现代设计方法在矿山机械设计中的应用思路构建

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采矿业属于一个密封的生产系统，是矿山机械设计中的基础工作内容。加快引进现代矿山机械设计的先进方法和理念，对于采矿业的发展和进步来说有着极为重要的意义。为了满足现代矿山开采的需求，矿山机械设计方法不断得到了广泛应用，同时也实现了对设计思想的优化创新。将先进现代设计方案应用于矿山机械中，成为当前所面临的重要问题。因此研究这一课题具有重要的价值。

1 现代矿山机械的功能需求

随着科学技术的不断发展，矿山开采行业中对机械设施的应用有所增加。由于我国的矿山开采行业几乎已经实现了全面机械化，然而所使用机械的水平相对落后，与西方发达国家的同行业建设仍然存在很大的差距。未来的矿山机械应当更加智能化、信息化，从而实现对矿山开采效率的有效提升，并提高开采质量。

在矿山开采过程中，可能会给环境造成很大的污染影响，在未来的发展过程中，应当更加注重对绿色环保理念的引用，不断促进机械技术水平的提升，提高矿山机械的安全性、可靠性，有效缩短设计的时间周期[1]。

2 现代设计方法在矿山机械设计中的应用

在对矿山机械进行设计的过程中，通过对现代化设计方法应用，充分发挥现代设计理念的重要性。以虚拟设计技术、仿生设计技术和有限元设计技术等技术措施的应用，充分实现对机械设计方案的优化，解决当前存在的设计方案的缺陷问题，实现对矿山开采质量的提高。

2.1 虚拟技术

随着矿山开采标准的提出，要想确保开采能够顺利进行，并且提高开采的安全性和工作效率，实现对网络信息技术的应用的强化，在这个过程中，将机械设备的参数输入至模拟系统当中，通过对开工状况的模拟，从而实现对机械各项性能的测试。

虚拟技术的应用能够构建矿山开采的3D仿真体系，同对模拟开采环境的建立，为机械设计提供理论依据。这样能够最快速度了解到有哪些不安全操作行为能够引发事故，有效提高工作人员的安全意识，促进矿山开采能够安全进行，以此来完善机械建设的安全功能[2]。

2.2 仿生技术

仿生设计是指对自然界中如动物、植物等生物体进行模拟，从而实现对产品形态、功能等方面的突破。在对矿山机械进行设计时，由于矿山开采的作业环境相对复杂，开采环境多样变化。设计者可以对生活在这样环境下的生物体进行研究，通过对相关理论数据参数的分析，从而实现对数据的优化处理。有效加强对矿山机械的生态化外形改进，以此来满足矿山机械在实际开采中的应用。此外，在对机械的功能进行改进时，设计者可以根据生物活体的内部结构设计进行改进，通过对形态构造功能的分析，与原有机械设备功能结合，有效满足矿山机械的功能需求。

2.3 环保设计

随着绿色矿业发展理念的不断贯彻，在矿山机械设计过程中，通过对绿色节能理念的应用，促进矿产业的可持续发展。例如：当前矿山机械中所使用的动力设备主要为柴油机。这就会导致柴油机在运行过程中可能会产生许多颗粒物质，矿山当地环境造成严重污染。而柴油机在运行过程中，还会产生很大的噪音，给周围环境带来很大的噪声污染。在实现对矿山机械的环保设计当中，可以通过对新型动力系统的应用，加强对清洁型能源的利用，并实现对动力设备的降噪处理。

当矿山机械废弃后，同样还会给环境带来污染。可以采用可拆卸的机械机构进应用，并加强对新型环保材料的应用，以此来实现机械元件的回收。从机械设计到投入运行的过程，要充分发挥机械生命周期的环保绿色性能。充分发挥机械设计方案的环保性能够全面应用，促进机械设计中不断结合环保性和经济性[3]。

2.4 智能设计

智能设计主要是对自动化系统和智能控制系统的应用，通过与传统设计技术的对比发现，在对材料数据信息进行传递和收集过程中，可以通过机械设备的应用，结合网络传递的指令进行操作，实现通过控制器来操作机械工作。通过对感应器的应用，有效实现对机械操作的执行；提高矿山开采工作的综合效率，促进工作的有效展开，同时还能够增强矿山建设的可靠性，提高人力水平。在自我诊断的过程中，不断实现对设计优化创新，将智能设计应用于故障诊断当中。

2.5 有限元设计

这种方式是通过对机械厂设备进行数学建模，并把三维模型用有限个单元进行分割，从而实现对准确数值的计算。以此来完善矿上机械在结构方面中所存在的问题。通过有限元设计方法地应用，使用SAP5程序进行运算，对动臂与斗杆的最大受力进行计算和数据对比分析，以此来获得钢板应力的分布情况，充分发挥设计的重要性，满足矿山机械的设计，降低出现钢板结构受力不匀称等现象[4]。

3 结束语

综上所述，随着对现代设计方法的应用，能够实现对现代矿山机械的合理设计，结合现代化的设计理念，充分发挥“以人为本”与“绿色环保”理念的积极作用。在对矿山机械进行设计的过程中，通过对有效开采方案的设定，不断实现对设计方案的优化。通过对当前设计中存在缺陷进行改进，能够提高矿山开采的质量，提高开采过程中的安全性。