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煤礦機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)思考
隨著煤礦發(fā)展速度的增加，機(jī)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(jī)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(duì)設(shè)備的質(zhì)量和性能提出了嚴(yán)格的要求。
摘要：通過分析礦井對(duì)煤礦機(jī)械裝備的要求，介紹了機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，剖析了機(jī)械設(shè)備優(yōu)化的趨勢(shì)，對(duì)煤礦機(jī)械裝備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一定的借鑒。
關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械;結(jié)構(gòu)優(yōu)化;應(yīng)用
機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量與安全性能是改進(jìn)提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益及競(jìng)爭(zhēng)力的最重要方面�？蓮臋C(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)改善著手，對(duì)裝備的組合形式和設(shè)計(jì)理念進(jìn)行創(chuàng)新。煤礦生產(chǎn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求也相對(duì)較高，因此，調(diào)整、優(yōu)化機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)是研究工作者一直努力的方向。
1礦井對(duì)煤礦機(jī)械裝備的要求
現(xiàn)階段，煤礦較高的日產(chǎn)量對(duì)機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)的要求越來越高，對(duì)設(shè)備的性能及可操控性的要求最為嚴(yán)格。煤礦機(jī)械裝備在功能上確保系統(tǒng)零錯(cuò)誤，在壽命上能保證設(shè)備系統(tǒng)的長(zhǎng)久運(yùn)行。針對(duì)煤礦的特點(diǎn)，機(jī)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(shí)，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(jìn)行控制，對(duì)設(shè)備的安全狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和精確分析。
2機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
2.1結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)是將整個(gè)系統(tǒng)按照功能分成幾個(gè)單獨(dú)的子系統(tǒng)，具體分析每一個(gè)子系統(tǒng)的特征，按照某一標(biāo)準(zhǔn)再將這些子模塊進(jìn)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(jì)
設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化需要根據(jù)外部的要求進(jìn)行自我調(diào)整，以滿足動(dòng)態(tài)需要。在設(shè)計(jì)的過程中，采用智能化平臺(tái)或者軟件，將結(jié)構(gòu)的功能與技術(shù)較好進(jìn)行優(yōu)化組合。
2.3系統(tǒng)化設(shè)計(jì)
一個(gè)完整的系統(tǒng)由多個(gè)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(yùn)行的能力，并可以根據(jù)各自的功能進(jìn)行分類。但是每個(gè)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(shí)，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(jī)械設(shè)備優(yōu)化的趨勢(shì)
隨著煤礦發(fā)展速度的增加，機(jī)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(jī)械的能力及水平、設(shè)備的市場(chǎng)需求現(xiàn)狀等等，都需要進(jìn)行調(diào)研，選出合格的設(shè)備產(chǎn)品。并且現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)的信息技術(shù)及傳感技術(shù)越來越先進(jìn)，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(jìn)的方向進(jìn)行。根據(jù)國(guó)內(nèi)煤礦機(jī)械裝備的發(fā)展調(diào)查顯示，機(jī)械裝備的逐漸朝著合作化、虛擬化及自動(dòng)化方向發(fā)展。
對(duì)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(jī)械零件設(shè)計(jì)、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(jìn)行交流，確保了設(shè)備的互通和高效利用。對(duì)于虛擬技術(shù)，是指利用計(jì)算機(jī)和仿真軟件在進(jìn)行設(shè)備制造時(shí)，先以數(shù)字的形式模擬設(shè)備的運(yùn)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(yùn)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(jìn)行反演，直到產(chǎn)品達(dá)到合格的狀態(tài)。除此之外，機(jī)械裝備還整合了集成技術(shù)、人機(jī)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(jì)在煤礦機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用
4.1穩(wěn)定的機(jī)械設(shè)計(jì)
煤礦機(jī)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(duì)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(jì)時(shí)應(yīng)尋求一種穩(wěn)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(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(jì)
為了使系統(tǒng)能動(dòng)態(tài)滿足煤礦的需求，應(yīng)在機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)過程中加入智能的元素，使設(shè)備可動(dòng)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(gè)子系統(tǒng)的工作效率來滿足整個(gè)系統(tǒng)的要求。這一過程的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)通過多次的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，而這種調(diào)整可以通過虛擬系統(tǒng)進(jìn)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(jì)是預(yù)測(cè)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(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。
4.3設(shè)備外觀設(shè)計(jì)
機(jī)械設(shè)備的功能及穩(wěn)定性設(shè)計(jì)是比較重要的，但是設(shè)備的外觀對(duì)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(jì)位置不合理會(huì)導(dǎo)致技術(shù)人員的操作錯(cuò)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(jì)均會(huì)對(duì)技術(shù)人員的精神造成影響。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的功能和工作環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證設(shè)備的高性能操作性�，F(xiàn)階段，摩擦學(xué)是機(jī)械設(shè)備的主要設(shè)計(jì)理念，涉及到設(shè)備的操作準(zhǔn)確性等。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的服務(wù)對(duì)象，合理設(shè)計(jì)設(shè)備觸控方式。煤礦機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)狀態(tài)應(yīng)通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行匯總，實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)，必要時(shí)，對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。
5結(jié)束語(yǔ)
文章通過分析現(xiàn)階段煤礦機(jī)械設(shè)備的現(xiàn)狀，分析了礦井對(duì)煤礦機(jī)械裝備的要求，介紹了機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，剖析了機(jī)械設(shè)備優(yōu)化的趨勢(shì)，并提出了現(xiàn)代設(shè)計(jì)在煤礦機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用的四個(gè)方面，對(duì)提高煤礦機(jī)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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