新时期煤矿机械设计及制造研究

摘要：文章首先分析了新时期煤矿机械设计与制造的发展趋势，然后介绍了煤矿机械的设计思路。最后针对我国煤矿机械设计与制造方面存在的问题提出了确保机械产品质量的建议。

关键词：煤矿；机械设计；制造；发展；环保

在我国的煤矿行业，煤矿机械主要用于矿物的开采与挖掘工作中，是决定其采煤效率的重要因素。煤矿机械的体积比较大，在实际工作过程中所消耗的能量也非常高，还会带来环境污染，此外，其工作过程会与水、地面、空气等紧密联系。再有，煤矿机械设计与制造的难度也比较大，因此为了适应不断进步的采煤技术，我们需要抓紧煤矿机械设计与制造的研究工作。

1.新时期煤矿机械设计与制造的发展趋势

1.1. 一体化发展

一体化是工业领域实现自动化发展后的延伸，其可以为煤矿机械的设计与制造提供可持续发展空间。

1.2. 智能化发展

智能化发展是所有工业设备的最终发展方向，在时代的快速发展下，工业生产规模正在不断扩大，生产设备的自动化能力已经不能满足社会对工业产品的需求，只有实现智能化，让生产设备具备一定的自动判断、分析以及决策能力，产品质量才能获得不断提升。

1.3. 网络化发展

网络信息化已经是整个时代的发展目标，对煤矿机械的生产与制造来说也是如此，网络化的实现对于提高机械产品质量有着明显效果，并且其还可以为产品提供良好的推广与应用平台，让机械产品发挥更大的效用。

1.4. 模块化发展

煤矿机械的种类非常多，并且不同的制造厂家所生产出来机械的质量也存在一定差异，因此造成有些构件之间无法完全衔接等问题。在这种问题的驱动下，煤矿机械的设计与制造逐渐朝向模块化发展，对相关的构件单元进行集成，实现相连构件的系统化以及标准化发展。

1.5. 绿色化发展

在环境污染问题日益严重的情况下，环保已经成为整个社会的关注重点，因此在煤矿企业的机械设计与制造过程中，绿色化也是一种必然的发展趋势，绿色产品这一概念也获得了越来越多的关注。绿色产品是在保护环境以及人类身体健康的角度来设计并制造煤矿机械，这样设计理念下得到的产品不仅可以有效减小给环境造成的污染，同时还可以实现节能以及提高资源利用率的目标，走可持续发展道路。

2.煤矿机械的设计思路

我国目前的煤矿机械设计主要有以下几种思路：系统化设计、智能化设计以及结构模块化。

2.1.系统化设计思路

此种设计类型将整个系统分为若干要素，在注重要素独立性的同时也紧紧抓住它们之间的内在联系以及层次性，然后再将设计要素结合起来完成系统任务。

2.2.智能化设计思路

煤矿机械的智能化设计思路是借助虚拟技术和智能设计软件的帮助来表达对机械产品的设计构思，测试其可行性。

2.3.结构模块化设计思路

煤矿机械的结构模块化设计思路指的是以产品功能为基础，对产品的结构进行分解，这样产品就会被分为具有以功能为区分的不同模块，然后通过优化组合将模块中的基本构件组建程一个整体。模块化的理想化情况是所有的基本构件都具体有一定的集成性与通用性，可以彼此配合与连接。

3.我国目前的煤矿机械设计与制造过程中存在的问题

据调查，我国煤矿机械的设计与制造过程存在一定问题，除了设计人员设计不合理所造成的问题以外，还有质量管理不善以及生产不够规范等方面的问题。具体体现在以下几个方面：

3.1.煤矿机械设计的创新能力比较低

我国目前的煤矿机械生产与加工企业很多还没有建立自己的技术研发中心，主要依靠与科研院校的合作来进行煤矿机械的设计开发工作，但是这在无形中发给企业的运营增加了经济负担。此外，由于在机械设计过程中的参与度不够，使得企业的自主开发能力与创新能力的提升均受到限制，对市场需求变化的反应不够灵敏，开发周期也会延长。

3.2.机械产品的技术标准比较落后

我国现金使用的煤矿机械产品技术标准与国家标准相比非常落后，有些设计标准或者规范已经很多年没有进行更新与修订。这样的情况让我国的煤矿机械设计工作在不断地进步过程中失去了相关的设计依据，因此只能靠企业自己慢慢摸索，致使煤矿机械开发技术的整体发展速度受到影响。

4.提高新时期煤矿机械设计与制造质量的建议

4.1.严格遵守煤矿机械设计的流程

煤矿机械设计的内容主要包括设计建模、选择合适的机械材料、分析机械产品的可拆卸需求并依此为基础进行机械的可拆卸设计；机械产品的可回收性设计；以材料的消耗为基础进行机械设计的成本分析；机械产品的相关设计数据以及需要用到相关规范的整理；机械产品的使用说明书设计以及安全保护设计。因此在进行煤矿机械产品设计工作时，需要严格遵守以上流程以及相关规范，确保机械产品的质量。

4.2. 加强对煤矿机械制造过程的监督与控制作用

对于煤矿机械产品的生产与加工企业来说，加强对产品的监督与控制作用是确保机械质量的有效措施。此外，对生产与加工过程进行网络化管理可以将产品不同部件的加工以及不同加工中心的生产情况集合起来进行总体监控，为生产与加工企业的优化决策提供信息。在全面的监督与控制作用下，煤矿机械破产品的质量更有保证，同时也提高了产品质量的一致性，让煤矿机械产品不同部件间的关系更加协调。

4.3. 规范煤矿机械制造的生产工艺

煤矿机械的生产工艺主要包括材料的成形过程、机械加工过程、热处理工艺过程以及装配工艺过程。为了最大程度地提高煤矿机械产品的制造质量，在设计已经投入生产的时候，需要检查生产工艺会用到的生产材料、切削用具、以及制造设备，并保证生产工序的正确性。此外，控制好生产工艺的参数，比如工艺温度、生产时间等也是实现规范生产的有效措施。因此，在对原材料进行锻造、浇筑、焊接的过程中，要控制好相关的工艺参数，确保机械部件的形状、表面质量以及尺寸精度都符合要求。

4.4. 将PDM技术合理地应用到煤矿机械制造的质量控制过程中

PDM指的是Product Data Management，是一门用来管理产品零件信息、CAD文件、配置、权限信息、文档、结构等信息的技术。将其应用到工业领域中不仅可以有效缩短产品生产所用时间，同时还能提高生产的及时与准确性，让煤矿机械产生的生产与加工企业在实现资源共享的基础上提高企业现有资源的利用率。

4.5. 加强企业的自主研究力度，提升机械设计的创新能力

我国目前的很多煤矿机械生产与加工企业并没有建立自己的技术开发中心，煤矿机械的设计工作主要依靠与该专业科研院校合作的模式来开展。在实际设计过程中，由于合作时间已经其它现实因素的制约，企业在整个过程中的参与度并不高，因而自身的创新能力受到限制。这样的情况持续下去，只会让企业越来越依赖与科研院校的合作。而这样的煤矿机械开发模式无法让机械产品的质量得到完全保障，原因就是科研院校的研究人员并没有真正的生产经验，在煤矿机械的设计工作中只能依据设计要求，而无法考虑到实际生产工艺对机械设计所带来的限制。因此，要想确保煤矿机械的设计与制造质量，机械的加工与制造企业需要加强自主研究力度。如果这在一点上确实存在困难，可以首先加大合作参与度，让企业的设计开发人员全程参与设计过程。对于具备一定技术开发能力和雄厚资金的机械制造企业来说，可以着力建设自己的设计开发中心并积极培养以及引进人才，通过人才效应来提高机械产品的设计与制造质量，提升企业的经济效益。

结束语：

综上所述，在经济与社会快速发展的背景下，煤矿机械的设计与制造正在发生巨大变化，具体呈现一体化、智能化、网络化、模块化以及绿色化的发展趋势。针对我国煤矿机械生产与加工企业中存在的煤矿机械设计的创新能力比较低以及机械产品的技术标准比较落后等问题，我们可以从严格遵守煤矿机械设计的流程、加强对煤矿机械制造过程的监督与控制作用、规范煤矿机械制造的生产工艺、将PDM技术合理地应用到煤矿机械制造的质量控制过程中以及加强企业的自主研究力度来提升机械设计的创新能力等措施来确保煤矿机械的设计与制造质量。

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作者简介：董国飞（1985.09--），性别：男，籍贯：山西大同，工作单位：大同煤矿集团机电装备制造有限公司，学历：硕士，职称：助理工程师，研究方向：机械制造 .