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煤矿机械的绿色设计与制造技术张越

发表时间：2021/4/22 来源：《基层建设》2020年第33期作者：张越

[导读] 摘要：在我国煤矿业的发展过程中，主要是以露天开采和井工开采为主要形式，很多机械也参与了开采过程。

        1中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原 030006；
        2山西天地煤机装备有限公司山西太原 030006
        摘要：在我国煤矿业的发展过程中，主要是以露天开采和井工开采为主要形式，很多机械也参与了开采过程。一般情况下，煤矿开采的环境比较艰苦和恶劣，会对地表植被和地下水资源造成一定的破坏和污染。为了改变这一现状，我国政府提倡社会发展走可持续发展的道路。煤矿行业作为污染源的重灾区，参与到绿色发展当中具有重要的意义。让绿色环保理念在煤矿机械的设计和制造上得到体现，具有一定的现实意义。
        关键词：煤矿机械；绿色设计；制造技术
        1 导言
        近年来，煤矿企业逐步转变了生产模式，传统的人工作业逐步被机械作业所取代。煤矿机械成为生产中的关键要素，只有保障煤矿机械的良好性能，才能在生产的过程中发挥机械设备的优势，提高生产效率与质量。煤矿机械性能的优化需通过绿色设计与制造技术来实现，在保障机械基本性能的前提下，减轻机械设备运行中的环境污染、能源消耗，促进煤矿机械的可靠运行，加快煤矿行业的现代化发展。
        2 绿色设计的内涵
        在很早之前，美国环保法提出了绿色设计，这种设计其实是一种可以面向环境的设计。绿色设计的核心便是节约资源，采取一切可利用的方式，对产品进行回收，可以循环使用的材料进行再次利用，这是一种全新的设计理念，由于其实用性和环保型，在近些年来得到较为广泛的应用，并且人们采用这种设计理念来进行机械产品的设计，通过绿色设计可以有效的保护生态环境，缓解人口的增长与自然环境之间的关系，进一步的协调工业生产，从而使社会和谐相处。与传统的设计方法和设计观念相比，绿色设计具有很多独特的优势，在进行设计的时候还要对各个方面进行充分的考虑，因此，从某种意义上来说，绿色设计是一种较为集成的设计方法，在进行煤炭机械设计的时候，应该从提高煤炭工作者效率的角度出发，在单位时间内增加做工，以提高资源利用效率和减少环境污染为主要目标进行设计，从这个方向出发，在进行设计的时候，考虑到使用机械的材料，成本，使用寿命等多个方面，并对产品以后的使用环境，回收处理等多个角度进行综合考虑，最终才能设计出煤炭机械的产品，与周围的环境进行不断的协调，保证安全性和可靠性。在进行传统的煤炭机械设计的时候，主要还是为了满足其使用功能，所以在其他的方面就没有过多的设计，如果采用绿色设计，那么应该是在满足基础功能的基础上努力的提高制造技术，将主要的关注点放在设备所带来的功效方面，从而保证持久的利润。所以，相对于那些传统的机械设备来说，绿色设计从根本上转变了设计理念和思维，极大的转变了制造技术，它将环境保护学与人体工程学等学科有机的结合起来，更加在乎生态环境的保护。煤炭的开采一直以来都是一个高耗能，高消耗的行业，开采过程中都会浪费大量的能源，造成较为严重的环境污染，如果在这个过程中使用具有环保节能的机械设备，就会有效的减少能源消耗，提高对环境的保护程度，从根本上提高经济的效益，所以，要加强对绿色设计的应用，不断的促进绿色技术的开发，在煤炭机械方面提高应用范围。
        3 煤矿机械的绿色设计
        在煤矿机械的绿色设计中，设计人员需在机械原有性能、设计的基础之上，融入相应的环境保护等学科知识，不断在煤矿机械设计与制造的全过程推行绿色设计理念，保障煤矿机械在运行与使用的过程中，能够充分发挥经济、社会与环保效益，促进可持续发展目标的实现。
        3.1 煤矿机械的设计分析与成本控制
        在煤矿机械绿色设计的过程中，首先需要考虑的就是设计与制造的成本，如果所确定的煤矿机械设计与制造成本相对较高，则专业人员需进行设计与制造方案可行性的综合分析。与传统的煤矿机械产品相比，绿色设计理念下要求相关人员要重点关注机械的环保性、能源消耗等问题，在这种情况下，设计与制造的总体成本将会大大提升。通过设计分析与成本控制，能够达到最为理想的设计效果，实现成本控制，减小煤矿机械产品对环境的破坏。

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        3.2 选用绿色机械产品材料
        在煤矿机械的绿色设计过程中，要体现绿色化的思维，有关设计人员可以在设计的过程中通过废弃原材料等的回收来实现。这种情况下，废弃原材料对环境的负面影响将大大降低，整个煤矿机械的制造成本也将得到有效的控制。比如，如果煤矿机械设计与制造中所选择的材料为金属材料，最好选用热塑性较好的材料；而在其他类型材料的选择上，最好选用环保型材料。在煤矿机械的绿色设计与制造过程中，首先需着重考虑的就是材料的环保性，随后还需分析材料的价格、使用时间等。
        3.3 煤矿机械可拆卸设计
        在煤矿机械的绿色设计阶段，有关设计人员需加强报废拆卸的设计，通过这种设计，能使后期产品的可回收性大幅度提升。一般情况下，煤矿机械都呈现出体积大、工艺复杂、材料种类繁多及数量大的特征。在这种情况下，可拆卸设计能够使机械性能提升。可拆卸设计主要集中于产品设计、工艺设计与系统设计方面。
        3.4 建立绿色产品设计评价体系
        在绿色设计开始之前，专业人员需结合煤矿机械的具体特征、设计要求，制订完善的产品设计评价体系，设计人员可以以此为基础，保障设计的质量。在机械产品设计完成后，要根据评价体系中的各指标，开展综合评价。
        3.5 建立煤矿机械产品绿色设计数据库
        煤矿机械绿色设计中，包含的设计要素相对较多，为保障绿色设计的质量，相关部门需建立专门的数据库，在该数据库中整合各种设计要素，比如材料、环境与技术等都是数据库中的内容。数据库的建设在一定程度上可以规范设计人员的设计行为，在实际的设计与制造过程中，专业人员可以在数据库中进行各数据内容、信息等的提取，为设计人员提供重要的指导与借鉴。
        4 煤矿机械产品的绿色制造技术
        4.1 煤矿机械的虚拟制造技术
        在进行绿色设计的时候大规模的采用煤矿机械虚拟制造技术，这种技术是将产品和加工结合起来进行建模，并通过计算机虚拟制造技术创造出一个合适的虚拟环境，在虚拟环境中模拟仿真过程。
        4.2 煤矿机械产品的再制造
        煤矿机械产品的再制造指的是产品在达到一定的使用寿命之后，通过一定的复原和修复技术完成机械产品的修复，从而使产品得到第二次应用，这种应用往往可以提高材料的再次使用效率，降低生产成本。在产品再制造的过程中主要是遵循产品原有的设计理念和管理理念，对旧产品进行一定的改造和升级。
        4.3 煤矿机械技术的集成化技术
        煤矿的机械设备在制造的时候，其实是一个非常复杂的过程，在这个制造和生产的过程中应用到了很多的技术，采用绿色设计的时候形成系统性的集成有着十分重要的意义，为了要达到这个目标，要充分考虑用户的需求，尤其是产品的设计和产品的材料要符合用户的使用需求，它的功能是要建立起信息技术集成，通过整个体系的建立和打造，完善绿色设计系统，制造系统，环境保护系统等多个系统结合起来，最后形成一个完整的集成化技术系统。
        5 结束语
        总之，在新的历史发展时期，人们除了要关心经济的发展，还要更加关注生态环境的保护工作，煤矿生产也要凸显出绿色化的发展方向。加强对煤矿机械绿色设计和制造技术的研究和探索，进一步满足煤矿生产的多方面的发展需求。
        参考文献：
        [1]张广阔.煤矿机械的绿色设计与制造技术探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（09）：154-155.
        [2]张广阔.煤矿机械的绿色设计与制造技术探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（09）：154-155.
        [3]刘建宁.煤矿机械的绿色设计与制造技术研究[J].机电工程技术，2017，46（08）：227-229.