浅谈矿山机械的创新设计

　　摘 要：在国民经济快速发展的今天，我国的矿山企业得到了较好的发展，其中矿山机械的创新设计具有举足轻重的作用，其不仅对矿产资源的开采速度与安全有重要意义，还是决定矿山企业能否在激烈的市场竞争中屹立不倒的重要因素。矿山的运作关系着矿业工作人员的生命安全，也关系着矿行业的发展前景。本文通过分析矿山机械创新设计的必要性以及与现代化设计相结合的特性，为矿山机械的创新设计提出现实可行的建议，确保矿山机械运作的安全性、科学性、高效性。

　　关键词：矿山机械；创新；设计

　　前言：我国是一个工业大国，而矿产发展是支持国内GDP发展的重要行业，当前能源消耗快，可持续发展成为社会发展的主题，而传统的矿山机械已经不能满足降低商业成本、获得高额利润的基本要求，同时整个社会对矿资源的需求量特别大，而随之发生的矿难也越来越多，这就要求对矿山机械进行创新设计，保证矿山机械的质量，最大力度的发挥其作用。近年来，我国对矿山机械进行了一定程度的研究与创造，也取得了一定的成效，但是还需要根据最新出现的各种状况以及将来可能出现的问题进行创新，保证矿业效率。

　　1.矿山机械创新设计的必要性体现

　　1.1社会发展的必然要求

　　世界的未来发展趋势是节约资源、低碳环保、循环可持续发展。矿物资源在我国的经济发展中应用的时间最长，也最为传统，而且在以后的实践中还会获得更多的应用。我国矿山机械的整体水平相对域外先进发展水平来说还有很大的差距。改革开放以来，经过多年的发展，我国已经跻身于世界强国之列，但要想保证我国在国际上的地位，就应该保持各方面的实力与国际相适应。在矿山机械方面我国应当按照减量化、再利用、资源化原则，在资源开采、生产消耗、废物产生、消费等环节，逐步建立全社会的资源循环利用体系，设计出在功能、构造、时间、金钱等方面最完美的机械及零件。

　　1.2矿山机械的创新设计是企业进步的最终结果

　　现代社会的轻工业发展迅速，矿产能源的利用也随之频繁起来，其开发效率也亟需提高。矿业的开采程序错综复杂，步骤繁多，每个环节之间连接紧密，而矿山机械设计对开采整体和环节都影响甚大。为实现矿山企业的长远发展，处于新时期的矿山企业，必须要深入地开发矿山资源，提高资源利用率。矿山机械设备贯穿于整个矿山的开采过程，这就要求相关部门必须重视机械设计的研究，不断创新，将现代高新技术更好地应用于矿山机械设计中。然而，要想实现这一目的，首先要保证开发安全，完备实际中运用的施工设备，然后在安全的基础之上，进行科学合理的设计，并结合具体情况创新设计，解决我国企业面临的这一重大课题。

　　2.矿山机械创新设计的可行性建议

　　2.1以人为本的设计理念

　　在现代机械设计中，以人为本是众多设计理念中很重要的一个方面。这个设计理念包含了多方面的内容，包括噪音的消除、机械操作控制系统、机械的外在造型等。其中，消除噪音是一个非常重要的方面，工作人员在一个充满噪声的环境里，不可能全身心工作，无法保持一个良好的工作状态，工作效率也不会高，甚至可能引发安全事故。此外，我国机械设计都没有达到独立的自动化程度，很多工作都需要人为进行操作，所以这就急需一个方便、舒适的操作系统。

　　2.2可靠性、稳健性和智能性设计

　　矿山机械的设计要注重其可靠性、稳健性与智能性，可靠性是在一定条件下，单位时间内能够完成的工作的最大限度；稳健性是对影响机械运作的各种因素进行控制和优化；智能性是科技世界发展的趋势，可以保证矿山机械的环境适应力以及运作效能。这三个中最能衡量产品质量的就是机械的可靠性，因此，在矿山机械的创新设计方面，应当反复开展有效试验，对每次试验结果进行分析对比，以确保设计生产出来的矿山机械能够在实践中正常运作。最后根据分析结果对相对薄弱的地方进行严密的计算然后改进，总之，要利用各种技术与方式对矿山机械进行设计与改进，保证产品的质量与安全性。

　　2.3 CAD技术

　　CAD是计算机辅助设计的简称，也可以说是计算机技术在机械方面的运用表现。现阶段，在矿山机械创新设计中，必不可少的会应用CAD技术。该技术包含设计操作、工程分析、文档制作和绘图等功能，为设计带来了很大的便利。在机械方面使用CAD技术具有直接建立产品模型、实现一体化设计等优点，对矿山机械产品的设计效率和加工效率的改善有着较为明显的作用。

　　2.4绿色设计

　　绿色设计随着当今世界对环境保护的重视，大家也开始提倡机械设计对绿色环保的关注。一方面，应当保证设计过程的绿色环保，主要是多次利用、经济并便于维护；另一方面是在实际施工运作中，应当减少污染，节约资源，争取用最小的成本获得最佳的效益。同时在满足使用性能和安全性能的同时，设计出来的产品也要具有优质的环境属性。在绿色设计中，要关注数据的管理，因为它在矿山机械的绿色设计起着至关重要的作用，其概括了对绿色资源和工程规范的管理技术，可以通过事先的规划将档案发送给相应岗位的工作人员。

　　2.5优化设计

　　优化设计一般是指将设计中遇到的问题利用数学模型进行转化，通过现代计算机技术的精确计算，取得最佳的有效性方案。当前，优化设计在矿山机械设计中运用已经较为普遍了。在设计过程中，设计问题越复杂，越能体现出优化设计对产品设计的优势，这在一定程度上分担了设计工作者的负担。优化设计不仅仅推动了计算机辅助功能的进程，也提高了产品的性能。优化设计技术在推进计算机辅助设计、改进产品质量和提高产品设计水平等方面都具有重要作用。

　　2.6有限元方法

　　矿山作业时环境一般比较复杂，机械作业时受力分布状况也不可能进行非常准确的预测和分析，在结构和载荷上都具有复杂性。在传统设计中，主要是通过借助多个截面开展简化计算，此种计算模式不仅不能保障计算结果的真实性，还不能确认每个部件的受力情况。因此，在现代设计方法，往往利用有限元法，通过计算机来对每个部件的应力情况及薄弱点进行分析，这样有利于设计产品的改造，能够更好的对设计产品进行改进，确保设计出来的产品质量能够更好的满足矿山开采的要求和标准。

　　3.结语

　　伴随科学技术的发展进步，矿山机械创新性设计对提高企业竞争力的作用越来越明显，对人的安全的保护程度也有所提高。在矿山机械的实际应用中，技术人员应根据企业独有的特性以及主要的服务方向，做出最适合企业发展与进步的未来规划设计。总之，现代社会存在各种各样的设计方式和技巧，只有将每一个技巧精确的应用于矿山机械的每一个零部件之中，才能保证设计出最优化的产品，从而提高企业在服务领域内的竞争力，增强其生产品质和速率，为矿山实业的发展、节约型社会的持续、我国的经济收益做出一份贡献。

　　参考文献

　　[1] 朱艳敏. 浅谈现代设计技术方法在矿山机械设计中应用[J]. 科技创新与应用，2014，33：295.

　　[2] 卜繁刚. 现代机械设计方法在矿山机械设计中的应用[J]. 中国新技术新产品，2016，07：53-54.

　　[3] 田栋. 现代设计方法在矿山机械设计中的应用[J]. 河南科技，2014，07：148.

　　[4] 宋昊妍. 矿山机械的绿色设计[J]. 科技与创新，2014，09：61+63.