现代设计方法在矿山机械设计中的应用探讨

现代设计方法在矿山机械设计中的应用探讨

马耀鹏

(山东黄金集团三山岛金矿山东省烟台市264000)

摘要：如果设计师依然采取传统的设计方法，不仅会影响到产品的设计周期，同时也会对产品的质量产生影响。在经济的快速发展背景下，对矿山机械设计也提出了全新的要求。通过采取先进的技术与方法，以此来提高生产的效果，为矿山生产工作提供支持。本文主要针对现代设计方法在矿山机械设计中的应用进行简要分析。

关键词：现代设计方法；矿山机械设计；应用分析

1矿山机械设计的意义

现代机械设计方法论是对传统机械设计的革新，已经将机械设计工作上升到逻辑、理性和系统的层次，对当今机器人、智能系统、无人操作等系统设计创新提供了理论基础。现代机械设计方法已形成一套兼具系统性和科学性的理论体系，有效提高了机械设计工作者的设计能力。

加强对矿山机械设备的设计，主要是因为在开采过程中会遇到不同的问题，需要工作人员与机械设备相互合作来完成。这就需要人们提高设计工作的水平，利用高新技术处理机械设备，提高工作人员进入矿井的安全性，体现机械设计的实际意义。由于开采的数量较多，单纯依靠人工的方式是不能够完成的，所以需要一些机械设备。充分使用现代设计方法，可以给煤矿企业节约成本，在一定程度上使煤矿企业更好地发展。

2现代矿山机械设计的要点

2.1坚持以人为本的原则

机械设计不仅要提高工作效率，还应该坚持以人为本的原则。在工作过程中，虽然可以利用现代技术减少人员的使用，但是在操作过程中仍需发挥人的作用。所以，在机械设计中要从人的角度出发，重视工作人员的身体健康，保护好人们的生命财产安全。机械设备在使用的过程中，会出现一些噪音，这对于工作人员来说是一种困扰，为了减少这样的情况，就需要在设计中采用相应的措施，设计出低噪音的装备。通过相关调查，当声音超过85dB时，就会影响到人的身体的各个器官，为了保证矿井工作人员的身体健康，就需要设计一些噪音小的设备。

2.2坚持绿色节能原则

对于采矿业来说，绿色开采与绿色矿山建设是重点内容。要想煤矿企业得到发展，就必须坚持绿色节能原则，考虑到节能的问题，可以充分利用信息技术对整个矿山设备设计进行绿色化处理。在对技术进行使用时，要充分考虑到资源的问题，需要人们结合实际情况，对其进行具体分析，结合机械设计的问题，对设备所在的环境进行分析，保证设备可以进行简单的拆卸。在对设备进行设计时，要对整个矿山进行全面的研究，通过绿色的方式保证其正常运行。

3现代设计方法在矿山机械设计中的运用

3.1运用优化设计

在矿山机械设计中运用优化设计已经有了一定的发展历史，且优化的主要对象主要包含了简单零件以及复杂整机等。从优化的内容上来说，主要包含了参数以及重量等。如在某公司中就采取了优化设计来研发出了新型的车型，且这一车型不仅提升了燃油上的效率，同

时也降低了购置以及在维修等方面上的成本投入。在多绳摩擦提升系统设计中，也可以在满足约束条件的基础上来进行优化计算，并得到最终的结果，揭示出内在的联系。

3.2运用有限元法设计

作为一种比较有效的分析方法，不仅可以对复杂与后突变等对象进行分析，同时也可以针对几何非线性等问题进行分析。所以说矿山机械受力存在着复杂性的特点，所以也就可以运用这一方法来进行分析。如受到结构复杂性的影响在动臂与斗杆的设计上就采取了工程计算法，并将其作为承受弯曲变形来进行处理。但是受到不确定性的影响，也就可以运用有限元法来进行应力上的分析，并通过对其受力状态进行计算，从而明确时应力的分布情况，解决存在的问题。

3.3可靠性设计

机械设备的可靠性设计，顾名思义，是指为满足机械设备产品的可靠性而进行的功能性设计。产品可靠性是指产品在规定条件和时间内完成规定功能的能力，意义重大。

通过可靠性设计方法，可以保证矿山机械在安全工作的前提下完成开采任务，满足开采需求。在运用可靠性设计方法时，设计人员需考虑可能发生的事故，针对危险因素对机械设备做出有效改进，使设备在面对这些因素时可有效应对，将伤害降至最低。

可靠性设计通常也会涉及到优化设计手段。例如，设计完毕后需进行试验，观察机械设备实际可靠性，认真分析，深化改进，反复优化约束条件，确保在正式开采时真正体现其可靠性，保障施工人员安全和机械设备平稳运行。

3.4运用创新设计

就创新设计来说，其实就是从预测需求上出发，借助已经掌握的或是实际可行的理论与技术等，借助创造性的思维来构建出全新事物的基础过程。从特点上来说，也就是要更新现有产品中的原理以及结构等，从而提升产品的综合竞争能力。在时代的快速发展下，技术与产品也在不断的更新，所以要清楚认识到矿山机械更新的重要性，通过设计出自动化与智能化的机械设备，以此来保证生产的需求。可以说在矿山生产行业中进行创新设计有着极为重要的意义，同时也关系到了我国矿业的发展效果。

3.5运用绿色设计

与传统的设计进行对比可以看出，绿色设计其实就是要保证产品在整个寿命周期中能够实现生态环境保护的目标，在不污染外界环境的基础上来实现资源的节约。从任务上来说就是要解决社会与环境之间的矛盾，协调好发展与文明之间的关系。目前生态环境的保护已经成为了人们所关注的重点，所以也就使得绿色设计成为了现代社会发展中的重要理念。因此，对于设计人员来说，要做好知识、信息与科学技术上的结合工作，通过有效的设计来减少对自然环境上的污染，为人类营造出健康的生态环境，实现人与自然之间的和谐发展。在开展产品的过程中，也要设计出统一的目标，以此来满足用户的需求，提升环境设计的效果。由于其场合上存在着一定的特殊性，所以也就需要在保证性能与安全的基础上来提升环境保护的效果。

3.6运用稳健性设计

就这一技术来说就是利用系统的非线性来进行的，在合理性的基础上来选择好可控因素，实现优化设计的目标，同时也要组合好产品的性能，应对好存在的干扰问题，从而提升与产品的质量。可以说矿山机械工作环境是十分恶劣的，所以想要在这种环境下保证机械的使用寿命，要从稳健性设计技术上入手，以此来满足实际的需求。在设计中也要先做好系统化的分析工作，然后要及时做好实验工作，以此来满足相关参数上的要求，提高控制的效果，综合好影响的因素，以此来保证得到理想的结果。

3.7智能设计法

在机械设备的设计中，要想保证设计的精准性，就需利用智能设计法。提高矿山机械开采的智能化，可以降低成本，及人工作业风险，对于煤矿业来说是一种全新的方法。在设计的过程中，可以利用现代信息技术，构建智能机械系统，通过设备的传输控制机械设备的运作，采集矿山的信息，全面掌握开采的真实情况。通过智能化方式可以诊断出机械设备出现状况的原因，让其更好地适应环境的发展，当遇到问题时，可以通过技术来解决相应的问题。在设计的过程中，可以充分利用现代方法不断提高机械设备在煤矿开采中的效率。使用现代技术，对矿山机械设备进行设计，提供科学并行之有效的方案，保证开采的安全性能。

3.8环保设计法

矿山机械设计不能够再走以往的老路，要结合绿色发展的理念，利用现代技术，保证矿业的可持续发展。在对设备进行设计的过程中，可以利用一些矿山开采的知识，结合环保理念，利用现代信息技术对其进行矿山机械设计。在矿山机械设计中，要坚持绿色环保理念，保证机械设备可以正常运作，从根本上解决矿山机械设计问题，从整体上保证矿山的绿色发展。

4结束语

综上所述，可以看出，在矿山机械设计中运用现代设计有着极为重要的意义。因此，在实际中要分析矿山机械的实际情况，在综合生产现场的基础上，来运用现代设计理念与技术，以此来保证设计方法的科学性与先进性，确保未来发展中的顺利进行。设计人员要更新自身的设计理念，学习先进的知识，从而设计出高质量的矿山机械产品。

参考文献:

[1]矿山机械设计中现代设计方法的运用分析[J].王新.河北农机.2018(05)

[2]现代设计方法在矿山机械设计中的应用[J].周航.现代制造技术与装备.2016(12)

[3]现代设计方法在矿山机械设计中的应用[J].潘宁.硅谷.2017(21)

[4]现代设计方法在矿山机械设计中的应用[J].李刚,朱华,吴兆宏,葛世荣.矿山机械.2018(09)