煤矿机械绿色设计与加工的途径论文

煤矿机械绿色设计与加工的途径论文

　　煤矿机械的绿色设计的主要内容包括:煤矿机械绿色设计建模;煤矿机械材料的选择;煤矿机械产品的可拆卸性设计;煤矿机械产品的可回收性设计;煤矿机械产品的成本设计;煤矿机械产品设计数据库和知识库;煤矿机械产品使用的安全保护设计。

　　由于社会的不时开展，资源短缺与环境污染以及生态恶化的问题日益突出，而可持续开展的战略就是针对上述问提而提出的，也是社会经济开展的最终选择，当前曾经作为我国的一项根本国策来执行。由于煤矿机械的产品不只体积大，而且耗能高，污染也很严重，同时与水和空气，地表和土壤的关系十分严密，因而在其设计阶段应该就充沛地思索到其所触及到的资源问题和环境问题。而绿色设计注重的就是高效天时用能源与资源，以节能和降耗以及少污染为动身点，以此来完成煤矿机械绿色化设计。

　　1 煤矿机械实行绿色设计的内涵和意义

　　（1）绿色设计的内涵

　　绿色设计又被称为面向环境设计，这种设计的根本思想是指，在其设计阶段就把预防污染与环境要素的相关措施融入其产品设计，把产品的环境性能列为其设计目的与动身点，目的是降低其关于环境的污染。就工业设计来讲，其绿色设计的关键是Reduce和Recycle以及Reuse，翻译过来就是节约和回收以及再制造。其本质是不只减少能源与物质的损耗，减少排放有害物质，同时还需求增强产品与零部件的回收再应用。当前国内外绿色设计研讨的主要内容集中在产品生命周期设计与管理，同时还有环境影响的评价和经济本钱的剖析，模块化的设计办法与公理性的设计办法。

　　（2）绿色设计的意义

　　绿色设计是比拟先进的一种设计办法，其可以满足煤矿机械设计的一些请求。通常绿色设计是指应用消费产品过程中的各种中技术和环境谐和，同时还包括经济性等信息内容，保证其所设计的产品不只具有先进的技术，而且具有经济合理的优势，同时其环境谐和才能也比拟好的一个过程。而煤矿机械的绿色设计能够完成煤矿机械全部开发周期里相应产品的技术性和经济性，以及维护性与可回收应用等特性的保管，使其所设计煤矿机械类产品可以满足用户和环境多种需求。所以，很有必要在煤矿机械的设计之中引入此种绿色化设计办法。

　　2 煤矿机械的绿色设计

　　传统煤矿机械的产品设计如图1所示，此种设计仅仅思索其功用的合格与否，而关于其运用资料对环境形成的影响思索不多，也很少触及已运用产品的回收应用问题。相反，煤矿机械绿色设计就不再运用传统设计中从摇篮至坟墓的办法，而是注重产品的生命周期，完成产品从摇篮至再现的设计。从煤矿机械设计的内容来看，其主要包括绿色CAD的设计和其普通设计的准绳。

　　（1）煤矿机械绿色CAD的设计

　　当前CAD/CAE技术曾经被普遍应用在工业产品的设计之中，在其详细设计之中，首先要做的是运用CAD技术设计出一种参数化产品的模型，接着运用CAE技术对上述模型停止剖析，剖析的主要内容是模型构造和模型的强度与刚度，同时还包括关于模型的工艺剖析。当前不少三维的CAD软件都运用了对CAE的集成方式，其益处是能够借助此类模型，以及单独CAE软件对煤炭机械工作环境停止模仿，对其强度和刚度以及抗冲击才能停止模仿性实验。借助CAD/CAE技术能够到达少用纸或者不用纸的效果，能够完成各个部门对零件模型的共享。另外CAD/CAE技术搭建平行设计平台，进而加强产品设计的效率，从而也使得设计周期的缩短和对产品停止绿色剖析成为可能。

　　（2）应遵照的主要准绳

　　①选材的准绳

　　煤矿机械的绿色设计在其选材过程中需求留意以下准绳：第一，优先选择的准绳，其主要选则的对象是可再生的资料和回收资料，能降解的资料等。第二，可以进入针对资料环境的担负状况停止剖析的数据库，或者是相应专家研讨的系统，对与之相关的环境数据和相关学问展开相应的研讨，以便为相应的评价体系能够提供相关理论信息，此评价体系主要触及资料环境兼容性能和谐和性方面的内容。第三，增强对资料绿色特性的评价办法停止研讨，其详细内容是指从原料至废品和从废品至产品，同时还有从产品至报废物资，主要是此三个过程中所触及能源和资源，同时还有其环保性能内容的评价等。

　　②设计中的可拆卸准绳

　　煤炭机械完成有效回收应用十分重要的一个准绳就是可拆卸性，其详细指的是产品在设计阶段就将其可拆性作为产品设计目的之一。煤炭机械的产品有机体积庞大和加工复杂，零件众多和构造复杂的特性，因而在其设计之前就应该充沛思索其构造要素，以此来加强其产品可拆卸的性能。详细来讲，煤矿机械类产品可拆卸的内容主要有拆卸产品和拆卸工艺，同时还包括拆卸系统等内容。而煤炭机械的绿色设计过程需求遵照的准绳主要包括：容易拆卸和分开，尽可能的对拆卸过程中的工作量停止降低，对零部件多样性和产品预测构造停止降低。此外还有一种减少拆卸的工具品种与简化其操作程序的方式，就是在其拆卸的部位减少其紧固件的数量，从而在拆卸时能够到达省时和省力的效果。再次，煤矿的机械产品在其资料选择上需求便于分类和别离，在产品的设计中需求选用的资料品种要少，同时要思索到所选资料之间的兼容性。

　　③设计中的可回收应用性

　　就煤矿机械的可回收与再应用来讲，其主要是指在产品设计过程之中，需求充沛地思索多种要素，主要包括零部件的回收可能性和价值大小，零部件回收处置办法和其构造工艺的性能。经过对以上问题的缜密思索，以此来确保其相关产品的零部件和其再应用的性能得到保证，所以这种过程对环境的污染将会十分小。而就煤矿机械类的产品来讲，其可以回收和再应用的性能主要包括了能够完成循环应用的资料和标志，能够完成回收应用的工艺和办法，能够完成回收处置的构造工艺和经济性能。

　　④设计中产品的本钱最低准绳

　　绿色设计产品的本钱剖析和传统的本钱剖析有所不同。由于煤矿机械产品在其绿色设计的初期就曾经开端开端对其产品再次应用的性能展开思索，所以对其本钱剖析的过程中充沛地思索到其污染物替代和产品拆卸，产品的反复应用和环境中的本钱等内容。但就煤炭机械活动而言，其与环保费用相关的内容也能对产品本钱的差别产生重要影响。而在绿色设计决策的过程中，本钱剖析是一项十分重要的内容，以此来保证其设计产品不只具有良好的绿色效果，而且可以使其本钱降到最低。

　　3 有关煤矿机械绿色设计和制造的技术与实例

　　（一）煤矿机械绿色设计和制造的技术

　　绿色制造的技术指的是在产品制造的过程中，树立在产品产本和功用以及质量的前提下，运用可以综合思索环境与资源要素的一种制造技术，当前CAD/CAE技术和无切播的技术，以及超高速的加工技术和新刀具的技术都得到了疾速开展，上述技术的运用大大降低了产品制造的人力投入和资源投入，也对废弃物的排放有降低作用，运用此类技术能够完成煤矿机械的绿色制造圆满完成。

　　①虚拟制造

　　虚拟技术属于软件技术的一种，这种技术的创造把CAD/CAE技术以及CAM技术与消费管理的联络变得愈加严密，其最终可以提供一种强有效的仿真和建模环境，从而让产品规划与设计，以及产品的制造和装配都能完成网络化，同时还能对产品消费过程给予必要支持。虚拟制造的概念与内涵主要包括虚拟开发和虚拟消费，同时还包括了虚拟企业的内容。此处所讲虚拟制造的技术主要指的是虚拟性消费。把虚拟制造的技术融进煤炭机械的消费之中，可以在很大水平上进步消费效率与产品的质量，缩短试制与实验的流程，减少企业消费的本钱。

　　②煤矿机械相应产品再制造

　　工程再制造的内涵，指的是其用机电产品的全寿命周期的设计与管理作为指导，从而完成使废旧的机电产品在性能方面得到提升的目的，树立起优质、节能、高效、环保、节材的原则，运用先进技术与产业化的消费这种方式，对废旧的机电产品展开修复与改造，对这一系列的技术措施与工程活动停止总结，就是产品再制造。再制造并不是指对废弃物的简单应用，实践上是用先进成熟的外表的工程技术作为支撑，可以同时完成精确地恢复尺寸和显著提升其性能的目的，最关键的是资源应用的效率要高，关于能源的耗费要少，到达节能环保的目的。

　　（2）矿机械绿色设计和制造的案例

　　下文将以悬浮式液压支柱（其构造见图2）绿色设计和制造为例，展开对煤炭机械绿色设计和制造的剖析，其所采用的原理属于柱塞悬浮式的原理，所以其支柱安稳性能和承载力，同时还有抗偏载的才能都有较大水平的提升。另外此种设计的支柱与当前单体的支柱相比，其重量能够减轻15%还多，并且其运用的过程也十分简单。此外由于其工作行程的增大，其支柱的回收率也得到很大进步。从图中我们能够看出，三用阀处于手把体上，所以其不会由于活柱升高而升高，其操作的平安性能较高。通常液压支柱所采用工艺是镍-磷镀层的工艺，程度较为先进，其工作的介质有井下水，所以能够确保煤矿工作的环境和公开水免受污染。

　　图中所示设备主要采用绿色设计的办法展开设计，其主要运用悬浮式和密封涨紧的原理，所以就使支柱的各种性能都得到了进步，这就展示出绿色设计先进性的一面。就其绿色设计的本钱来讲，图中所示设备的构造十分简单，所以就到达了大幅度地降低本钱的效果，此外由于其零部件得到减少，也使其产生毛病的概率得到了大幅度的降低。另外一方面，其产品的绿色设计中丢弃了传统的理念，也就是先污染后管理的理念，其在工程设计中最大水平地降低了其产品关于环境的污染。而就单体支柱来说，由于其工作介质是乳化液，所以其给煤矿工作的环境和公开水带来了一定的污染。但是图中设备主要运用井下水为工作介质，这样就能够防止乳化液污染环境。最后，图中所示设备无焊缝的设计也在很大水平上降低了此过程之中有害的气体关于人体的危害。其一切的衔接都是用方钢丝停止衔接，其装置过程与拆卸过程非常便利，有利于维修过程的展开。

　　该述的事例阐明了煤矿机械的绿色设计和制造不只有利于产品技术性能的进步和本钱的降低，而且可以减少对环境的污染，社会和环境效益也较为良好。

　　4 结语

　　该文主要经过对煤矿机械的绿色设计停止阐述，使读者可以关于其根本内涵和详细技术以及施行准绳有一定理解，希望关于煤炭机械绿色设计的工作人员有一定启示，另外关于相关操作还需求在工作中进一步总结和进步。

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