煤礦機械綠色設計與加工的研究

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1煤礦機械綠色設計的材料選擇

綠色設計一直以來所奉行的設計理念是節(jié)約資源，保護環(huán)境。首先在材料擇取方面，應當重點選擇環(huán)保性能高、可再生利用并且具有回收價值的產(chǎn)品材料。其次，構(gòu)建環(huán)境負擔數(shù)據(jù)庫及專家系統(tǒng)，即全面整合研究當前擁有的材料，對其所產(chǎn)生的環(huán)境協(xié)調(diào)性表現(xiàn)給予一定的信息支撐，從而做出與之相對應的評價。另外，構(gòu)建研究產(chǎn)品材料生命周期的評價手段。研究材料生命周期評價是指，對原材料產(chǎn)品到成品、成品到廢品過程中的資源、環(huán)保、成本問題進行分析，研究出材料的綠色性評價方法。

2煤礦機械綠色設計的內(nèi)容

2.1可拆卸性設計

可拆卸性設計是使完成產(chǎn)品得以有效回收的一項極為重要的策略，同樣，也只有拆卸才可以真正意義上實現(xiàn)全部的材料的回收再利用。根據(jù)大量實踐得知，是否具備可拆性設計，是直接決定機械設備應用生命周期長短的重要因素?？刹鹦缎栽O計是在煤礦機械產(chǎn)品的設計初始階段就必須考慮的問題，只有這樣，才能實現(xiàn)煤礦產(chǎn)品的高效回收。煤礦機械產(chǎn)品相較于其他產(chǎn)品，體積更大，加工工藝更復雜，所需要的原材料更多，因此在對其進行綠色設計時，一定要考慮可拆卸設計?？刹鹦对O計主要包括拆卸產(chǎn)品設計、拆卸工藝設計和拆卸系統(tǒng)設計，其設計原則為:易于拆卸，易于分離，減少拆卸工作量，減少零部件的多樣性以及可預測產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。

2.2可回收性設計

煤礦機械綠色設計中的可回收設計是在產(chǎn)品設計過程中，最大化權(quán)衡機械產(chǎn)品零部件及產(chǎn)品材料的回收性、回收價值、回收手段以及回收處理結(jié)構(gòu)工藝性等一系列問題，從而實現(xiàn)產(chǎn)品零部件及產(chǎn)品材料資源的高效再利用，最大化減少對生態(tài)環(huán)境的污染。可回收性設計涵蓋的內(nèi)容有：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性與經(jīng)濟性分析?？苫厥招栽O計在整體綠色設計的周期工程中扮演著極其重要的角色，科學合理地實現(xiàn)回收再生利用，能夠使產(chǎn)品本身最大化地發(fā)揮出提高經(jīng)濟效益的作用。

2.3安全保護設計

由于煤礦機械設備絕大多數(shù)都在井下工作，因此，機械設計必須要全面考慮保護設計。根據(jù)統(tǒng)計顯示，近些年來，我國發(fā)生的大部分礦井事故都是由機械設備的故障導致的，而且一旦出現(xiàn)事故，就極有可能產(chǎn)生人員傷亡。煤礦機械綠色設計應以“以人為本”為設計理念，保證機械產(chǎn)品的安全性。

3基于煤礦機械綠色設計的加工途徑

3.1網(wǎng)絡化機械加工

通過企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)將處于分散狀態(tài)的加工中心、數(shù)控設備等串聯(lián)起來，從而使機械加工控制中心有效地對全部加工進程實施全面監(jiān)督控制。與此同時，還可以和煤礦企業(yè)中的工程設計及管理信息系統(tǒng)等集成，以實施最佳的優(yōu)化決策。

3.2信息化機械加工

綠色機械信息化加工的目的是在不影響加工質(zhì)量的基礎上，完成整體的最優(yōu)化加工。從系統(tǒng)的視角出發(fā)，全方位衡量煤礦企業(yè)與整個社會的綜合成本，綜合研究不同的材料、零部件、設備等對加工的影響。信息化加工途徑是實施綠色機械加工的重要技術手段。為了使整體設計達到最優(yōu)化加工，必然要構(gòu)建加工設備、切削刀具、切削液等相關資料的數(shù)據(jù)庫，利用有限元法、神經(jīng)網(wǎng)絡、人工智能等先進技術對方法進行驗證。

4結(jié)語

綜上所述，綠色設計是最大化利用資源能源，以節(jié)能、降耗、少污染為設計主旨，實現(xiàn)煤礦機械設計的設計理念。結(jié)合煤礦機械全部生命周期的特征，應用綠色設計理念對其實施設計，可以最大程度上節(jié)約資源，減少煤礦機械在加工階段對環(huán)境造成的破壞。綠色設計理念體現(xiàn)了我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想，如今已經(jīng)逐漸成為煤礦企業(yè)的重點研究對象。

作者：楊毛光 張凱榮 單位：錢營孜煤礦機運事業(yè)部