煤礦機械綠色設計與加工的途徑論文

煤礦機械的綠色設計的主要內容包括:煤礦機械綠色設計建模;煤礦機械材料的選擇;煤礦機械產品的可拆卸性設計;煤礦機械產品的可回收性設計;煤礦機械產品的成本設計;煤礦機械產品設計數據庫和知識庫;煤礦機械產品使用的安全保護設計。

由於社會的不時開展，資源短缺與環境污染以及生態惡化的問題日益突出，而可持續開展的戰略就是針對上述問提而提出的，也是社會經濟開展的最終選擇，當前曾經作為我國的一項根本國策來執行。由於煤礦機械的產品不只體積大，而且耗能高，污染也很嚴重，同時與水和空氣，地表和土壤的關係十分嚴密，因而在其設計階段應該就充沛地思索到其所觸及到的資源問題和環境問題。而綠色設計注重的就是高效天時用能源與資源，以節能和降耗以及少污染為動身點，以此來完成煤礦機械綠色化設計。

1 煤礦機械實行綠色設計的內涵和意義

（1）綠色設計的內涵

綠色設計又被稱為面向環境設計，這種設計的根本思想是指，在其設計階段就把預防污染與環境要素的相關措施融入其產品設計，把產品的環境性能列為其設計目的與動身點，目的是降低其關於環境的污染。就工業設計來講，其綠色設計的關鍵是Reduce和Recycle以及Reuse，翻譯過來就是節約和回收以及再製造。其本質是不只減少能源與物質的損耗，減少排放有害物質，同時還需求增強產品與零部件的回收再應用。當前國內外綠色設計研討的主要內容集中在產品生命週期設計與管理，同時還有環境影響的評價和經濟本錢的剖析，模塊化的設計辦法與公理性的設計辦法。

（2）綠色設計的意義

綠色設計是比擬先進的一種設計辦法，其可以滿足煤礦機械設計的一些請求。通常綠色設計是指應用消費產品過程中的各種中技術和環境諧和，同時還包括經濟性等信息內容，保證其所設計的產品不只具有先進的技術，而且具有經濟合理的優勢，同時其環境諧和才能也比擬好的一個過程。而煤礦機械的綠色設計能夠完成煤礦機械全部開發週期裏相應產品的技術性和經濟性，以及維護性與可回收應用等特性的保管，使其所設計煤礦機械類產品可以滿足用户和環境多種需求。所以，很有必要在煤礦機械的設計之中引入此種綠色化設計辦法。

2 煤礦機械的綠色設計

傳統煤礦機械的產品設計如圖1所示，此種設計僅僅思索其功用的合格與否，而關於其運用資料對環境形成的影響思索不多，也很少觸及已運用產品的回收應用問題。相反，煤礦機械綠色設計就不再運用傳統設計中從搖籃至墳墓的辦法，而是注重產品的生命週期，完成產品從搖籃至再現的設計。從煤礦機械設計的內容來看，其主要包括綠色CAD的設計和其普通設計的準繩。

（1）煤礦機械綠色CAD的設計

當前CAD/CAE技術曾經被普遍應用在工業產品的設計之中，在其詳細設計之中，首先要做的是運用CAD技術設計出一種參數化產品的模型，接着運用CAE技術對上述模型停止剖析，剖析的主要內容是模型構造和模型的強度與剛度，同時還包括關於模型的工藝剖析。當前不少三維的CAD軟件都運用了對CAE的集成方式，其益處是能夠藉助此類模型，以及單獨CAE軟件對煤炭機械工作環境停止模仿，對其強度和剛度以及抗衝擊才能停止模仿性實驗。藉助CAD/CAE技術能夠到達少用紙或者不用紙的效果，能夠完成各個部門對零件模型的共享。另外CAD/CAE技術搭建平行設計平台，進而加強產品設計的效率，從而也使得設計週期的縮短和對產品停止綠色剖析成為可能。

（2）應遵照的主要準繩

①選材的準繩

煤礦機械的綠色設計在其選材過程中需求留意以下準繩：第一，優先選擇的準繩，其主要選則的對象是可再生的資料和回收資料，能降解的資料等。第二，可以進入針對資料環境的擔負狀況停止剖析的數據庫，或者是相應專家研討的系統，對與之相關的環境數據和相關學問展開相應的研討，以便為相應的評價體系能夠提供相關理論信息，此評價體系主要觸及資料環境兼容性能和諧和性方面的內容。第三，增強對資料綠色特性的評價辦法停止研討，其詳細內容是指從原料至廢品和從廢品至產品，同時還有從產品至報廢物資，主要是此三個過程中所觸及能源和資源，同時還有其環保性能內容的評價等。

②設計中的可拆卸準繩

煤炭機械完成有效回收應用十分重要的一個準繩就是可拆卸性，其詳細指的是產品在設計階段就將其可拆性作為產品設計目的之一。煤炭機械的產品有機體積龐大和加工複雜，零件眾多和構造複雜的特性，因而在其設計之前就應該充沛思索其構造要素，以此來加強其產品可拆卸的性能。詳細來講，煤礦機械類產品可拆卸的內容主要有拆卸產品和拆卸工藝，同時還包括拆卸系統等內容。而煤炭機械的綠色設計過程需求遵照的準繩主要包括：容易拆卸和分開，儘可能的對拆卸過程中的工作量停止降低，對零部件多樣性和產品預測構造停止降低。此外還有一種減少拆卸的工具品種與簡化其操作程序的方式，就是在其拆卸的部位減少其緊固件的數量，從而在拆卸時能夠到達省時和省力的效果。再次，煤礦的機械產品在其資料選擇上需求便於分類和別離，在產品的設計中需求選用的資料品種要少，同時要思索到所選資料之間的兼容性。

③設計中的可回收應用性

就煤礦機械的可回收與再應用來講，其主要是指在產品設計過程之中，需求充沛地思索多種要素，主要包括零部件的回收可能性和價值大小，零部件回收處置辦法和其構造工藝的性能。經過對以上問題的縝密思索，以此來確保其相關產品的零部件和其再應用的性能得到保證，所以這種過程對環境的污染將會十分小。而就煤礦機械類的產品來講，其可以回收和再應用的性能主要包括了能夠完成循環應用的資料和標誌，能夠完成回收應用的工藝和辦法，能夠完成回收處置的構造工藝和經濟性能。

④設計中產品的本錢最低準繩

綠色設計產品的本錢剖析和傳統的本錢剖析有所不同。由於煤礦機械產品在其綠色設計的初期就曾經開端開端對其產品再次應用的性能展開思索，所以對其本錢剖析的過程中充沛地思索到其污染物替代和產品拆卸，產品的反覆應用和環境中的本錢等內容。但就煤炭機械活動而言，其與環保費用相關的內容也能對產品本錢的差別產生重要影響。而在綠色設計決策的過程中，本錢剖析是一項十分重要的內容，以此來保證其設計產品不只具有良好的綠色效果，而且可以使其本錢降到最低。

3 有關煤礦機械綠色設計和製造的技術與實例

（一）煤礦機械綠色設計和製造的技術

綠色製造的技術指的是在產品製造的過程中，樹立在產品產本和功用以及質量的前提下，運用可以綜合思索環境與資源要素的一種製造技術，當前CAD/CAE技術和無切播的技術，以及超高速的加工技術和新刀具的技術都得到了疾速開展，上述技術的運用大大降低了產品製造的人力投入和資源投入，也對廢棄物的排放有降低作用，運用此類技術能夠完成煤礦機械的綠色製造圓滿完成。

①虛擬製造

虛擬技術屬於軟件技術的一種，這種技術的創造把CAD/CAE技術以及CAM技術與消費管理的聯絡變得愈加嚴密，其最終可以提供一種強有效的仿真和建模環境，從而讓產品規劃與設計，以及產品的.製造和裝配都能完成網絡化，同時還能對產品消費過程給予必要支持。虛擬製造的概念與內涵主要包括虛擬開發和虛擬消費，同時還包括了虛擬企業的內容。此處所講虛擬製造的技術主要指的是虛擬性消費。把虛擬製造的技術融進煤炭機械的消費之中，可以在很大水平上進步消費效率與產品的質量，縮短試製與實驗的流程，減少企業消費的本錢。

②煤礦機械相應產品再製造

工程再製造的內涵，指的是其用機電產品的全壽命週期的設計與管理作為指導，從而完成使廢舊的機電產品在性能方面得到提升的目的，樹立起優質、節能、高效、環保、節材的原則，運用先進技術與產業化的消費這種方式，對廢舊的機電產品展開修復與改造，對這一系列的技術措施與工程活動停止總結，就是產品再製造。再製造並不是指對廢棄物的簡單應用，實踐上是用先進成熟的外表的工程技術作為支撐，可以同時完成精確地恢復尺寸和顯著提升其性能的目的，最關鍵的是資源應用的效率要高，關於能源的耗費要少，到達節能環保的目的。

（2）礦機械綠色設計和製造的案例

下文將以懸浮式液壓支柱（其構造見圖2）綠色設計和製造為例，展開對煤炭機械綠色設計和製造的剖析，其所採用的原理屬於柱塞懸浮式的原理，所以其支柱安穩性能和承載力，同時還有抗偏載的才能都有較大水平的提升。另外此種設計的支柱與當前單體的支柱相比，其重量能夠減輕15%還多，並且其運用的過程也十分簡單。此外由於其工作行程的增大，其支柱的回收率也得到很大進步。從圖中我們能夠看出，三用閥處於手把體上，所以其不會由於活柱升高而升高，其操作的平安性能較高。通常液壓支柱所採用工藝是鎳-磷鍍層的工藝，程度較為先進，其工作的介質有井下水，所以能夠確保煤礦工作的環境和公開水免受污染。

圖中所示設備主要採用綠色設計的辦法展開設計，其主要運用懸浮式和密封漲緊的原理，所以就使支柱的各種性能都得到了進步，這就展示出綠色設計先進性的一面。就其綠色設計的本錢來講，圖中所示設備的構造十分簡單，所以就到達了大幅度地降低本錢的效果，此外由於其零部件得到減少，也使其產生毛病的概率得到了大幅度的降低。另外一方面，其產品的綠色設計中丟棄了傳統的理念，也就是先污染後管理的理念，其在工程設計中最大水平地降低了其產品關於環境的污染。而就單體支柱來説，由於其工作介質是乳化液，所以其給煤礦工作的環境和公開水帶來了一定的污染。但是圖中設備主要運用井下水為工作介質，這樣就能夠防止乳化液污染環境。最後，圖中所示設備無焊縫的設計也在很大水平上降低了此過程之中有害的氣體關於人體的危害。其一切的銜接都是用方鋼絲停止銜接，其裝置過程與拆卸過程非常便利，有利於維修過程的展開。

該述的事例闡明瞭煤礦機械的綠色設計和製造不只有利於產品技術性能的進步和本錢的降低，而且可以減少對環境的污染，社會和環境效益也較為良好。

4 結語

該文主要經過對煤礦機械的綠色設計停止闡述，使讀者可以關於其根本內涵和詳細技術以及施行準繩有一定理解，希望關於煤炭機械綠色設計的工作人員有一定啟示，另外關於相關操作還需求在工作中進一步總結和進步。