煤矿机械装备探析

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摘要：

通过分析矿井对煤矿机械装备的要求，介绍了机械设备结构优化设计方法，剖析了机械设备优化的趋势，对煤矿机械装备的结构优化设计提供一定的借鉴。

关键词：

煤矿机械；结构优化；应用

机械设备的质量与安全性能是改进提高企业的经济效益及竞争力的最重要方面。可从机械设备的设计及结构改善着手，对装备的组合形式和设计理念进行创新。煤矿生产对机械设备的要求也相对较高，因此，调整、优化机械装备结构是研究工作者一直努力的方向。

1矿井对煤矿机械装备的要求

现阶段，煤矿较高的日产量对机械装备结构的要求越来越高，对设备的性能及可操控性的要求最为严格。煤矿机械装备在功能上确保系统零错误，在寿命上能保证设备系统的长久运行。针对煤矿的特点，机械装备应朝着更大型化和精准化的方向发展，在设备出现故障时，能根据系统的数据显示，判断设备的问题所在，快速解决问题。为了提高设备的可操作性，应将系统利用电脑进行控制，对设备的安全状态进行数据采集和精确分析。

2机械设备结构优化设计方法

2.1结构模块化设计

结构模块化设计是将整个系统按照功能分成几个单独的子系统，具体分析每一个子系统的特征，按照某一标准再将这些子模块进行重新组合。在结构模块化整合的过程中，技术人员应使拆分的子模块具有各自的相容性和互换性。

2.2智能化设计

设备结构优化需要根据外部的要求进行自我调整，以满足动态需要。在设计的过程中，采用智能化平台或者软件，将结构的功能与技术较好进行优化组合。

2.3系统化设计

一个完整的系统由多个子系统组成，为了保证系统服务的水平，应保证系统中的子系统具有完整运行的能力，并可以根据各自的功能进行分类。但是每个系统之间还应具有一定的联系，在设备系统功能服务发生改变时，可以通过更改子系统之间的组合方式满足新系统要求。具体形式见图1所示。

3机械设备优化的趋势

随着煤矿发展速度的增加，机械设备技术由原来的底端制造技术开始向高精尖技术方向转变。高端技术的整合需要多方面的配合才能完成，例如设备制造技术的研发、加工机械的能力及水平、设备的市场需求现状等等，都需要进行调研，选出合格的设备产品。并且现在机械行业的信息技术及传感技术越来越先进，在设备材料的甄选、设备制造加工、设备功能开发等方面朝着更加先进的方向进行。根据国内煤矿机械装备的发展调查显示，机械装备的逐渐朝着合作化、虚拟化及自动化方向发展。对于合作化来说，是指在企业发展过程中，为了寻求更加稳定的发展模式，企业之间开始采取合作的形式，比如在机械零件设计、材料供给、设备销售上均采用合作的形式，通过网络或者电话进行交流，确保了设备的互通和高效利用。对于虚拟技术，是指利用计算机和仿真软件在进行设备制造时，先以数字的形式模拟设备的运行功能及稳定状态，获取在不同温度或者不同速度下的设备运行参数，通过相关技术规范为标准，调整设备的结构进行反演，直到产品达到合格的状态。除此之外，机械装备还整合了集成技术、人机一体化的功能，提高了设备的可操控性及服务水平。

4现代设计在煤矿机械设备的应用

4.1稳定的机械设计

煤矿机械装备的工作环境是较为恶劣的，地下环境潮湿，通风效果不理想等因素对设备的质量和性能提出了严格的要求。因此，在设备设计时应寻求一种稳定可靠的方式进行，这种可靠的方式最核心的手段是利用系统的非线性特征，甄选出合适的关键因素，使设备能够适应苛刻的环境要求。

4.2智能设计

为了使系统能动态满足煤矿的需求，应在机械设备设计过程中加入智能的元素，使设备可动态的传递控制器传来的命令，以外界因素的要求为目标，通过调节各个子系统的工作效率来满足整个系统的要求。这一过程的实现，应通过多次的实验进行调整，而这种调整可以通过虚拟系统进行。这种虚拟系统就是上文提到的模拟系统。智能化最重要的设计是预测系统下一步的需要，并作出相应的调整，因此，应在系统控制中引入智能软件或者智能系统对设备进行控制。

4.3设备外观设计

机械设备的功能及稳定性设计是比较重要的，但是设备的外观对设备的操作性的影响也是不可忽视的。例如，如果设备的颜色或者按钮设计位置不合理会导致技术人员的操作错误。在矿井中，工作人员精神状态欠佳，因此，过亮或者过暗的颜色设计均会对技术人员的精神造成影响。在进行设计时，应根据产品的功能和工作环境进行设计，保证设备的高性能操作性。现阶段，摩擦学是机械设备的主要设计理念，涉及到设备的操作准确性等。在设计时，应根据设备的服务对象，合理设计设备触控方式。煤矿机械设备的结构状态应通过计算机技术进行汇总，实时监控系统的工作状态，必要时，对子系统进行调整。

5结束语

文章通过分析现阶段煤矿机械设备的现状，分析了矿井对煤矿机械装备的要求，介绍了机械设备结构优化设计方法，剖析了机械设备优化的趋势，并提出了现代设计在煤矿机械设备的应用的四个方面，对提高煤矿机械设备的生产效率，降低生产损耗具有积极意义。

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作者:常建华 单位:山西大同煤矿集团