(yīng)用和安裝，如此才能進(jìn)一步提升機(jī)械設(shè)備整體運(yùn)行效率。機(jī)械設(shè)備的產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)以及綜合論證中，需要設(shè)計(jì)人員形成良好的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理念，合理引入并行工程原理，結(jié)合設(shè)備從設(shè)計(jì)至實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用整個(gè)壽命周期中各項(xiàng)影響因素，涵蓋機(jī)械的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝、維修、調(diào)試、應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)。為此，設(shè)計(jì)人員針對(duì)產(chǎn)品實(shí)施建模設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮產(chǎn)品維修、拆卸以及安裝等結(jié)構(gòu)工藝，明確設(shè)備維修性，確保整個(gè)設(shè)備不留死角，所有部件盡量選擇快速解脫設(shè)備，方便安裝拆卸[1]。

（二）可達(dá)性設(shè)計(jì)

可達(dá)性即設(shè)備在維修、替換、更新中，可以順利靠近維修部件，有序開(kāi)展維修作業(yè)，也是促進(jìn)設(shè)計(jì)和裝配過(guò)程有效協(xié)調(diào)的特征。有效可達(dá)性能夠幫助減少維修中的差錯(cuò)和牽連問(wèn)題，提升整個(gè)維修作業(yè)舒適性和便利性。可達(dá)性主要包括以下幾點(diǎn)，第一是保障安裝空間擁有良好可達(dá)性，針對(duì)煤礦機(jī)械進(jìn)行拆卸維修安裝中，安裝環(huán)境空間需要為各項(xiàng)維修工作提供有效的操作空間。方便維修人員可以長(zhǎng)時(shí)間選擇一種便利的維修姿勢(shì)，從長(zhǎng)寬高三種層面設(shè)計(jì)合理結(jié)構(gòu)尺寸滿足維修空間建設(shè)要求。實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求，滿足機(jī)械維修對(duì)于所處空間的具體要求。

設(shè)備外部可達(dá)性方面，針對(duì)機(jī)械外殼，在維修設(shè)計(jì)中離不開(kāi)各種窗口，為此針對(duì)窗口部位進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)中可以選擇抽出式、扇門(mén)式、可拆蓋式等形式，除此之外，還可以選擇快速開(kāi)啟蓋板、卡鎖式等形式，順利取代螺釘以及其他緊固件中的固定蓋板，窗口上的尺寸設(shè)計(jì)需要符合所用維修設(shè)備工具以及基礎(chǔ)部件尺寸要求。內(nèi)部可達(dá)性方面，煤礦機(jī)械內(nèi)各個(gè)部件應(yīng)該是方便接近和看到的，立足于維修設(shè)計(jì)層面，在設(shè)備內(nèi)部適當(dāng)留出配置空間，進(jìn)行綜合考慮。對(duì)于其中重且大的零件，對(duì)放置位置進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，方便未來(lái)相關(guān)零件拆換中不會(huì)對(duì)其他部件造成損傷。對(duì)于那些具有較高維修頻率部件應(yīng)該盡量設(shè)置在方便接觸的部位，滿足部件拆裝中的工具和人員進(jìn)入空間要求。將維修部件設(shè)置在視線范圍內(nèi)，方便維修人員開(kāi)展目視檢測(cè)。部分零件配置在實(shí)際維修工作中應(yīng)該盡量避免高壓和高溫?fù)p傷。

（三）模件化設(shè)計(jì)

模件化設(shè)計(jì)方面，模件即在機(jī)電設(shè)備中單獨(dú)分離后得到的整體結(jié)構(gòu)，比如在采煤機(jī)內(nèi)順利分離馬達(dá)以及壓力油泵等部件，電子設(shè)備機(jī)座以及模塊等。模件化設(shè)計(jì)主要包含以下優(yōu)勢(shì)，第一是擺脫了維修作業(yè)的空間限制，不再繼續(xù)停留于單獨(dú)元件中，轉(zhuǎn)而在更高一級(jí)單元中進(jìn)行替換維修，進(jìn)一步改善傳統(tǒng)模式下現(xiàn)場(chǎng)同步拆卸修理的方式，把變位拆修轉(zhuǎn)化成原位替換，能夠進(jìn)一步減少維修時(shí)間。第二是所用操作設(shè)備較為簡(jiǎn)單，技術(shù)要求較低，有利于操作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行自主維修。第三是拆卸替換后的模件可以直接送回機(jī)修車(chē)間，方便備用修復(fù)。為提升現(xiàn)場(chǎng)維修便利性和迅速性，設(shè)計(jì)中需要綜合考慮頻發(fā)替換模件重量和尺寸參數(shù)，立足于人機(jī)工程學(xué)視角，設(shè)計(jì)中綜合考慮維修人員特征，方便維修人員抓緊模件。維修人員對(duì)模件抓取的最高質(zhì)量和提升高度之間屬于一種遞減函數(shù)聯(lián)系。假如模件重量超出人員提重能力，需要額外安裝起重設(shè)備和起重環(huán)。

（四）故障檢測(cè)設(shè)計(jì)

當(dāng)下的大型設(shè)備像是綜采機(jī)械普遍是液、電、機(jī)綜合體。故障形式相對(duì)復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)故障查找中需投入較長(zhǎng)時(shí)間，甚至還會(huì)直接影響生產(chǎn)進(jìn)度。為此針對(duì)現(xiàn)代機(jī)電設(shè)備進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)中，需要提高重視。對(duì)于大型設(shè)備可以選擇設(shè)置自動(dòng)診斷軟件以及檢查裝置，準(zhǔn)確定位故障[2]。

（五）識(shí)別性設(shè)計(jì)

識(shí)別性即確保所需維修部件和零件的方便識(shí)別性，對(duì)于井下照明條件不足的煤礦機(jī)械檢修操作中具有重要意義。為了方便維修技術(shù)人員對(duì)所需替換零件實(shí)施快速識(shí)別和檢測(cè)，對(duì)于維修中所用配件、工具以及測(cè)試裝置等，需要在初期設(shè)計(jì)階段進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)記，可以選擇不同標(biāo)志牌、符號(hào)以及色彩顯示出具體差異。主要條件如下，第一是對(duì)于相同類(lèi)型裝置設(shè)備需要選擇一致標(biāo)記方式。第二是在醒目部位進(jìn)行標(biāo)記，確保人們方便識(shí)別和發(fā)現(xiàn)。特殊條件下可以直接利用熒光方式進(jìn)行標(biāo)記。第三是確保標(biāo)記具有良好的耐用性能和抗腐性。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，針對(duì)現(xiàn)代化煤礦機(jī)械進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)中，需要盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)件，合理應(yīng)用各種標(biāo)準(zhǔn)維修設(shè)備工具，選擇安全設(shè)計(jì)措施，有效維修性屬于評(píng)價(jià)機(jī)電設(shè)備應(yīng)用性能的重要內(nèi)容，同時(shí)也是用戶重點(diǎn)關(guān)心內(nèi)容，因?yàn)榫S修性設(shè)計(jì)時(shí)間較短，依然存在較大發(fā)展空間，為此需要進(jìn)行不斷探索研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝宇晨.煤礦機(jī)械維修質(zhì)量的影響因素及提升措施的探討[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2020，35（05）：260-261.

[2]陳美瓔.露天煤礦設(shè)備機(jī)械維修中故障診斷技術(shù)的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2019（20）：123-124.