煤矿技术中机械装备结构优化设计

崔建忠

摘要：随着我国经济的快速发展，国内各行各业发生翻天覆地的变化，特别是煤矿产业发展速度特别快，煤矿产业在我国的经济地位中所起的作用不容小觑。它的稳定健康发展影响到我国整体经济建设。煤矿机械装备在煤矿业中占很重要地位，煤矿机械装备的质量，性能，结构设计等对矿山的安全很重要，所以文章探讨煤矿技术中机械装备结构设计存在的一些问题，并提出一些机械装备结构优化设计分析。

关键词：煤矿技术；机械装备；结构优化

煤矿产业是我国对自然资源煤矿进行开采，从而用于各行各业的生产，满足人们的需求的一种产业。近年来，中国的经济不断发展，很多行业的发展依赖于煤矿业，煤矿业在中国的经济中所占的位置不可撼动。煤矿产业中，机械起到决定作用，机械质量的好坏直接关系到煤矿生产的顺利进行。随着社会制造业，信息产业和材料业的不断发展，煤矿生产中，对煤矿机械设备的结构优化设计要求更严格。要提高煤矿机械设备的性能和质量，必须做到：对机械设备的保护和维修；对煤矿机械设备结构进行优化设计，不断创新设计方法。煤矿技术中机械装备结构优化设计，已经受到煤矿产业的重视，是煤矿产业中必须解决的问题。

1 煤矿技术中机械装备的重要性

煤矿是我国很重要的自然资源，社会上各行各业的发展离不开煤矿，煤矿在我国消费市场中占有很大比重。在煤矿产业中，煤矿的生产主要靠机械装备，机械装备的好坏直接关系到煤矿的质量，关系到煤矿产业的发展。随着我国经济的发展，每年所需的煤矿总量不断增加，若煤矿机械设备比较落后，则关系到煤矿的产量和质量等，严重阻碍我国经济发展。

煤矿生产的环境很恶劣，对机械设备的要求比较高。由于我国经济发展的需要以及各行各业的发展，对煤矿的需求量与日俱增，我国大型的煤矿开采基地不断增加。同时，由于煤矿机械设备的问题，不断有煤矿事故发生，造成的人员伤亡逐年增加，矿难所造成的经济损失不可估量。因此，煤矿机械设备问题，值得煤矿生产企业反思，要从每次矿难中总结经验和教训，对煤矿技术中机械装备结构优化设计采取一些措施，只有这样，才能保证煤矿产业持续健康发展，才能保证人们的生命安全。

2 我国煤矿技术中机械装备结构设计现状

煤矿产业中，我国在管理方面和一些发达国家差距很大。目前，很多发达国家运用计算机技术进行煤矿管理，而我国的煤矿生产还是经验管理阶段。国外很多发达国家采用计算机来进行机械结构设计，如CAD/CAM技术等，而在我国很少有企业采取这些技术。国外发达国家采用超精密加工和微细加工，而我国跟国外比差距很多。国外发达国家在自动化技术方面，采用集成系统制造，柔性制造，数控机床等，使其智能化，集成化，而我国则是单机自动化和刚性自动化。

3 煤矿产业中对机械设备的要求

随着我国对煤矿的需求量不断剧增，很多大型煤矿开采基地不断增多。为了保证煤矿生产的顺利进行和保证煤矿开采人员的生命安全，因此对煤矿机械设备要求高。在质量方面，机械设备要可靠，不能采购劣质的设备，不使用旧式，落后的机器，应使用新型的质量好的设备，才能使煤矿生产高效，才能避免矿难发生。在寿命方面，使用的机械设备寿命要长，要定时保养和维修，若机械寿命短，要经常换，会影响生产的顺利进行，也会增加成本的投资。在操作控制方面，采用计算机进行操作和监控，集约化生产，使煤矿高效，有质量的生产。

4 煤矿技术中机械结构优化设计

煤矿技术中机械结构优化设计对煤矿的开采十分重要，因此，一些煤矿企业的技术人员经过多年研究，对煤矿技术中机械结构进行了优化设计，主要从机械结构模块化设计，智能化，系统化。

4.1 煤矿技术中机械结构模块化设计

结构化模块设计指将一个产品分成一个或几个模块，将这几个模块进行组合，从而形成不同的产品，这些模块既是零件的同时，又是系统。模块之间应进行联接和配合，具有互换性和相容性。

4.2 煤矿技术中机械结构智能化设计

智能化设计是指利用各种智能软件，虚拟设计，互联网，多媒体等进行设计，体现出机械设备的结构和构想。

4.3 煤矿技术中机械结构系统化设计

系统化设计指将多个设计组合成一个系统，将所有的设计联合在一起后，可达到完成的目标，并且各个设计之间不存在干扰，但是又相互联系，相互配合。

5 煤矿技术中机械结构优化设计的应用

5.1 可靠和稳健的机械设计

煤矿开采环境恶劣，可靠稳健的机械设计可保证煤矿煤矿生产顺利进行和生命安全。可靠性是指设备在规定条件下内完成设定目标的能力，可靠性成为衡量产品质量的一个重要参数。可靠的机械设计，所用的设计变量是经过多次测试并进过检验后得到的统计量。进行可靠性设计，可以提高煤矿机械的性能和可靠性。对一些随机变量，模糊变量，如载荷、几何尺度等进行测试和统计分析，给出具体的参数，保证机械的可靠度，提高设备的寿命，保证煤矿安全生产。稳健设计指利用系统的非线性，在可控因素下，机械设备对环境变化，机器老化等问题出于最不敏感状态，使机械很稳定。

5.2 机械设备的造型设计

造型设计是指用特定的物质材料，依据机械的功能而在形态、结构、色彩、外表加工等方面进行创新设计。煤矿机械设备不仅要考虑其使用功能，还要考虑其外观，使其同时具有实用性和美观性。煤矿开采环境恶劣，对机械设备的技术性能要求高，同时其设备的外观和舒适性也重要。在对煤矿机械设备进行设计时，除了要满足其性能要求，还要在外观上，色彩上采用柔和、温馨、亲情，具有以人为本的造型设计，使工人在工作时保持心情愉悦，提高工作效率和安全性，保证煤矿生产的效益。

5.3 机械设备的摩擦学设计

由于煤矿量的需求不断增加，在煤矿生产中，有些煤矿企业没日没夜的工作，由于长时间的工作，机械设备磨损很严重。摩擦学是研究机械在相对运动时，运动表面受到摩擦，磨损的学科。机械设备的磨损会影响其使用寿命，有些机械设备磨损很严重，但是没有及时更换的情况下很容易出现事故，影响煤矿顺利安全的生产。所以在机械设备设计时，要考虑到零件之间的摩擦，设备与设备直接的摩擦，设备与外界环境的摩擦，将摩擦力降低最低。

5.4 人体工程设计

人机工程设计技术是利用人机工程学理论，面向人的机械设备设计技术。人机工程以人的生理和心理特征为基础，利用技术和数据设计技术系统，使设备满足人的要求，优化人-机系统，最佳配合，达到事半功倍的效果。人机工程设计能提高工作的有效性，提高煤矿生产效率，降低工人的体力消耗，减少操作失误，适合不同水平的操作者使用。煤矿机械设备的安全性不可忽视，在进行机械设备设计时，要体现人性化设计，充分考虑人的因素，使人一机一，环境一体化，保证煤矿环境的安全，可靠，提高煤矿生产安全性。

6 结束语

煤矿技术中机械装备的结构设计尤为重要，它直接关系到煤矿生产的效益和安全性，关系到人们的生命财产安全，所以有必要运用一些创新方法对机械装备结构优化设计。随着科技的发展，机械设备设计人员应该与时俱进，将创新理念与智能化，数字化，虚拟化技术结合起来，提高煤矿的生产效率和安全性。

参考文献

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[2]郑继水.煤矿机械绿色设计与加工的途径[J].山东煤炭科技，2011（2）：52-57.