煤礦機械裝備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計思考

時間：2022-11-28 08:10:03 理工學(xué) 我要投稿

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　　隨著煤礦發(fā)展速度的增加，機械設(shè)備技術(shù)由原來的底端制造技術(shù)開始向高精尖技術(shù)方向轉(zhuǎn)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(shè)備的質(zhì)量和性能提出了嚴(yán)格的要求。

煤礦機械裝備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計思考

　　摘要：通過分析礦井對煤礦機械裝備的要求，介紹了機械設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法，剖析了機械設(shè)備優(yōu)化的趨勢，對煤礦機械裝備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供一定的借鑒。

　　關(guān)鍵詞：煤礦機械;結(jié)構(gòu)優(yōu)化;應(yīng)用

　　機械設(shè)備的質(zhì)量與安全性能是改進提高企業(yè)的經(jīng)濟效益及競爭力的最重要方面�？蓮臋C械設(shè)備的設(shè)計及結(jié)構(gòu)改善著手，對裝備的組合形式和設(shè)計理念進行創(chuàng)新。煤礦生產(chǎn)對機械設(shè)備的要求也相對較高，因此，調(diào)整、優(yōu)化機械裝備結(jié)構(gòu)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(xiàn)階段，煤礦較高的日產(chǎn)量對機械裝備結(jié)構(gòu)的要求越來越高，對設(shè)備的性能及可操控性的要求最為嚴(yán)格。煤礦機械裝備在功能上確保系統(tǒng)零錯誤，在壽命上能保證設(shè)備系統(tǒng)的長久運行。針對煤礦的特點，機械裝備應(yīng)朝著更大型化和精準(zhǔn)化的方向發(fā)展，在設(shè)備出現(xiàn)故障時，能根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示，判斷設(shè)備的問題所在，快速解決問題。為了提高設(shè)備的可操作性，應(yīng)將系統(tǒng)利用電腦進行控制，對設(shè)備的安全狀態(tài)進行數(shù)據(jù)采集和精確分析。

　　2機械設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法

　　2.1結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計

　　結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計是將整個系統(tǒng)按照功能分成幾個單獨的子系統(tǒng)，具體分析每一個子系統(tǒng)的特征，按照某一標(biāo)準(zhǔn)再將這些子模塊進行重新組合。在結(jié)構(gòu)模塊化整合的過程中，技術(shù)人員應(yīng)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(shè)計

　　設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化需要根據(jù)外部的要求進行自我調(diào)整，以滿足動態(tài)需要。在設(shè)計的過程中，采用智能化平臺或者軟件，將結(jié)構(gòu)的功能與技術(shù)較好進行優(yōu)化組合。

　　2.3系統(tǒng)化設(shè)計

　　一個完整的系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，為了保證系統(tǒng)服務(wù)的水平，應(yīng)保證系統(tǒng)中的子系統(tǒng)具有完整運行的能力，并可以根據(jù)各自的功能進行分類。但是每個系統(tǒng)之間還應(yīng)具有一定的聯(lián)系，在設(shè)備系統(tǒng)功能服務(wù)發(fā)生改變時，可以通過更改子系統(tǒng)之間的組合方式滿足新系統(tǒng)要求。具體形式見圖1所示。

　　3機械設(shè)備優(yōu)化的趨勢

　　隨著煤礦發(fā)展速度的增加，機械設(shè)備技術(shù)由原來的底端制造技術(shù)開始向高精尖技術(shù)方向轉(zhuǎn)變。高端技術(shù)的整合需要多方面的配合才能完成，例如設(shè)備制造技術(shù)的研發(fā)、加工機械的能力及水平、設(shè)備的市場需求現(xiàn)狀等等，都需要進行調(diào)研，選出合格的設(shè)備產(chǎn)品。并且現(xiàn)在機械行業(yè)的信息技術(shù)及傳感技術(shù)越來越先進，在設(shè)備材料的甄選、設(shè)備制造加工、設(shè)備功能開發(fā)等方面朝著更加先進的方向進行。根據(jù)國內(nèi)煤礦機械裝備的發(fā)展調(diào)查顯示，機械裝備的逐漸朝著合作化、虛擬化及自動化方向發(fā)展。

　　對于合作化來說，是指在企業(yè)發(fā)展過程中，為了尋求更加穩(wěn)定的發(fā)展模式，企業(yè)之間開始采取合作的形式，比如在機械零件設(shè)計、材料供給、設(shè)備銷售上均采用合作的形式，通過網(wǎng)絡(luò)或者電話進行交流，確保了設(shè)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行設(shè)備制造時，先以數(shù)字的形式模擬設(shè)備的運行功能及穩(wěn)定狀態(tài)，獲取在不同溫度或者不同速度下的設(shè)備運行參數(shù)，通過相關(guān)技術(shù)規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整設(shè)備的結(jié)構(gòu)進行反演，直到產(chǎn)品達(dá)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(shè)備的可操控性及服務(wù)水平。

　　4現(xiàn)代設(shè)計在煤礦機械設(shè)備的應(yīng)用

　　4.1穩(wěn)定的機械設(shè)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(shè)備的質(zhì)量和性能提出了嚴(yán)格的要求。因此，在設(shè)備設(shè)計時應(yīng)尋求一種穩(wěn)定可靠的方式進行，這種可靠的方式最核心的手段是利用系統(tǒng)的非線性特征，甄選出合適的關(guān)鍵因素，使設(shè)備能夠適應(yīng)苛刻的環(huán)境要求。

　　4.2智能設(shè)計

　　為了使系統(tǒng)能動態(tài)滿足煤礦的需求，應(yīng)在機械設(shè)備設(shè)計過程中加入智能的元素，使設(shè)備可動態(tài)的傳遞控制器傳來的命令，以外界因素的要求為目標(biāo)，通過調(diào)節(jié)各個子系統(tǒng)的工作效率來滿足整個系統(tǒng)的要求。這一過程的實現(xiàn)，應(yīng)通過多次的實驗進行調(diào)整，而這種調(diào)整可以通過虛擬系統(tǒng)進行。這種虛擬系統(tǒng)就是上文提到的模擬系統(tǒng)。智能化最重要的設(shè)計是預(yù)測系統(tǒng)下一步的需要，并作出相應(yīng)的調(diào)整，因此，應(yīng)在系統(tǒng)控制中引入智能軟件或者智能系統(tǒng)對設(shè)備進行控制。

　　4.3設(shè)備外觀設(shè)計

　　機械設(shè)備的功能及穩(wěn)定性設(shè)計是比較重要的，但是設(shè)備的外觀對設(shè)備的操作性的影響也是不可忽視的。例如，如果設(shè)備的顏色或者按鈕設(shè)計位置不合理會導(dǎo)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，過亮或者過暗的顏色設(shè)計均會對技術(shù)人員的精神造成影響。在進行設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的功能和工作環(huán)境進行設(shè)計，保證設(shè)備的高性能操作性�，F(xiàn)階段，摩擦學(xué)是機械設(shè)備的主要設(shè)計理念，涉及到設(shè)備的操作準(zhǔn)確性等。在設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的服務(wù)對象，合理設(shè)計設(shè)備觸控方式。煤礦機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)狀態(tài)應(yīng)通過計算機技術(shù)進行匯總，實時監(jiān)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)，必要時，對子系統(tǒng)進行調(diào)整。

　　5結(jié)束語

　　文章通過分析現(xiàn)階段煤礦機械設(shè)備的現(xiàn)狀，分析了礦井對煤礦機械裝備的要求，介紹了機械設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法，剖析了機械設(shè)備優(yōu)化的趨勢，并提出了現(xiàn)代設(shè)計在煤礦機械設(shè)備的應(yīng)用的四個方面，對提高煤礦機械設(shè)備的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)損耗具有積極意義。

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