機械創新設計在礦山機械中的應用

孫慶唐，趙麗麗，王建屏，任德寶，李玉才

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730207）

礦山機械生產制造包括的產品有很多，而機械生產過程中所涉及到的零部件生產制造企業也比較繁雜，對于礦山機械生產制造而言，零部件的質量會直接影響整個礦山機械生產制造成果的優劣，因此，礦山機械生產制造必須要對每個環節進行嚴格把關，除此之外，更要在機械創新設計方面多下功夫，從而從根本上提高礦山機械企業的競爭實力。

1 機械創新設計在礦山機械中應用的重要意義

1.1 有助于循環利用資源，提高資源利用效率

礦山機械在生產制造的過程中必須要綜合考慮到成本因素和各方面的性能，雖然礦山開發能夠為我國經濟的發展助力，但是，我國的礦產資源畢竟是有限的，在礦山機械作業的過程中，難以避免會造成礦產資源的流失和浪費，因此，著重對礦山機械進行創新設計能夠大大提高礦山機械作業過程中礦產資源的利用效率。礦產開采所涉及到的流程比較繁雜，無論是資源開采、運輸還是加工制造，都可能會對礦產資源造成破壞和浪費，這就需要借助機械創新設計的力量提高礦山機械的性能[1]。比如，負責運輸的礦車要做好密封工作，減少礦產運輸過程中的資源消耗，而礦產加工制造的過程中，更要注重原材料投入量的控制，盡可能最大限度的發揮資源的原有價值。

1.2 有助于響應政策要求，促進循環經濟的發展

綠色生產循環利用是我國政府以及國際平臺始終提倡的，而作為促進經濟發展的主力軍，礦山機械生產制造必須要積極響應國家的政策要求，在環境保護和循環利用方面貢獻出一份力量。

目前來看，我國礦山機械生產制造的過程的確存在著環境污染的問題，但是，隨著科學技術的進步，我國礦山機械企業也同樣擁有著新時代十分便利的機械創新設計條件。在科學技術的支撐下，中國礦山機械生產制造企業也更容易實現模式的轉型，從之前追求規模和經濟效益轉變為追求綠色生產和社會效益，這樣一來，不僅僅會為企業的發展帶來更多循環經濟效益，更能夠贏得更好的企業形象和擁有更為雄厚的競爭實力。

1.3 有助于提高生產制造水平，迎接國際挑戰

礦山機械企業在發展的過程中面對諸多挑戰和難題是不可避免的，而在當今時代，綠色生產和環境效益已經成為機械生產過程中的先提條件，因此，作為國民經濟水平的重要支柱必須要不斷提升生產制造水平，從而以更為雄厚的實力迎接難度更高的挑戰[2]。我國機械生產制造業始終在國際競爭潮流中處于劣勢的地位，雖然我國礦產資源比較豐富，但是，在開采到生產的過程中對于礦產資源的利用效率并不是很高，制造出來的產品也沒有絕對的優勢，而對礦山機械進行創新，便能夠為我國機械生產制造產業開辟一片光明的發展道路，在機械設計方面多下功夫，才能夠為礦山機械生產制造積攢更多的競爭資本。

2 礦山機械發展過程中存在的問題

2.1 資源浪費嚴重

礦山機械是礦產生產與制造的主要工具，同樣，礦山機械的生產與制造也需要諸多零部件進行組合，目前來看，礦山機械在生產制造的過程中并沒有充分對資源進行利用，這就會導致投入的原材料與產出的成品并不成正比，在生產制造的過程中會有許多的資源被消耗，也同樣會存在著資源浪費的問題。對于我國而言，豐富的資源的確是一項與生俱來的優勢，但是，生產制造的過程中對資源的浪費卻是亟待克服的劣勢。比如，用來制造礦山機械的原材料在生產過程中并沒有得到充分利用便成為廢物被排出，而且，生產出來的礦山機械所用的原材料并不少，但是，其性能和壽命并不能完全滿足機械使用的要求，機械工作過程中高消耗、低壽命便成為礦山機械的致命缺點。

2.2 環境污染嚴峻

環境污染始終是我國機械制造過程中始終存在的缺點，礦山機械在生產制造的過程中不可避免的會用到諸多的原材料，無論是在冶煉機械零部件還是在組裝拼接的過程中都會多多少少的產生一些環境污染問題[3]。

除此之外，如果礦山機械設計不合理，那么，礦山機械在后續投入使用的過程中仍然會凸顯出重重的問題，比如，沒有做好煤礦運輸的密封工作，這樣一來，當運輸一些帶有粉塵污染的煤礦的時候，自然會大大增加環境污染的問題。我國機械生產制造為我國經濟的發展貢獻出了很多經濟力量，但是如果一味地為了發展經濟而犧牲環境，那么，這樣的生產制造則會得不償失。

3 礦山機械中機械創新設計具體措施

3.1 堅持長壽低耗設計原則

礦山機械生產制造不僅僅要保證零部件生產和組裝的過程中盡可能的減少原材料的投入成本，更要注重生產出來的機械產品具有實用性，首先，礦山機械的作業環境一般都比較惡劣，而礦山機械的使用頻率和強度都要比一般的機械更大，因此，礦山機械使用壽命和能量消耗便是機械設計與生產制造過程中需要著重考慮的問題。比如，在設計礦山機械的時候，要盡可能考慮到礦山機械作業時的受力點以及生命周期，礦山機械設計人員在繪制圖紙之前就必須要全面且充分的對礦山機械作業環境以及其工作原理進行深入分析。礦山機械在工作的時候都會有一個主要的受力點，而這個受力點也正是主要發力和最容易被磨損的地方，因此，礦山機械設計人員便要在受力點上做好防護措施，使其壽命得以延長。除此之外，相關設計人員還需要通過各種原材料的對比，找尋出性能比較好且能夠降低礦山機械作業能耗的材料，經過實際調查與對比研究從而得出一套比較完善的方案。

3.2 減少有害材料的使用

礦山機械不僅僅在生產制造過程中會產生對環境有害的物質，更可能會由于材料應用不當而導致后續污染，因此，在設計礦山機械的時候更要注重材料的篩選，在保證材料性能的同時，更要保證材料的環保，從而避免礦山機械生產制造產品在投入使用的時候帶給環境以及工作人員傷害。比如，礦山機械需要諸多零部件投入生產制造，而相關設計人員便可以在成本預算范圍之內適當的將一些容易揮發有害氣體或者不易降解的材料進行替換，將更為環保的材料投入到機械生產制造過程之中，這樣一來，便能夠在根本上保證機械制造的綠色生產。

3.3 提高機械的工作效率與材料再生率

礦山機械的使用壽命是一定的，因此，為了保證礦山機械在報廢之后能夠重新回收原材料進行再利用，就必須在礦山機械設計初期就盡可能的采取容易分解且能夠回收循環利用的無毒無害的材料。比如，礦山機械設計人員不僅僅要保障礦山機械作業過程中的作業效率，更要在保證作業效率的前提下保證機械材料的再生率，隨著我國社會生產發展的步伐不斷加快，對于礦產的需求量也大大提高，而礦山機械也迎來了更大的工作量，以礦車為例，礦車的運輸量要控制在一定范圍之內，而為了方便裝卸載物料，礦山機械設計人員便可以著重對裝卸物料的時間與側門尺寸兩者的關系進行著重的研究，將所收集到的材料內容整合之后形成可視化的圖表，便能夠清楚的觀察到最佳的側門尺寸，這樣一來，礦山機械的工作效率便會因這樣一個小小的設計創新之中獲得大大提高[4]。除此之外，礦山機械設計人員在選取零部件以及原材料的時候，更需要充分考慮到其再生率，盡可能多利用一些能夠循環利用的材料進行礦山機械生產制造，這樣一來，即使礦山機械達到了使用壽命，那么，也能夠將報廢后的礦山機械零部件和原材料進行收集，從而為礦山機械制造提供更多實用的材料。

3.4 降振降噪減輕污染

礦山機械生產制造和作業的過程都是在社會范圍內進行的，不可避免的會給周圍的環境和人帶來一定的影響，因此，礦山機械設計人員必須要充分考慮到對環境和人的影響因素，只有獲得更好的社會效益，才能夠贏得社會范圍內更為廣闊的支持來實現經濟效益，這就需要相關設計人員在礦山機械降振降噪方面多下功夫。比如，礦山機械生產制造的過程中可以采取隔音板來阻隔噪音的傳遞，除此之外，礦山機械設計人員更需要在零部件設計和組裝方面做好降振降噪的措施，多利用一些減震的材料來輔助機械作業，從而起到減少對地面震動的效果，而在礦山機械工作的過程中，內部的零部件會發生磨擦而產生噪音，相關設計人員便可以針對噪音產生的部位采取加入隔音措施的方式來降低噪聲污染。

4 結束語

礦山機械在生產制造方面都是大同小異的，而國際范圍內競爭最為激烈的還是在礦山機械生產制造過程中的細節之處，因此，機械創新性設計便成為主要的競爭因素和有力的競爭法寶，對于我國礦山機械生產制造企業而言，設計的創新則為其提供了一條有效應對國際競爭與挑戰的策略。目前來看，國際平臺上都著重對機械設計進行創新，而我國在創新方面的確存在著不足之處，機械設計創新的成果和經驗都能夠為我國礦山機械生產制造產業提供借鑒，從借鑒機械設計思路入手，才更有助于實現機械設計創新性的提升。