煤礦機械的綠色設計與制造技術解析

高真真

摘要：煤礦開采的機械化，可有效提高煤礦生產效率，繼而提高煤礦企業的經營效益。提倡煤礦機械產品的綠色設計與制造，在設計過程中，選用綠色機械產品材料，對產品進行可拆卸性、可循環利用設計，并科學應用虛擬制造技術、再制造技術以及集成化制造技術，對于煤礦產業的綠色建設具有積極作用。

關鍵詞：煤礦機械；綠色設計；制造技術；解析

隨著人們生活水平的提高，對環境的關注度也在不斷提升，人們開始重視環境的保護，并且將環保作為一項造福子孫后代的事業，在這種形勢下，我國機械制造步入了環保節能的設計制造領域，應該于生產實踐中的環保設計理念層出不窮，綠色機械產品的制造技術也隨之不斷提升[1]。煤炭作為我國最豐富的不可再生能源，被廣泛應用于我國居民的日常生活以及社會工業的生產制造，隨著我國能源需求的擴大，其生產效率也在不斷提高，各類機械設備被廣泛應用于煤礦開采中，提倡煤礦機械的綠色設計與制造，對于煤礦行業的綠色建設具有積極意義。

一、煤礦機械的綠色設計

（一）選用綠色機械產品材料

在煤礦機械產品原材料的選擇過程中，不僅對質量、性能方面有較高的要求，對于材料環保性能的要求也越來越高，這樣才能保證煤礦機械在日常使用時安全無害、環保省電，在出現故障報廢時也可以將一些原材料回收利用，且最大程度降低廢棄物對環境的污染[3]。一般來說，煤礦機械的金屬材料一般會選擇鐵、鋁等熱塑性好的可回收材料，其他結構材料的使用也都是選擇能耗低、對人體無害、無腐蝕、易降解的環保材料。總之，原材料的選擇首先要滿足環保節能優先的要求，再對材料的價格、性能、使用年限、材料兼容性等進行綜合考慮，才能保證機械產品的環境兼容性。

（二）煤礦機械產品的可拆卸性

煤礦機械產品通常由多個不同功能的系統部件組合而成，在整體結構設計時，應該劃分為不同系列不同模塊進行細化設計，將各個系統的設計生產過程都分開，制造出不同類型不同工藝的子系統部件，這樣便于產品維修的及回收利用。在進行產品設計時，應細化整個產品的結構，在保證產品結構穩固的前提下，使得各部件的拆卸難度降低，這個設計過程需要設計師綜合考慮產品拆卸的先后順序、拆卸成本及可回收零部件的價值，結合產品維修及回收利用使得具體拆卸過程，提出科學環保的設計方案。在產品的不同子系統部件連接與子系統內部零部件的整合設計中，盡量采取可拆卸的連接方式（比如可分離的搭扣、機械結構互相咬合等），整體設計布局應符合人性化標準，在故障易發部位進行重點設計，以便對零部件進行拆卸維修或者更換，方便后期的維護工作[2]。

（三）煤礦機械產品的可循環利用

煤礦機械產品的可循環利用，即對環保型原材料、機械零構件等具有再利用價值的構建進行回收利用，爭取將產品淘汰后的資源耗損及環境污染降到最低。產品設計人員應對產品環保原材料及產品回收利用系統進行深入的了解，再結合可拆卸性設計，對產品進行合理設計，使可回收利用的零部件易于從整體中分離，通過對產品回收利用價值的分析決定其回收利用設計的重要程度，降低再利用材料的加工成本，在整體的設計中，盡量使用環保節能的材料。產品后期維護人員將負責回收利用的過程，需要熟悉掌握產品的回收設計理念，根據各個構建的回收利用價值分析結果，對各類部件進行處理。

二、煤礦機械產品的綠色制造技術

（一）煤礦機械的虛擬制造

任何生產設備在實際使用的過程中，都難免會出現運行故障，或者出現能耗過大、不符合綠色設計理念的情況，這都會影響到機械產品在煤礦開采過程中的適用性，在這一情形下，必須應用合理的評估技術在產品設計制造的中間環節對產品性能進行測評。目前應用較為廣發的建模、仿真、優化設計技術體系當為美國的物理系統融合技術（CPS），在進行機械設備的設計時，通過計算機技術、傳感器、通信技術以及自動化技術的應用，可以建立設計模型，進行仿真測試，檢測所設計的機械產品是否存在設計不合理的地方，是否解決了上一代機型存在的實際問題，其性能是否進一步提升[3]。

（二）煤礦機械產品的再制造

煤礦機械產品有一定的使用年限，到期后其性能會受到一定的影響，只能將之淘汰，更換全新的機械設備。再制造技術就是將使用年限已到的機械產品或零構件通過修復或再次加工的方式，實現對這些產品原材料的循環利用，這樣能夠有效降低產品原材料損耗率，降低機械產品廢棄造成的環境污染。一般情況下，為了保持機械產品的正常運轉，會定期對其進行維護檢修，發現損壞的零構件可及時更換，并且進行二次加工或者是技術改造，在保證產品品質的情況下，將其再次應用于到產品制造中。

（三）煤礦機械產品的集成化制造

機械傳動技術是傳統機械制造的核心，將之與現代化的信息技術、網絡技術、通信技術以及數字化技術結合在一起，便是近幾年了崛起的一種新型機械工程技術——智能化、集成化傳動技術[4]。這一技術應用了多種元器件，將所有元器件的功能結合在一起，實現了機械運轉過程中傳動零件運行數據的實施監控，賦予了機械自我診斷和系我修復的功能，在機械制造過程中，這一系統可根據機械產品的綠色設計要求及環境影響評估結果，為機械的優化設計提供信息支持，這種設計制造應用一體化的制造技術，能夠有效優化產品的性能配置。

三、結語

隨著社會的發展與進步，機械化生產已逐步取代了人工生產，機電設備廣泛應用在各個生產領域，煤礦機電設備的使用，實現了煤礦開采運輸各個環節的機械化操作，使得其生產效率大大提升，為企業創造了更大的經濟效益。為了響應環保型社會的建設理念，機械制造行業提出了綠色設計與制造的理念，在制造煤礦機械產品時，遵循綠色環保、節能降耗的理念，選擇綠色的機械產品原材料，在優化產品性能的基礎上，實現產品的可拆卸可循環利用設計，這樣能夠大大降低機械產品的養護維修費用，而且能夠減少由于機械產品更新換代造成的資源損耗，通過綠色制造技術，這樣的綠色煤礦機械產品能夠批量化生產，投入煤礦開采行業中。

參考文獻

[1]王麗坤.煤礦機械的綠色設計與制造技術思考[J].機械工程與自動化，2017，03：218-219.

[2]薛穎豪.芻議煤礦機械的綠色設計和制造[J].中國高新技術企業，2014，21：8-9.

[3]田坤文.解析新時期背景下機械設計與制造中的綠色設計法[J].電子制作，2015，06：191.

[4]羅正球.關于工程機械綠色設計與制造技術的相關思考[J].橡塑技術與裝備，2015，24：65-66.