煤礦機械裝備結構優(yōu)化設計思考

　　隨著(zhù)煤礦發(fā)展速度的增加，機械設備技術(shù)由原來(lái)的底端制造技術(shù)開(kāi)始向高精尖技術(shù)方向轉變。煤礦機械裝備的工作環(huán)境是較為惡劣的，地下環(huán)境潮濕，通風(fēng)效果不理想等因素對設備的質(zhì)量和性能提出了嚴格的要求。

　　摘要：通過(guò)分析礦井對煤礦機械裝備的要求，介紹了機械設備結構優(yōu)化設計方法，剖析了機械設備優(yōu)化的趨勢，對煤礦機械裝備的結構優(yōu)化設計提供一定的借鑒。

　　關(guān)鍵詞：煤礦機械;結構優(yōu)化;應用

　　機械設備的質(zhì)量與安全性能是改進(jìn)提高企業(yè)的經(jīng)濟效益及競爭力的最重要方面�？蓮臋C械設備的設計及結構改善著(zhù)手，對裝備的組合形式和設計理念進(jìn)行創(chuàng )新。煤礦生產(chǎn)對機械設備的要求也相對較高，因此，調整、優(yōu)化機械裝備結構是研究工作者一直努力的方向。

　　1礦井對煤礦機械裝備的要求

　　現階段，煤礦較高的日產(chǎn)量對機械裝備結構的要求越來(lái)越高，對設備的性能及可操控性的要求最為嚴格。煤礦機械裝備在功能上確保系統零錯誤，在壽命上能保證設備系統的長(cháng)久運行。針對煤礦的特點(diǎn)，機械裝備應朝著(zhù)更大型化和精準化的方向發(fā)展，在設備出現故障時(shí)，能根據系統的數據顯示，判斷設備的問(wèn)題所在，快速解決問(wèn)題。為了提高設備的可操作性，應將系統利用電腦進(jìn)行控制，對設備的安全狀態(tài)進(jìn)行數據采集和精確分析。

　　2機械設備結構優(yōu)化設計方法

　　2.1結構模塊化設計

　　結構模塊化設計是將整個(gè)系統按照功能分成幾個(gè)單獨的子系統，具體分析每一個(gè)子系統的特征，按照某一標準再將這些子模塊進(jìn)行重新組合。在結構模塊化整合的過(guò)程中，技術(shù)人員應使拆分的子模塊具有各自的相容性和互換性。

　　2.2智能化設計

　　設備結構優(yōu)化需要根據外部的要求進(jìn)行自我調整，以滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)需要。在設計的過(guò)程中，采用智能化平臺或者軟件，將結構的功能與技術(shù)較好進(jìn)行優(yōu)化組合。

　　2.3系統化設計

　　一個(gè)完整的系統由多個(gè)子系統組成，為了保證系統服務(wù)的水平，應保證系統中的子系統具有完整運行的能力，并可以根據各自的功能進(jìn)行分類(lèi)。但是每個(gè)系統之間還應具有一定的聯(lián)系，在設備系統功能服務(wù)發(fā)生改變時(shí)，可以通過(guò)更改子系統之間的組合方式滿(mǎn)足新系統要求。具體形式見(jiàn)圖1所示。

　　3機械設備優(yōu)化的趨勢

　　隨著(zhù)煤礦發(fā)展速度的增加，機械設備技術(shù)由原來(lái)的底端制造技術(shù)開(kāi)始向高精尖技術(shù)方向轉變。高端技術(shù)的整合需要多方面的配合才能完成，例如設備制造技術(shù)的研發(fā)、加工機械的能力及水平、設備的市場(chǎng)需求現狀等等，都需要進(jìn)行調研，選出合格的設備產(chǎn)品。并且現在機械行業(yè)的信息技術(shù)及傳感技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，在設備材料的甄選、設備制造加工、設備功能開(kāi)發(fā)等方面朝著(zhù)更加先進(jìn)的方向進(jìn)行。根據國內煤礦機械裝備的發(fā)展調查顯示，機械裝備的逐漸朝著(zhù)合作化、虛擬化及自動(dòng)化方向發(fā)展。

　　對于合作化來(lái)說(shuō)，是指在企業(yè)發(fā)展過(guò)程中，為了尋求更加穩定的發(fā)展模式，企業(yè)之間開(kāi)始采取合作的形式，比如在機械零件設計、材料供給、設備銷(xiāo)售上均采用合作的形式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )或者電話(huà)進(jìn)行交流，確保了設備的互通和高效利用。對于虛擬技術(shù)，是指利用計算機和仿真軟件在進(jìn)行設備制造時(shí)，先以數字的形式模擬設備的運行功能及穩定狀態(tài)，獲取在不同溫度或者不同速度下的設備運行參數，通過(guò)相關(guān)技術(shù)規范為標準，調整設備的結構進(jìn)行反演，直到產(chǎn)品達到合格的狀態(tài)。除此之外，機械裝備還整合了集成技術(shù)、人機一體化的功能，提高了設備的可操控性及服務(wù)水平。

　　4現代設計在煤礦機械設備的應用

　　4.1穩定的機械設計

　　煤礦機械裝備的工作環(huán)境是較為惡劣的，地下環(huán)境潮濕，通風(fēng)效果不理想等因素對設備的質(zhì)量和性能提出了嚴格的要求。因此，在設備設計時(shí)應尋求一種穩定可靠的方式進(jìn)行，這種可靠的方式最核心的手段是利用系統的非線(xiàn)性特征，甄選出合適的關(guān)鍵因素，使設備能夠適應苛刻的環(huán)境要求。

　　4.2智能設計

　　為了使系統能動(dòng)態(tài)滿(mǎn)足煤礦的需求，應在機械設備設計過(guò)程中加入智能的元素，使設備可動(dòng)態(tài)的傳遞控制器傳來(lái)的命令，以外界因素的要求為目標，通過(guò)調節各個(gè)子系統的工作效率來(lái)滿(mǎn)足整個(gè)系統的要求。這一過(guò)程的實(shí)現，應通過(guò)多次的實(shí)驗進(jìn)行調整，而這種調整可以通過(guò)虛擬系統進(jìn)行。這種虛擬系統就是上文提到的模擬系統。智能化最重要的設計是預測系統下一步的需要，并作出相應的調整，因此，應在系統控制中引入智能軟件或者智能系統對設備進(jìn)行控制。

　　4.3設備外觀(guān)設計

　　機械設備的功能及穩定性設計是比較重要的，但是設備的外觀(guān)對設備的操作性的影響也是不可忽視的。例如，如果設備的顏色或者按鈕設計位置不合理會(huì )導致技術(shù)人員的操作錯誤。在礦井中，工作人員精神狀態(tài)欠佳，因此，過(guò)亮或者過(guò)暗的顏色設計均會(huì )對技術(shù)人員的精神造成影響。在進(jìn)行設計時(shí)，應根據產(chǎn)品的功能和工作環(huán)境進(jìn)行設計，保證設備的高性能操作性�，F階段，摩擦學(xué)是機械設備的主要設計理念，涉及到設備的操作準確性等。在設計時(shí)，應根據設備的服務(wù)對象，合理設計設備觸控方式。煤礦機械設備的結構狀態(tài)應通過(guò)計算機技術(shù)進(jìn)行匯總，實(shí)時(shí)監控系統的工作狀態(tài)，必要時(shí)，對子系統進(jìn)行調整。

　　5結束語(yǔ)

　　文章通過(guò)分析現階段煤礦機械設備的現狀，分析了礦井對煤礦機械裝備的要求，介紹了機械設備結構優(yōu)化設計方法，剖析了機械設備優(yōu)化的趨勢，并提出了現代設計在煤礦機械設備的應用的四個(gè)方面，對提高煤礦機械設備的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)損耗具有積極意義。

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