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關(guān)鍵詞:煤礦采掘機(jī)械;機(jī)械制造;以太網(wǎng)
中圖分類號(hào):TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)10-0007-02
中國地大物博、資源豐富,每年煤炭產(chǎn)量也在世界領(lǐng)先行列,在國家的支持之下,如今我國在挖掘煤炭的過程中已經(jīng)多出了很多的經(jīng)費(fèi)以及人力資源,并應(yīng)用了更多新技術(shù)。但是我國在挖掘機(jī)械的制造方面,相對(duì)于發(fā)達(dá)國家而言還是有很大差距。我國在挖掘過程中,較多的采用手工控制,而很多發(fā)達(dá)國家都已經(jīng)能夠采用計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。因此我國在這方面還要加強(qiáng)努力,本文對(duì)于這個(gè)方面進(jìn)行了探索。
1 我國的煤礦采掘機(jī)械的制造技術(shù)
1.1 采煤機(jī)
因?yàn)槲覈丝诒姸啵瑢?duì)于煤炭有著較高的需求,這就在一定程度上也要求了制造挖掘機(jī)械的水平,如今我國已經(jīng)能夠生產(chǎn)的挖掘機(jī)已經(jīng)有了兩千瓦的大功率作用,可以實(shí)現(xiàn)底下五米多的開采程度。而更為突出的是,太原礦山機(jī)器集團(tuán)所生產(chǎn)制造的一個(gè)世界領(lǐng)先的煤炭挖掘機(jī),其功率最大,挖掘也能夠達(dá)到了七米以上。但是為了更好的適應(yīng)我國煤炭挖掘行業(yè)的現(xiàn)狀,這種機(jī)器還在進(jìn)一步的調(diào)試和改進(jìn)之中。同時(shí),在這些設(shè)備上運(yùn)用了較新的技術(shù),提高開采的效率,比方說診斷故障、預(yù)警技術(shù)以及微機(jī)監(jiān)測等。
1.2 刮板輸送機(jī)
在啟動(dòng)刮板運(yùn)輸機(jī)的過程中,應(yīng)當(dāng)滿足挖煤機(jī)這種具有較大功率設(shè)備的正常運(yùn)行,如今我國的最大刮板輸送機(jī)的制造方是天地奔牛實(shí)業(yè)公司,其型號(hào)為SGZ1400/4500型,這種機(jī)器的功率可以高達(dá)四千五百千瓦以上,具有一點(diǎn)四米的槽寬,在輸送煤炭的過程中,效率極高。這是因?yàn)檫\(yùn)輸機(jī)采用的鏈條韌性較好且具有相當(dāng)高的耐磨性能,并與支架接觸較為繁亂,在這種情形下,輸送機(jī)依然要承擔(dān)較大的挖煤設(shè)備。因此,在輸送機(jī)上多采用GST技術(shù),可以依照實(shí)際的運(yùn)輸量對(duì)于輸送機(jī)的速度展開一定的調(diào)整,這樣能夠有效避免重量過大導(dǎo)致運(yùn)輸機(jī)超大負(fù)荷的情況發(fā)生。
1.3 掘進(jìn)機(jī)
這種掘進(jìn)機(jī)是的制造方是三一重裝,其型號(hào)為EBZ418H型,其改造的原型是以前的橫軸掘進(jìn)機(jī),其在世界范圍內(nèi)功率最高。不過,這類掘進(jìn)機(jī)有著一定的應(yīng)用范圍,主要是在大斷面中使用,可以在任何尺寸的底板情況下都滿足要求,而且其耐久性非常強(qiáng),可以在很長一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行持續(xù)作業(yè),也能應(yīng)用在施工過程中。
如今我國的技術(shù)已經(jīng)可以支持很多設(shè)備的生產(chǎn),比如掘進(jìn)機(jī)以及半煤礦半巖石的掘進(jìn)機(jī)等,其依照的是不斷更新的三維仿真等技術(shù),使機(jī)械的運(yùn)行得到一定的安全保證,而且簡化了機(jī)器的操作,對(duì)操作者我要求降低,還能夠方便機(jī)器的日后檢驗(yàn)以及維修。
1.4 采掘機(jī)械的重要部件
如今,我國制造煤礦類挖掘機(jī)械的水平已經(jīng)在世界范圍內(nèi)名列前茅,然而在部分零件的生產(chǎn)方面,卻還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。在一些制造的基礎(chǔ)方面,其材料要依靠進(jìn)口才能夠滿足整體安裝的需要,比方說電子傳感器、CST以及剛強(qiáng)度鋼管等。由于這些零件無法進(jìn)行制造,所以對(duì)我國提升機(jī)械的制造水平十分不利。這就要求,在未來制造整體機(jī)械的過程中,還要提升對(duì)于某些部件的制造能力,這樣才能令整體設(shè)計(jì)上升一個(gè)檔次,從而促進(jìn)國內(nèi)生產(chǎn)采掘機(jī)械的水平的提高。
2 怎樣提高我國制造煤礦采掘機(jī)械的水平
2.1 在煤礦機(jī)械制造行業(yè)中擴(kuò)大以太網(wǎng)的應(yīng)用范圍
在科技發(fā)展的過程中,對(duì)于煤礦采掘機(jī)械提出了更高的要求,要求其能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)通訊以及其他的通訊功能,在煤礦挖掘機(jī)中應(yīng)用以太網(wǎng)技術(shù),可以提高對(duì)于機(jī)械的維護(hù)以及控制性能。其好處主要包含以下方面:
生產(chǎn)成本低廉。由于科技的發(fā)展,以太網(wǎng)作為高科技產(chǎn)品,并不具有較高的成本,因此價(jià)格也在不斷下降,所以采用以太網(wǎng)并不會(huì)產(chǎn)生很大的成本。
通訊方便。在以太網(wǎng)之中,有一個(gè)十分重要的優(yōu)勢就是其傳輸速度較快,信息可以較快獲得處理,能夠大大改善傳統(tǒng)的RS485/RS2的信息處理速度。
在應(yīng)用以及維護(hù)方面十分便捷。如今我國的以太網(wǎng)技術(shù)提升到了一定的程度,而且廣泛應(yīng)用在很多方面,因此在應(yīng)用煤礦采掘的時(shí)候,并不存在技術(shù)上的問題,而且在應(yīng)用方面也十分便捷。
2.2 提高煤礦采掘機(jī)械設(shè)備安全性
在機(jī)械運(yùn)行的過程中,最應(yīng)該值得關(guān)注的就是機(jī)械的安全問題,其中在開采煤礦的過程中,電路安全就是特別重要的一點(diǎn),因此,在機(jī)械的電力設(shè)備部分,應(yīng)當(dāng)使電網(wǎng)總?cè)萘吭龃螅闺妷旱玫教岣撸硗猓€要進(jìn)行繼電保護(hù)的設(shè)置,防止危險(xiǎn)情況發(fā)生。在這同時(shí),還應(yīng)當(dāng)注意有關(guān)電磁兼容的一些問題。而且,在操作過程中,機(jī)械不能太熱,可以用試溫蠟展開溫度測量,不過值得注意的是,這種測量溫度的方法,對(duì)于操作人員有著較高的技術(shù)要求,而且在操作過程中有很多方面應(yīng)當(dāng)密切注意,因此這種操作方法的實(shí)用性并不是很強(qiáng)。因此,可以通過以下方法,使電磁兼容的實(shí)驗(yàn)獲得有效
實(shí)現(xiàn):
傳導(dǎo)干擾。設(shè)備很容易受到電磁干擾的影響,其影響途徑主要有信號(hào)線以及電線等,這都會(huì)在極大程度上影響信號(hào)的傳播。另外,還有意外情況發(fā)生時(shí),比如雷電對(duì)于電線的沖擊,這也屬于傳導(dǎo)干擾的范疇。
輻射干擾。有一些設(shè)備,在操作方面有著較高的精度要求,當(dāng)外界某些干擾通過電磁源頭進(jìn)入到空間之中的時(shí)候,就會(huì)產(chǎn)生一定的干擾現(xiàn)象。如果要解決這一個(gè)現(xiàn)象,應(yīng)當(dāng)詳細(xì)研究對(duì)抗電磁干擾的辦法,爭取提高設(shè)備的精度。
在制造煤礦挖掘機(jī)械設(shè)備的過程中,如果想要合理的規(guī)避上述一些問題,就應(yīng)當(dāng)根據(jù)源頭采取一定的措施。因?yàn)槊旱V采掘機(jī)械中,有些零件是沒有可能不受到一點(diǎn)兒干擾的,比如在機(jī)械運(yùn)行的過程中一定會(huì)有靜電的產(chǎn)生,且輻射干擾不可能完全去除等。但是這些干擾可以在一定程度內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié),使之大幅度降低,從而令采掘過程更加安全有序。比如說,降低靜電的方法,可以在機(jī)械上連接地線,或者采用屏蔽以及隔離等措施避免干擾的產(chǎn)生。
2.3 注意節(jié)能技術(shù)的使用
在我國的煤礦采掘機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的過程中,因?yàn)樵O(shè)備更新,許多設(shè)備因?yàn)楣ぷ餍什桓叨惶蕴@就導(dǎo)致了設(shè)備的浪費(fèi),以及不必要的金錢消耗。因此,在今后制造采掘機(jī)械的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)十分注意機(jī)械的工作效率,在不改變其他方面功能的基礎(chǔ)上,盡量使工作效率得到提高,可以采用高壓變頻的手段,使機(jī)械的運(yùn)行能力得到提高,另外還可以減少設(shè)備運(yùn)行的損耗以及資源消耗。有實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明,在無煙采煤機(jī)中運(yùn)用高壓變頻手段,能夠極大程度上減少煤炭的揮發(fā),其使用成本還獲得了大幅度降低。而對(duì)于很多煤礦企業(yè)來講,如果想在其他方面降低消耗,可以改進(jìn)液泵等設(shè)備,使其運(yùn)行速度得到提高或者降低,從而獲得一定的節(jié)能效果,使設(shè)備更加完全。
3 結(jié)語
在科技漸漸發(fā)展的過程中,會(huì)有更多的新技術(shù)在煤礦采掘制造行業(yè)加以運(yùn)用,通過提高這些技術(shù)的水平,能夠?qū)ξ磥黹_采行業(yè)的安全運(yùn)行有著長遠(yuǎn)的影響。上述是筆者對(duì)于如今煤礦采掘機(jī)械制造水平的分析,以及對(duì)于其未來發(fā)展方向的考慮,并提出了一些小建議,有助于機(jī)械制造工業(yè)整體能力的提高,使其弊端得到改善,以及提高部分機(jī)械零件的優(yōu)良性能,希望能夠起到一定的作用。
參考文獻(xiàn)
[1] 中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì).2010年我國煤礦采掘機(jī)械化生產(chǎn)情況年度報(bào)告[Z].上海:煤炭工業(yè)采掘機(jī)械化信息中心站,2011.
[關(guān)鍵詞]煤礦機(jī)械;合理設(shè)計(jì);管理方法
中圖分類號(hào):TD402 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)16-0072-01
1 煤礦機(jī)械制造中存在的問題
1.1 設(shè)計(jì)技術(shù)缺乏創(chuàng)新,技術(shù)落后
就目前國內(nèi)的煤礦機(jī)械制造中,很多企業(yè)沒有自己的研發(fā)機(jī)構(gòu),要依靠國外的研究所,大部分核心技術(shù)都是國外引進(jìn)的,企業(yè)在自主研發(fā)能力及創(chuàng)新方面較弱。因?yàn)樽灾餮邪l(fā)的能力弱再加上機(jī)制上的繁瑣冗雜,導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)周期長,技術(shù)更新慢。
1.2 產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)落后
目前中國使用的煤礦機(jī)械的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)國外的同類產(chǎn)品來說,普遍是偏低的。許多標(biāo)準(zhǔn)沒有及時(shí)地更新,跟上國外的腳步。這樣往往導(dǎo)致生產(chǎn)效率的低下,產(chǎn)品的質(zhì)量得不到充分的保證,還有可能會(huì)引發(fā)安全事故。
1.3 高端產(chǎn)品需要進(jìn)口
因?yàn)橹袊旱V的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)相對(duì)較弱,中國的企業(yè)往往不具備生產(chǎn)煤礦機(jī)械中的一些高端產(chǎn)品,這些產(chǎn)品基本上要靠進(jìn)口。一些煤礦企業(yè)僅能生產(chǎn)一些技術(shù)水平較低的產(chǎn)品,在新產(chǎn)品的研發(fā)上表現(xiàn)得力不從心,在科技基礎(chǔ)方面發(fā)展較為緩慢,與國外的先進(jìn)技術(shù)相比存在較大的差距,較難滿足中國煤礦企業(yè)的發(fā)展需求。
2 煤礦機(jī)械制造中的合理設(shè)計(jì)
2.1 煤礦機(jī)械中的人性化設(shè)計(jì)
產(chǎn)品的人性化設(shè)計(jì)是指以人為核心,全面考慮人的精神、物質(zhì)需求的一種設(shè)計(jì)價(jià)值觀。其中人性化設(shè)計(jì)的核心是“以人為本”,是指在設(shè)計(jì)過程中達(dá)到了產(chǎn)品的基本功能的基礎(chǔ)上,更多地去考慮人,主要是要充分地去考慮使用者的生理、心里的需求,使人跟產(chǎn)品能夠保持良好的互動(dòng)關(guān)系,使人更好、更有效率地去工作。煤礦機(jī)械因其特殊的工作環(huán)境及使用環(huán)境,操作者的工作條件較惡劣,因此,煤礦機(jī)械的人性化設(shè)計(jì)顯得尤為重要。
煤礦機(jī)械人性化設(shè)計(jì)是一項(xiàng)“人―機(jī)―環(huán)境”綜合的設(shè)計(jì),其中運(yùn)用了人機(jī)界面學(xué)、產(chǎn)品語義學(xué)、環(huán)境學(xué)、造型美學(xué)和工程技術(shù)等原則。設(shè)計(jì)者應(yīng)從人機(jī)間的互相適應(yīng),功能分配煤礦從業(yè)者,設(shè)計(jì)合理的以人為核心的煤礦機(jī)械。在設(shè)計(jì)中,著重考慮以下幾個(gè)方面:
(1) 操作界面的設(shè)計(jì),操作界面主要指的是人機(jī)界面,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)融合多學(xué)科的知識(shí),并結(jié)合使用者的切實(shí)感受。合理的人機(jī)界面應(yīng)做到美觀、通俗、操作簡單,使用者在操作過程中舒適愉悅,從而提高工作效率;
(2) 設(shè)計(jì)前要充分地了解人機(jī)數(shù)據(jù),人機(jī)數(shù)據(jù)主要是指機(jī)器的使用范圍,人體各部位的尺寸大小以及人體的有關(guān)測量數(shù)據(jù)。如設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)備操縱機(jī)構(gòu)盡量集中在人多柱操作位置上;操縱機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)符合大多數(shù)人的習(xí)慣;一般操縱的螺旋裝置為右螺旋紋等;
(3) 重視造型美學(xué)的因素,造型美學(xué)是技術(shù)與藝術(shù)的結(jié)合,應(yīng)用得好能夠給人帶來審美精神上的愉悅,這正符合人性化設(shè)計(jì)的要求。這主要從色彩及造型兩方面去考慮,色彩會(huì)給人們的生理、心理上產(chǎn)生巨大的影響,因此在設(shè)計(jì)中是不可忽視的。造型上應(yīng)做到簡潔、質(zhì)感、統(tǒng)一感強(qiáng)等特征。
2.2 煤礦機(jī)械中的綠色設(shè)計(jì)
綠色設(shè)計(jì)是指在設(shè)計(jì)過程中需要綜合考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用及回收整個(gè)生命周期中的環(huán)境和資源效率,目前是較先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念及方法。綠色設(shè)計(jì)的宗旨是通過系統(tǒng)的考慮機(jī)械與環(huán)境的關(guān)系,從而使得產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響降到最小,資源的利用效率最高。煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
(1) 煤礦機(jī)械材料的選擇,在選擇材料時(shí)應(yīng)盡量選擇可再生、兼容性好的、可降解的材料;
(2) 設(shè)計(jì)時(shí)注重煤礦機(jī)械的可拆卸性,因?yàn)闄C(jī)械產(chǎn)品的可拆卸性可以實(shí)現(xiàn)材料的完全回收和一些零部件的二次利用,這是實(shí)現(xiàn)有效回收的重要手段;
(3) 設(shè)計(jì)時(shí)考慮煤礦機(jī)械產(chǎn)品的可回收性,產(chǎn)品的零件及材料的回收性、價(jià)值、方法以及回收后期的處理等一系列的問題都要考慮到;
(4) 設(shè)計(jì)時(shí)關(guān)注煤礦機(jī)械產(chǎn)品的使用安全性,安全性是生產(chǎn)工作最基本的要素,對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備這種大部分在井下工作來說,安全性顯得更為突出,一旦發(fā)生事故后果將是非常嚴(yán)重的,因此,安全性在設(shè)計(jì)過程中要高度重視。
(5) 綠色設(shè)計(jì)需要考慮到煤礦機(jī)械產(chǎn)品整個(gè)的生命周期,盡量做到資源利用的最大化,環(huán)境污染的最小化,這也是綠色煤礦、綠色生產(chǎn)的基礎(chǔ)。
2.3 新技術(shù)的應(yīng)用
在煤礦機(jī)械制造中,若要加強(qiáng)設(shè)計(jì)的合理性,新技術(shù)的應(yīng)用必不可少,如CAD技術(shù)及有限元的應(yīng)用,CAD技術(shù)是指用計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品及工程進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),主要部分有繪圖、文檔制作、工程分析等設(shè)計(jì)。在計(jì)算機(jī)中,一種產(chǎn)品的模型能夠?qū)隒APP系統(tǒng),進(jìn)行NC編程及工藝規(guī)劃,可以讓代碼導(dǎo)入NC機(jī)床,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制,可以提高機(jī)械的開發(fā)效率。有限元是一種計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算法,將無限的質(zhì)點(diǎn)連續(xù)體,簡化成有限的單元集合體,進(jìn)而使單元連接成分散的結(jié)構(gòu)物,代替了傳統(tǒng)的彈性體,有利于工程中復(fù)雜結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析及靜力分析,提高煤礦機(jī)械制造設(shè)計(jì)的合理性。
3 煤礦機(jī)械制造中的管理方法
3.1 應(yīng)用信息技術(shù)的現(xiàn)代管理
在煤礦機(jī)械的生產(chǎn)過程中,合理有效的管理是至關(guān)重要的,這是保證煤礦機(jī)械制造生產(chǎn)效率及質(zhì)量的重要因素。現(xiàn)在先進(jìn)的管理方法是應(yīng)用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理,現(xiàn)代信息管理技術(shù)的有效運(yùn)用,可以將企業(yè)內(nèi)部的各信息進(jìn)行連接整合,重新進(jìn)行構(gòu)建設(shè)計(jì)、工藝、財(cái)務(wù)、銷售等環(huán)節(jié)比較完整全面的信息鏈,構(gòu)建起企業(yè)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò),可以讓企業(yè)管理者更好地進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃,確定發(fā)展方向制定戰(zhàn)略,同時(shí)可以形成一種有效的協(xié)同環(huán)境,從而提高煤礦機(jī)械制造的效率。
3.2 做好數(shù)據(jù)庫與材料的管理
在煤礦機(jī)械制造過程中,應(yīng)根據(jù)加工零件的相關(guān)的指標(biāo)及參數(shù)進(jìn)行編碼,并對(duì)其中的編碼進(jìn)行分析,將各部件的信息進(jìn)行分析去構(gòu)建機(jī)制制造中標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)據(jù)庫,同時(shí)也可以構(gòu)建機(jī)械制造圖紙的信息庫,這也是確保產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。在機(jī)械生產(chǎn)中材料的質(zhì)量是非常重要的,制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),然后嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)材料的選擇以及采購儲(chǔ)存,從材料到生產(chǎn)要形成一條鏈的模式,兩者之間應(yīng)相互的反饋,這樣可以保證生產(chǎn)的順利M行及產(chǎn)品的質(zhì)量也可以得到保障。
3.3 規(guī)范企業(yè)的制度,提高員工的素質(zhì)
煤礦機(jī)械制造是一個(gè)復(fù)雜繁瑣的過程,要想讓生產(chǎn)有效有序地進(jìn)行,需要有個(gè)比較完善的企業(yè)制度,這樣才能保證企業(yè)正常的運(yùn)作。制度應(yīng)注重人性化及可行性,制度確定后應(yīng)該嚴(yán)格地執(zhí)行。生產(chǎn)過程中員工起著關(guān)鍵作用,員工需要認(rèn)同企業(yè)文化,認(rèn)真地完成自己的工作,這些是作為員工最基本的要求。同時(shí)在其他方面也應(yīng)有所提高,對(duì)員工應(yīng)進(jìn)行規(guī)范的培訓(xùn),規(guī)范的管理,加強(qiáng)企業(yè)文化的教育,提高員工的安全意識(shí),不斷地提高員工的素質(zhì)。這些對(duì)企業(yè)的管理及企業(yè)的未來發(fā)展都是非常重要的。
4 結(jié)語
總之,合理的設(shè)計(jì)與良好的管理是煤礦機(jī)械制造的兩項(xiàng)重要工作,必須高度重視,積極采取相應(yīng)的策略,做好這兩項(xiàng)工作。然而,提高煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)與管理水平是一項(xiàng)系統(tǒng)的工作,不僅需要做好上述幾項(xiàng)工作,還應(yīng)該注重工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),并根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的創(chuàng)新策略,以促進(jìn)煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)與管理工作的順利進(jìn)行,以提高煤礦機(jī)械制造水平。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:設(shè)備;改造;管理
近年來,由于煤炭行業(yè)的不斷發(fā)展,進(jìn)而帶動(dòng)了先關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,其中煤礦機(jī)械制造業(yè)迎來了蓬勃發(fā)展的時(shí)期,機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)量在不斷增加,而且機(jī)械設(shè)備的技術(shù)要求也在不斷提高,為了滿足市場需求,煤礦機(jī)械設(shè)備制造業(yè)必須加強(qiáng)自身設(shè)備的更新和改造,提高生產(chǎn)技術(shù),同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的管理力度,降低設(shè)備損壞率,保證設(shè)備的正常安全運(yùn)行。
1.我國煤礦機(jī)械制設(shè)備現(xiàn)狀
由于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,煤礦業(yè)得到了全面的發(fā)展,形成了區(qū)域性產(chǎn)業(yè),也成立了幾個(gè)較大的煤礦產(chǎn)業(yè)集團(tuán),這些煤礦集團(tuán)規(guī)模較大,財(cái)力雄厚,促進(jìn)了我國煤礦機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。目前我國從事煤礦機(jī)械生產(chǎn)的企業(yè)較多,但是因?yàn)槊旱V機(jī)械制造業(yè)機(jī)械設(shè)備的技術(shù)水平較低,加上管理方面存在較多的問題,因此設(shè)備老化和磨損嚴(yán)重,加上部分業(yè)并沒有及時(shí)進(jìn)行設(shè)備更新,很多設(shè)備都是超期服役,安全保護(hù)部件已經(jīng)失效,給安全生產(chǎn)埋下安全隱患。同時(shí)煤礦機(jī)械制造業(yè)管理不到位,導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備在運(yùn)行中磨損較快,生產(chǎn)效率不高,不能滿足煤礦行業(yè)對(duì)設(shè)備的需求。
總體而言,我國煤炭制造行業(yè)的機(jī)械設(shè)備的整體水平還比較低,自動(dòng)化程度較低,設(shè)備老化嚴(yán)重,維修保養(yǎng)不及時(shí),導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備故障頻發(fā),造成很大的安全事故。但是從世界發(fā)達(dá)國家來看,煤礦機(jī)械設(shè)備的發(fā)展水平相對(duì)比較很高,設(shè)備的自動(dòng)化、集成化趨勢明顯,比較突出的有德國德伯特、德國艾克夫等一些煤礦設(shè)備制造企業(yè),他們根據(jù)當(dāng)前煤礦行業(yè)的發(fā)展需要,生產(chǎn)了各種重型化、自動(dòng)化等設(shè)備,為煤礦行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展做出了努力。作為我國煤礦機(jī)械制造業(yè)要隨著煤礦行業(yè)的不斷發(fā)展不斷完善和改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備,加強(qiáng)管理。
2.煤礦機(jī)械設(shè)備改造
由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域發(fā)揮出重要的作用,而數(shù)字建模技術(shù)和仿真模擬技術(shù)在煤礦機(jī)械制造業(yè)的設(shè)備改造中也得到廣泛的應(yīng)用,不僅提高了煤礦機(jī)械制造業(yè)的設(shè)備改造率,而且有效降低了機(jī)械設(shè)備的改造成本。
2.1.液壓支架生產(chǎn)中的改造
液壓支架是煤礦生產(chǎn)中重要的設(shè)備,也是煤礦機(jī)械制造業(yè)的主要生產(chǎn)產(chǎn)品之一,為了確保煤礦生產(chǎn)對(duì)液壓加工的要求,煤礦機(jī)械制造業(yè)必須對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改造,以便滿足液壓支架工作的需求。液壓支架一般分為四個(gè)部分:結(jié)構(gòu)焊接-千斤頂配套-銷軸類加工-鑄鍛件加工。綜合上述生產(chǎn)環(huán)節(jié),在液壓支架改造中應(yīng)該重視如下步驟:首先必須要對(duì)數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行改造,保證切割機(jī)具有良好的工作性能,對(duì)切割下來的下料進(jìn)行打磨、人工劃線等工作,減小勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,同時(shí)該方法能有效提高焊接后構(gòu)件圓弧過渡處的流暢性和光滑性,保證構(gòu)件的質(zhì)量和美觀度。其次,在液壓支架生產(chǎn)中還需要將普通車床用數(shù)控車床代替,因?yàn)閿?shù)控車床能有效提高千斤頂內(nèi)部構(gòu)件的質(zhì)量和銷軸類加工部件表面的粗糙度,組合成千斤頂后,千斤頂?shù)暮细衤什艜?huì)提升。另外,該種生產(chǎn)工藝能有效減少鉸接孔處銷軸類部件在使用過程中的磨損程度,不僅增加了液壓支架的靈活度,而且延長了液壓支架的壽命。除此之外,在液壓支架制造中還需要對(duì)退火爐進(jìn)行改造,擴(kuò)建退火爐,從而減少鑄件的退火周期,能實(shí)現(xiàn)鑄件加工速度的提升。
2.2.機(jī)械焊接的改造
焊接是煤礦機(jī)械制造業(yè)在設(shè)備生產(chǎn)中經(jīng)常用到的工藝,改造的目的主要是為了保證焊接質(zhì)量。在煤礦機(jī)械制造焊接中最常見的一個(gè)問題是結(jié)構(gòu)件在焊接后變形,因此必須要針對(duì)結(jié)構(gòu)件變形改造生產(chǎn)設(shè)備。在生產(chǎn)過程中結(jié)構(gòu)件焊接后變形產(chǎn)生的最主要原因是焊接中受力不均導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件中部分部位應(yīng)力集中,從而發(fā)生變形。對(duì)此,在生產(chǎn)過程中要采用火焰矯正的方法,就是對(duì)鋼材進(jìn)行加熱,受熱后其應(yīng)力會(huì)發(fā)生變化,從而在整個(gè)構(gòu)件中重新分配應(yīng)力,最終實(shí)現(xiàn)矯正變形的目的。因此對(duì)煤礦機(jī)械制造設(shè)備的改造必須要考慮如何尋找應(yīng)力集中點(diǎn),如何保證應(yīng)力按要求釋放。常見的火焰矯正工藝如下:(1)在結(jié)構(gòu)件的底板或頂板隆起處采用點(diǎn)狀加熱。(2)當(dāng)槽型結(jié)構(gòu)件局部存在向上彎的情況時(shí),矯正可以使火焰從腹板兩側(cè)向同一方向沿線狀擺動(dòng),必要時(shí)可以進(jìn)行一定的橫向和循環(huán)擺動(dòng)。
2.3.解決支架生產(chǎn)中“卡脖子”的問題
在支架生產(chǎn)工程中存在幾個(gè)卡脖子的工序,為了保證支架的生產(chǎn)質(zhì)量和效率,要對(duì)卡脖子的問題進(jìn)行改造。(1)首先對(duì)鏜床系統(tǒng)進(jìn)行改造,延長了主軸軸承的使用壽命,保證了設(shè)備正常的運(yùn)行時(shí)間,減少了修機(jī)率。另外支架前后連桿鏜孔的速度也有所加快。(2)鏜床的改造。結(jié)構(gòu)件整體鏜孔限制了生產(chǎn)速度,鏜床的精度和生產(chǎn)效率均比較低,在鏜床改造中合理利用了龍門刨的床身、立柱、工作臺(tái)、動(dòng)力頭等,改造完成了新的鏜床,主要在縱向和橫向上設(shè)立坐標(biāo)系,增加了放大鏡,構(gòu)件的精度以及生產(chǎn)效率均有了大幅度提升,改造成本也較低。(3)板件加工設(shè)備的改造。在原先板件類加工中采用的是搖臂鉆床,設(shè)備老化嚴(yán)重,需要經(jīng)常維護(hù),影響到生產(chǎn)效率。因此在其改造中將“84”部油泵用CB- 6型齒輪油泵代替,安裝在變速箱上部空閑位置,使油泵維護(hù)時(shí)間從4個(gè)小時(shí)減少到1個(gè)小時(shí),減少停產(chǎn)時(shí)間,由此直接產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
3.煤礦機(jī)械制造業(yè)的設(shè)備管理
關(guān)鍵詞:煤礦機(jī)械;綠色設(shè)計(jì);綠色制造
0引言
長期以來,我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式主要以粗放型為主,這種發(fā)展模式為我國帶來了巨大經(jīng)濟(jì)效益,但與此同時(shí),也為此付出了沉重代價(jià),國內(nèi)正面臨著日益嚴(yán)重的環(huán)境污染、生態(tài)破壞以及資源浪費(fèi)等問題。為使我國的經(jīng)濟(jì)社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,近年來,國家也越來越重視各行各業(yè)的綠色發(fā)展。煤礦機(jī)械需面對(duì)各種復(fù)雜的施工環(huán)境,加之機(jī)械本身體積較大、能耗較高,應(yīng)用煤礦機(jī)械進(jìn)行采煤作業(yè)時(shí),時(shí)常會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染、能源浪費(fèi)以及破壞生態(tài)環(huán)境等問題。為積極響應(yīng)國家的節(jié)能降耗發(fā)展戰(zhàn)略,更好地保障煤礦企業(yè)的長期健康可持續(xù)發(fā)展,各礦井必須從本礦井實(shí)際情況出發(fā),進(jìn)一步解決好煤礦開采的環(huán)境污染問題與能源消耗問題,讓生產(chǎn)與環(huán)境和諧相處,走煤炭機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)、綠色制造之路。
1綠色設(shè)計(jì)的內(nèi)涵與特點(diǎn)
1.1綠色設(shè)計(jì)的內(nèi)涵
綠色設(shè)計(jì)其實(shí)是一種面向環(huán)境的設(shè)計(jì),其最先由美國環(huán)保法提出。努力節(jié)約資源,充分回收材料以及進(jìn)行產(chǎn)品再制造等是綠色設(shè)計(jì)的核心,綠色設(shè)計(jì)理念是近年來發(fā)展起來的一種新型設(shè)計(jì)理念,人們之所以應(yīng)用這種理念來設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品,其目的主要是為了緩和工業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境間的矛盾,通過人工干預(yù)的方式,進(jìn)一步協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)文明間關(guān)系,使二者和諧相處。綠色設(shè)計(jì)具有很多自身特點(diǎn),它與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)法相比,需考慮多方面因素。綠色設(shè)計(jì)可以說是一種集成化設(shè)計(jì)法,煤礦機(jī)械工作者在進(jìn)行煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)以提高資源利用率、減少環(huán)境污染作為重要設(shè)計(jì)理念導(dǎo)向,應(yīng)從機(jī)械設(shè)備的材料、壽命、能源、成本等設(shè)計(jì)因素出發(fā),同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的未來生產(chǎn)、使用、報(bào)廢回收等因素進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。最終設(shè)計(jì)出的煤礦機(jī)械產(chǎn)品,應(yīng)具有良好的環(huán)境協(xié)調(diào)性,先進(jìn)的技術(shù)性,可靠的安全性[1]。
1.2綠色設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中,由于綠色設(shè)計(jì)與其他設(shè)計(jì)有所不同,人們?cè)谶M(jìn)行煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)時(shí),需考慮的一項(xiàng)重要設(shè)計(jì)內(nèi)容就是怎樣降低資源消耗,盡可能地減少環(huán)境破壞,因此人們?cè)趹?yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品時(shí),不但應(yīng)重視經(jīng)濟(jì)效益的設(shè)計(jì),同時(shí)應(yīng)重視環(huán)境效益與生態(tài)效益的設(shè)計(jì)。在選擇設(shè)計(jì)方案時(shí),應(yīng)反復(fù)考量,統(tǒng)籌考慮,不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng),盡量把設(shè)計(jì)系統(tǒng)的每個(gè)環(huán)節(jié)都設(shè)計(jì)好,如能量轉(zhuǎn)換方式、動(dòng)力來源、資源利用情況等。
2煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)
2.1煤礦機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)分析
在進(jìn)行煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)時(shí),不僅應(yīng)充分考慮各種傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)因素,同時(shí)還應(yīng)把環(huán)境保護(hù)因素、資源節(jié)約因素等全部考慮進(jìn)去,因而必然會(huì)增加設(shè)計(jì)成本,對(duì)此在進(jìn)行煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)前,應(yīng)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品成本進(jìn)行分類整理全面分析,應(yīng)盡可能地考慮到所有成本。特別是產(chǎn)品回收與再利用成本、拆卸成本以及污染物替代成本等。爭取最終設(shè)計(jì)出的煤礦機(jī)械產(chǎn)品在符合各項(xiàng)環(huán)保要求的前提下,具有更好的質(zhì)量和更高的性能。在進(jìn)行煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)科學(xué)、合理地選擇設(shè)計(jì)材料,所選材料情況,會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的綠色度的高低造成直接影響。機(jī)械設(shè)計(jì)人員應(yīng)在充分了解待設(shè)計(jì)產(chǎn)品的用戶需求、性能需求的前提下,選用兼容性好又能回收利用的可再生材料,來設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品。應(yīng)在充分了解待設(shè)計(jì)產(chǎn)品應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能需求,施工環(huán)境以及用戶信息等眾多因素的前提下,才能確定出產(chǎn)品結(jié)構(gòu),拿出合理的設(shè)計(jì)方案。對(duì)于用戶需求的分析有多種方法,其中質(zhì)量功能配置法是最常用的方法,應(yīng)用此方法,可將這些具體需求科學(xué)、合理地轉(zhuǎn)化為一些具體設(shè)計(jì)內(nèi)容與零部件特征,進(jìn)而完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)[2]。
2.2建設(shè)煤機(jī)產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫
建立煤機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫,可有效指導(dǎo)煤機(jī)產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)。通過不斷完善材料、環(huán)境以及技術(shù)信息等數(shù)據(jù)庫內(nèi)容,可進(jìn)一步整理當(dāng)前各種數(shù)據(jù)信息,可更好地支持煤機(jī)產(chǎn)品科學(xué)選材,正確進(jìn)行環(huán)境評(píng)價(jià),合理分析生產(chǎn)成本。對(duì)于煤機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫包含的設(shè)計(jì)信息應(yīng)盡可能全面。如材料類型、回收率情況、可制造裝備、各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)法律法規(guī)等多項(xiàng)內(nèi)容。
2.3煤機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系
人們?cè)谕瓿蓹C(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)后,應(yīng)有科學(xué)的設(shè)計(jì)評(píng)估體系來評(píng)價(jià)從原材料到制成品,以及從制成品到報(bào)廢品整個(gè)生命周期。應(yīng)把能源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)以及產(chǎn)品的可持續(xù)利用性等作為重點(diǎn)評(píng)估指標(biāo),且選用的綠色設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則應(yīng)具有多樣性,應(yīng)包含實(shí)用性準(zhǔn)則、經(jīng)濟(jì)性準(zhǔn)則以及宜人性準(zhǔn)則、環(huán)境性準(zhǔn)則等。其中經(jīng)濟(jì)性準(zhǔn)則,應(yīng)關(guān)注由于保護(hù)環(huán)境,節(jié)約資源等而引發(fā)的生產(chǎn)性成本增加。宜人性準(zhǔn)則應(yīng)對(duì)應(yīng)用煤礦機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)對(duì)人體健康的影響進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注,主張借助人機(jī)工程學(xué)原理來設(shè)計(jì)煤礦機(jī)械,以便進(jìn)一步降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度,應(yīng)在使用煤炭機(jī)械時(shí),盡量降低人體健康的危害。
2.4煤礦機(jī)械產(chǎn)品的可拆卸與可回收設(shè)計(jì)
煤礦機(jī)械產(chǎn)品使用原材料較多且制造程序復(fù)雜,在進(jìn)行煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)把可拆卸設(shè)計(jì)充分融入其中,使機(jī)械各部件更易分離、拆卸,并且讓零部件種類盡可能的少,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更科學(xué)。
3煤礦機(jī)械產(chǎn)品的綠色制造技術(shù)
3.1煤機(jī)制造流程的整體技術(shù)
優(yōu)化機(jī)械制造為一種生產(chǎn)加工過程總和,它主要是把原材料轉(zhuǎn)變?yōu)橹瞥善返倪^程。就一項(xiàng)完整的機(jī)械制造而言,其包含的生產(chǎn)過程主要有生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、加工零部件以及組裝產(chǎn)品等。綠色煤機(jī)制造是在機(jī)械制造的基礎(chǔ)上交叉、集成了能源、環(huán)境等因素,其包含的程序主要有方案評(píng)審、擇優(yōu)以及實(shí)施等,在這些程序中,筆者認(rèn)為最重要的環(huán)節(jié)為方案評(píng)審與方案選擇。通過不斷優(yōu)化零部件、材料以及制造成本等因素,來把最優(yōu)制造方案確定出來,努力達(dá)到綜合成本低、生產(chǎn)效益高以及環(huán)境污染少的最終煤機(jī)制造目標(biāo)[5]。
3.2煤礦機(jī)械產(chǎn)品的虛擬制造
虛擬開發(fā)與虛擬生產(chǎn)是虛擬制造的兩個(gè)主要方面,把虛擬制造應(yīng)用到煤炭機(jī)械制造中,可有效降低制造成本,大幅提高制造效率。讓虛擬技術(shù)充分結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAX),可實(shí)現(xiàn)虛擬化的設(shè)計(jì)生產(chǎn),有效縮短機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造周期,優(yōu)化制造過程,減少機(jī)械制造中不必要的浪費(fèi),不斷提升煤機(jī)綠色制造效果[3]。
3.3煤機(jī)制造的集成化技術(shù)
由于煤機(jī)綠色制造屬于一項(xiàng)系統(tǒng)、復(fù)雜工程,它貫徹于產(chǎn)品生命周期全過程,因此必須從系統(tǒng)角度與集成角度進(jìn)行綠色制造的全面探究。建立包含綠色設(shè)計(jì)系統(tǒng),制造過程系統(tǒng)以及環(huán)境影響評(píng)估系統(tǒng)在內(nèi)的綠色集成制造系統(tǒng)體系[4]。
3.4煤礦機(jī)械產(chǎn)品的再制造
把修復(fù)改造舊機(jī)械產(chǎn)品的行為稱為機(jī)械再制造,煤礦機(jī)械的再制造主要以機(jī)械產(chǎn)品壽命周期為指導(dǎo),以表面工程技術(shù)為支撐,以提高舊機(jī)械產(chǎn)品的整體性能為目的。科學(xué)、合理地預(yù)測零部件壽命,有效檢測零部件質(zhì)量是進(jìn)行再制造的前提。把再制造技術(shù)引入煤機(jī)產(chǎn)品綠色制造領(lǐng)域,有助于節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保。
4結(jié)束語
總之,隨著我國節(jié)能環(huán)保事業(yè)的不斷推進(jìn),各礦井也越來越重視走綠色發(fā)展之路。煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化、集約化、信息化水平不斷提升,對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的科技含量要求越來越高,煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)與制造技術(shù)也必將成為未來煤礦機(jī)械發(fā)展的必然趨勢。
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中圖分類號(hào)TD402文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
1 綠色設(shè)計(jì)的內(nèi)涵
綠色設(shè)計(jì)是通過借助于產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的技術(shù)、環(huán)境協(xié)調(diào)以及經(jīng)濟(jì)性等多方面的信息情況,力求所設(shè)計(jì)產(chǎn)品不僅技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)合理,而且具有相當(dāng)好的環(huán)境協(xié)調(diào)性的過程。在設(shè)計(jì)中, 除考慮產(chǎn)品的功能、性能、壽命、成本等技術(shù)和經(jīng)濟(jì)屬性外, 還要重點(diǎn)考慮產(chǎn)品在生產(chǎn)、使用、廢棄和回收的過程中, 實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的循環(huán)利用、降低能源消耗和最大程度地減小產(chǎn)品制造和使用對(duì)環(huán)境的影響, 實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
其基本內(nèi)涵包括:
(1)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過程中, 產(chǎn)品的基本技術(shù)性能屬性與環(huán)境資源屬性、經(jīng)濟(jì)屬性并重, 且環(huán)境資源屬性優(yōu)先。
(2)在設(shè)計(jì)階段應(yīng)充分考慮產(chǎn)品在使用廢棄后的可拆性和回收利用性。
(3)提出了產(chǎn)品設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)企業(yè)在環(huán)境保護(hù)、節(jié)約資源方面應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。即對(duì)大宗工業(yè)產(chǎn)品, 企業(yè)不但要生產(chǎn)產(chǎn)品, 同時(shí), 還應(yīng)在可能的范圍內(nèi), 承擔(dān)產(chǎn)品回收和再利用的義務(wù)。
(4)它是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)理念的發(fā)展和創(chuàng)新, 體現(xiàn)了人類對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)學(xué)科認(rèn)識(shí)的深化。
傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)側(cè)重的是產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、成本等產(chǎn)品的基本技術(shù)與經(jīng)濟(jì)屬性, 對(duì)產(chǎn)品的考慮最多到產(chǎn)品使用報(bào)廢為止。按傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念, 在產(chǎn)品使用報(bào)廢后, 就成了一堆廢鐵和垃圾,與制造企業(yè)也沒有任何關(guān)系, 報(bào)廢產(chǎn)品金屬零件的回收利用主要采用回爐冶煉方式, 很少直接利用,因而是一種“從搖籃到墳?zāi)埂钡倪^程。所以, 綠色設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本區(qū)別在于:綠色設(shè)計(jì)要考慮產(chǎn)品的整個(gè)生命周期, 從產(chǎn)品的構(gòu)思開始, 在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零部件的選材、制造、使用、報(bào)廢和回收利用過程中對(duì)環(huán)境、資源的影響, 希望以最小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品“從搖籃到再現(xiàn)”的循環(huán)。
2 綠色設(shè)計(jì)理念對(duì)煤礦機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的影響
對(duì)于煤礦機(jī)械而言,通常具有大體積、高耗能、高污染的特點(diǎn),因此,煤礦機(jī)械在進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)其能源的消耗以及污染物的排放情況進(jìn)行充分考慮,確保產(chǎn)品制造及使用過程中能夠做到節(jié)能、環(huán)保、安全和經(jīng)濟(jì)。隨著環(huán)保理念的普及,如何實(shí)現(xiàn)大型煤礦機(jī)械的綠色化設(shè)計(jì)與制造、降低環(huán)境污染狀況已經(jīng)成為如今相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
2.1 對(duì)選材的要求
一是對(duì)于可再生材料、回收材料、能降解材料進(jìn)行優(yōu)先選擇。二是進(jìn)行材料環(huán)境負(fù)擔(dān)情況分析數(shù)據(jù)庫及其相應(yīng)的專家系統(tǒng),對(duì)其相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)及其知識(shí)進(jìn)行研究,以便于對(duì)材料的環(huán)境兼容性及協(xié)調(diào)性等方面的評(píng)價(jià)體系提供相應(yīng)的理論信息。三是對(duì)材料的綠色特性評(píng)價(jià)方法的研究,主要指的是由原料到成品,從成品到產(chǎn)品及從產(chǎn)品到報(bào)廢后的物資等三個(gè)過程所進(jìn)行的能源、資源以及環(huán)保性能等方面的評(píng)價(jià)。
2.2 可拆卸性
可拆卸性是實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械有效回收的重要原則之一,只有拆卸過程方可實(shí)現(xiàn)材料的完全回收以及可用零部件的再次利用。因此,綠色設(shè)計(jì)與制造理念的引入就是要在設(shè)計(jì)的初始階段方可確保產(chǎn)品最終可回收再利用性的實(shí)現(xiàn)。煤礦機(jī)械產(chǎn)品的可拆卸性主要包括了拆卸產(chǎn)品、工藝以及系統(tǒng)等方面。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)遵循:易拆易分,盡可能降低拆卸過程的工作量、零部件的多樣性及產(chǎn)品預(yù)測的結(jié)構(gòu)。
2.3 可回收再利用性
可回收再利用性原則主要指的是產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,對(duì)零部件回收的可能性及其價(jià)值、回收處理的方法及其結(jié)構(gòu)工藝性能等多方面問題進(jìn)行充分的考慮,以確保產(chǎn)品零部件及其材料的再利用性得到充分保障,因而此過程對(duì)于環(huán)境所造成的污染最小。對(duì)于煤礦機(jī)械產(chǎn)品而言,其可回收再利用性主要包括可循環(huán)利用材料以及標(biāo)志、回收處理工藝及其方法,回收處理結(jié)構(gòu)工藝及其經(jīng)濟(jì)性。
2.4 產(chǎn)品成本最低
綠色設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)品成本的分析同傳統(tǒng)成本分析不同,產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)初期即開始對(duì)產(chǎn)品的再利用性進(jìn)行考慮,因此進(jìn)行成本的分析過程中必須對(duì)污染物的替代、產(chǎn)品的拆卸及其重復(fù)利用,以及相應(yīng)的環(huán)境等方面的成本進(jìn)行考慮。對(duì)于煤礦機(jī)械而言,關(guān)于環(huán)保費(fèi)用方面也會(huì)對(duì)產(chǎn)品的成本差異帶來影響。進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)的決策過程中必須進(jìn)行成本的分析。但要說明的是,成本控制必須是在滿足產(chǎn)品性能基礎(chǔ)之上,否則,就與綠色設(shè)計(jì)理念相左。
3 綠色制造工藝技術(shù)的主要內(nèi)容
綠色制造工藝技術(shù)是以傳統(tǒng)的工藝技術(shù)為基礎(chǔ), 并結(jié)合材料科學(xué)、表面技術(shù)、控制技術(shù)等新技術(shù)的先進(jìn)制造工藝技術(shù)。其目標(biāo)是對(duì)資源的合理利用, 節(jié)約成本, 降低對(duì)環(huán)境造成的污染。根據(jù)這個(gè)目標(biāo)可將綠色制造工藝劃分為三種類型: 節(jié)約資源的工藝技術(shù)、節(jié)省能源的工藝技術(shù)、環(huán)保型工藝技術(shù)。
節(jié)約資源的工藝技術(shù)是指在生產(chǎn)過程中簡化工藝系統(tǒng)組成、節(jié)省原材料消耗的工藝技術(shù)。它的實(shí)現(xiàn)可從設(shè)計(jì)和工藝兩方面著手。在設(shè)計(jì)方面, 通過減少零件數(shù)量、減輕零件重量、采用優(yōu)化設(shè)計(jì)等方法使原材料的利用率達(dá)到最高;在工藝方面, 可通過優(yōu)化毛坯制造技術(shù)、優(yōu)化下料技術(shù)、少無切屑加工技術(shù)、干式加工技術(shù)、新型特種加工技術(shù)等方法減小材料消耗。
節(jié)省能源的工藝技術(shù)是指在生產(chǎn)過程中, 降低能量損耗的工藝技術(shù)。目前采用的方法主要有減磨、降耗或采用低能耗工藝等。
環(huán)保型工藝技術(shù)是指通過一定的工藝技術(shù), 使生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢液、廢氣、廢渣、噪聲等對(duì)環(huán)境和操作者有影響或危害的物質(zhì)盡可能減少或完全消除。目前最有效的方法是在工藝設(shè)計(jì)階段全面考慮, 積極預(yù)防污染的產(chǎn)生, 同時(shí)增加末端治理技術(shù)。
由于全球不可再生資源的大量利用, 為人類以后的生存提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。這就是可持續(xù)發(fā)展的問題, 所以節(jié)約資源的工藝技術(shù)顯得尤為重要。
3.1 綠色制造工藝技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用
在機(jī)械加工中, 綠色制造工藝技術(shù)主要是在切削和磨削上采用干切削和干磨削的方法來進(jìn)行加工。常規(guī)的加工方法例如車削、銑削、磨削等, 都需要切削液來幫助加工, 切削液在加工中的作用主要有冷卻、、排屑和清洗的作用。大量切削液的使用造成了很多有害影響, 環(huán)境污染嚴(yán)重, 對(duì)工人的身體健康造成危害等。干式加工是在加工過程中不采用切削液的一種加工方法。由于在加工過程中不采用切削液, 所以可獲得潔凈無污染的切屑, 省去了切削液及其處理的大量費(fèi)用。
3.2 機(jī)床技術(shù)
干式加工在切削區(qū)域會(huì)產(chǎn)生大量的切削熱, 如果不及時(shí)散熱, 會(huì)使機(jī)床受熱不均而產(chǎn)生熱變形, 這個(gè)熱變形就成為影響工件加工精度的一個(gè)重要因素, 因此機(jī)床應(yīng)配置循環(huán)冷卻系統(tǒng), 帶走切削熱量, 并在結(jié)構(gòu)上有良好的隔熱措施。實(shí)驗(yàn)表明, 干式切削理想的條件應(yīng)該是在高速切削條件下進(jìn)行, 這樣可以減少傳到工件、刀具和機(jī)床上的熱量。高速切削機(jī)床的發(fā)展給干切削的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了良好的條件, 對(duì)于精密切削機(jī)床, 可在機(jī)床上裝上監(jiān)控系統(tǒng), 以檢測切削區(qū)域的溫度變化、切削力的變化以及刀具的磨損, 并配以機(jī)床補(bǔ)償裝置。
3.3 工藝技術(shù)
對(duì)機(jī)械加工來說, 要實(shí)現(xiàn)干切削, 工件材料在很大程度上起著決定性的作用, 經(jīng)研究表明:超硬合金最難進(jìn)行干切削, 鋼次之, 而鑄鐵的干切削性能最好。鋁合金在加工過程中產(chǎn)生的切屑很容易與刀具發(fā)生“咬焊”式粘連, 采用高速干切削這種方法可以解決這種問題, 實(shí)驗(yàn)表明,在高速切削中95%~98%的切削熱都傳給了切屑, 切屑與刀具前刀面接觸的部分被局部熔化, 很容易被切離工件表面, 減少了積屑瘤的產(chǎn)生, 可提高鋁合金的加工精度和表面質(zhì)量。
為了減少高溫條件下刀具和工件之間材料的粘結(jié)和擴(kuò)散, 要注意刀具材料和工件之間的搭配, 還可以采用硬車和激光輔助切削等方法對(duì)不適合進(jìn)行磨削加工的零件和抗拉強(qiáng)度極高的零件進(jìn)行加工。
4 結(jié) 語
綜上,綠色設(shè)計(jì)與制造已成為世界工業(yè)發(fā)展的潮流, 它必將隨著可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略趨勢顯示出越來越大的優(yōu)勢。作為煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造,綠色設(shè)計(jì)與制造理念不僅符合人類共同追求生存環(huán)境質(zhì)量與共同的價(jià)值趨向,而且也是煤礦機(jī)械產(chǎn)品制造業(yè)實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源及可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
參考文獻(xiàn):
[1]藺國民,孫秦等.機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)研究.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造, 2006(06)
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