煤礦機械裝備結構優(yōu)化設計思考

時間：2022-11-28 08:10:03 理工學我要投稿

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煤礦機械裝備結構優(yōu)化設計思考

　　隨著煤礦發(fā)展速度的增加，機械設備技術由原來的底端制造技術開始向高精尖技術方向轉變。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，通風效果不理想等因素對設備的質量和性能提出了嚴格的要求。

煤礦機械裝備結構優(yōu)化設計思考

　　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。

　　關鍵詞：煤礦機械;結構優(yōu)化;應用

　　機械設備的質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。可從機械設備的設計及結構改善著手，對裝備的組合形式和設計理念進行創(chuàng)新。煤礦生產(chǎn)對機械設備的要求也相對較高，因此，調(diào)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(xiàn)階段，煤礦較高的日產(chǎn)量對機械裝備結構的要求越來越高，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(tǒng)零錯誤，在壽命上能保證設備系統(tǒng)的長久運行。針對煤礦的特點，機械裝備應朝著更大型化和精準化的方向發(fā)展，在設備出現(xiàn)故障時，能根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示，判斷設備的問題所在，快速解決問題。為了提高設備的可操作性，應將系統(tǒng)利用電腦進行控制，對設備的安全狀態(tài)進行數(shù)據(jù)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，按照某一標準再將這些子模塊進行重新組合。在結構模塊化整合的過程中，技術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(jù)外部的要求進行自我調(diào)整，以滿足動態(tài)需要。在設計的過程中，采用智能化平臺或者軟件，將結構的功能與技術較好進行優(yōu)化組合。

　　2.3系統(tǒng)化設計

　　一個完整的系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，為了保證系統(tǒng)服務的水平，應保證系統(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)之間還應具有一定的聯(lián)系，在設備系統(tǒng)功能服務發(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機械設備優(yōu)化的趨勢

　　隨著煤礦發(fā)展速度的增加，機械設備技術由原來的底端制造技術開始向高精尖技術方向轉變。高端技術的整合需要多方面的配合才能完成，例如設備制造技術的研發(fā)、加工機械的能力及水平、設備的市場需求現(xiàn)狀等等，都需要進行調(diào)研，選出合格的設備產(chǎn)品。并且現(xiàn)在機械行業(yè)的信息技術及傳感技術越來越先進，在設備材料的甄選、設備制造加工、設備功能開發(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，比如在機械零件設計、材料供給、設備銷售上均采用合作的形式，通過網(wǎng)絡或者電話進行交流，確保了設備的互通和高效利用。對于虛擬技術，是指利用計算機和仿真軟件在進行設備制造時，先以數(shù)字的形式模擬設備的運行功能及穩(wěn)定狀態(tài)，獲取在不同溫度或者不同速度下的設備運行參數(shù)，通過相關技術規(guī)范為標準，調(diào)整設備的結構進行反演，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、人機一體化的功能，提高了設備的可操控性及服務水平。

　　4現(xiàn)代設計在煤礦機械設備的應用

　　4.1穩(wěn)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，通風效果不理想等因素對設備的質量和性能提出了嚴格的要求。因此，在設備設計時應尋求一種穩(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(tǒng)能動態(tài)滿足煤礦的需求，應在機械設備設計過程中加入智能的元素，使設備可動態(tài)的傳遞控制器傳來的命令，以外界因素的要求為目標，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)。智能化最重要的設計是預測系統(tǒng)下一步的需要，并作出相應的調(diào)整，因此，應在系統(tǒng)控制中引入智能軟件或者智能系統(tǒng)對設備進行控制。

　　4.3設備外觀設計

　　機械設備的功能及穩(wěn)定性設計是比較重要的，但是設備的外觀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導致技術人員的操作錯誤。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計均會對技術人員的精神造成影響。在進行設計時，應根據(jù)產(chǎn)品的功能和工作環(huán)境進行設計，保證設備的高性能操作性�，F(xiàn)階段，摩擦學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，應根據(jù)設備的服務對象，合理設計設備觸控方式。煤礦機械設備的結構狀態(tài)應通過計算機技術進行匯總，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結束語

　　文章通過分析現(xiàn)階段煤礦機械設備的現(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(xiàn)代設計在煤礦機械設備的應用的四個方面，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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