机械创新设计在矿山机械中的应用

孙庆唐，赵丽丽，王建屏，任德宝，李玉才

（甘肃能源化工职业学院，甘肃 兰州 730207）

矿山机械生产制造包括的产品有很多，而机械生产过程中所涉及到的零部件生产制造企业也比较繁杂，对于矿山机械生产制造而言，零部件的质量会直接影响整个矿山机械生产制造成果的优劣，因此，矿山机械生产制造必须要对每个环节进行严格把关，除此之外，更要在机械创新设计方面多下功夫，从而从根本上提高矿山机械企业的竞争实力。

1 机械创新设计在矿山机械中应用的重要意义

1.1 有助于循环利用资源，提高资源利用效率

矿山机械在生产制造的过程中必须要综合考虑到成本因素和各方面的性能，虽然矿山开发能够为我国经济的发展助力，但是，我国的矿产资源毕竟是有限的，在矿山机械作业的过程中，难以避免会造成矿产资源的流失和浪费，因此，着重对矿山机械进行创新设计能够大大提高矿山机械作业过程中矿产资源的利用效率。矿产开采所涉及到的流程比较繁杂，无论是资源开采、运输还是加工制造，都可能会对矿产资源造成破坏和浪费，这就需要借助机械创新设计的力量提高矿山机械的性能[1]。比如，负责运输的矿车要做好密封工作，减少矿产运输过程中的资源消耗，而矿产加工制造的过程中，更要注重原材料投入量的控制，尽可能最大限度的发挥资源的原有价值。

1.2 有助于响应政策要求，促进循环经济的发展

绿色生产循环利用是我国政府以及国际平台始终提倡的，而作为促进经济发展的主力军，矿山机械生产制造必须要积极响应国家的政策要求，在环境保护和循环利用方面贡献出一份力量。

目前来看，我国矿山机械生产制造的过程的确存在着环境污染的问题，但是，随着科学技术的进步，我国矿山机械企业也同样拥有着新时代十分便利的机械创新设计条件。在科学技术的支撑下，中国矿山机械生产制造企业也更容易实现模式的转型，从之前追求规模和经济效益转变为追求绿色生产和社会效益，这样一来，不仅仅会为企业的发展带来更多循环经济效益，更能够赢得更好的企业形象和拥有更为雄厚的竞争实力。

1.3 有助于提高生产制造水平，迎接国际挑战

矿山机械企业在发展的过程中面对诸多挑战和难题是不可避免的，而在当今时代，绿色生产和环境效益已经成为机械生产过程中的先提条件，因此，作为国民经济水平的重要支柱必须要不断提升生产制造水平，从而以更为雄厚的实力迎接难度更高的挑战[2]。我国机械生产制造业始终在国际竞争潮流中处于劣势的地位，虽然我国矿产资源比较丰富，但是，在开采到生产的过程中对于矿产资源的利用效率并不是很高，制造出来的产品也没有绝对的优势，而对矿山机械进行创新，便能够为我国机械生产制造产业开辟一片光明的发展道路，在机械设计方面多下功夫，才能够为矿山机械生产制造积攒更多的竞争资本。

2 矿山机械发展过程中存在的问题

2.1 资源浪费严重

矿山机械是矿产生产与制造的主要工具，同样，矿山机械的生产与制造也需要诸多零部件进行组合，目前来看，矿山机械在生产制造的过程中并没有充分对资源进行利用，这就会导致投入的原材料与产出的成品并不成正比，在生产制造的过程中会有许多的资源被消耗，也同样会存在着资源浪费的问题。对于我国而言，丰富的资源的确是一项与生俱来的优势，但是，生产制造的过程中对资源的浪费却是亟待克服的劣势。比如，用来制造矿山机械的原材料在生产过程中并没有得到充分利用便成为废物被排出，而且，生产出来的矿山机械所用的原材料并不少，但是，其性能和寿命并不能完全满足机械使用的要求，机械工作过程中高消耗、低寿命便成为矿山机械的致命缺点。

2.2 环境污染严峻

环境污染始终是我国机械制造过程中始终存在的缺点，矿山机械在生产制造的过程中不可避免的会用到诸多的原材料，无论是在冶炼机械零部件还是在组装拼接的过程中都会多多少少的产生一些环境污染问题[3]。

除此之外，如果矿山机械设计不合理，那么，矿山机械在后续投入使用的过程中仍然会凸显出重重的问题，比如，没有做好煤矿运输的密封工作，这样一来，当运输一些带有粉尘污染的煤矿的时候，自然会大大增加环境污染的问题。我国机械生产制造为我国经济的发展贡献出了很多经济力量，但是如果一味地为了发展经济而牺牲环境，那么，这样的生产制造则会得不偿失。

3 矿山机械中机械创新设计具体措施

3.1 坚持长寿低耗设计原则

矿山机械生产制造不仅仅要保证零部件生产和组装的过程中尽可能的减少原材料的投入成本，更要注重生产出来的机械产品具有实用性，首先，矿山机械的作业环境一般都比较恶劣，而矿山机械的使用频率和强度都要比一般的机械更大，因此，矿山机械使用寿命和能量消耗便是机械设计与生产制造过程中需要着重考虑的问题。比如，在设计矿山机械的时候，要尽可能考虑到矿山机械作业时的受力点以及生命周期，矿山机械设计人员在绘制图纸之前就必须要全面且充分的对矿山机械作业环境以及其工作原理进行深入分析。矿山机械在工作的时候都会有一个主要的受力点，而这个受力点也正是主要发力和最容易被磨损的地方，因此，矿山机械设计人员便要在受力点上做好防护措施，使其寿命得以延长。除此之外，相关设计人员还需要通过各种原材料的对比，找寻出性能比较好且能够降低矿山机械作业能耗的材料，经过实际调查与对比研究从而得出一套比较完善的方案。

3.2 减少有害材料的使用

矿山机械不仅仅在生产制造过程中会产生对环境有害的物质，更可能会由于材料应用不当而导致后续污染，因此，在设计矿山机械的时候更要注重材料的筛选，在保证材料性能的同时，更要保证材料的环保，从而避免矿山机械生产制造产品在投入使用的时候带给环境以及工作人员伤害。比如，矿山机械需要诸多零部件投入生产制造，而相关设计人员便可以在成本预算范围之内适当的将一些容易挥发有害气体或者不易降解的材料进行替换，将更为环保的材料投入到机械生产制造过程之中，这样一来，便能够在根本上保证机械制造的绿色生产。

3.3 提高机械的工作效率与材料再生率

矿山机械的使用寿命是一定的，因此，为了保证矿山机械在报废之后能够重新回收原材料进行再利用，就必须在矿山机械设计初期就尽可能的采取容易分解且能够回收循环利用的无毒无害的材料。比如，矿山机械设计人员不仅仅要保障矿山机械作业过程中的作业效率，更要在保证作业效率的前提下保证机械材料的再生率，随着我国社会生产发展的步伐不断加快，对于矿产的需求量也大大提高，而矿山机械也迎来了更大的工作量，以矿车为例，矿车的运输量要控制在一定范围之内，而为了方便装卸载物料，矿山机械设计人员便可以着重对装卸物料的时间与侧门尺寸两者的关系进行着重的研究，将所收集到的材料内容整合之后形成可视化的图表，便能够清楚的观察到最佳的侧门尺寸，这样一来，矿山机械的工作效率便会因这样一个小小的设计创新之中获得大大提高[4]。除此之外，矿山机械设计人员在选取零部件以及原材料的时候，更需要充分考虑到其再生率，尽可能多利用一些能够循环利用的材料进行矿山机械生产制造，这样一来，即使矿山机械达到了使用寿命，那么，也能够将报废后的矿山机械零部件和原材料进行收集，从而为矿山机械制造提供更多实用的材料。

3.4 降振降噪减轻污染

矿山机械生产制造和作业的过程都是在社会范围内进行的，不可避免的会给周围的环境和人带来一定的影响，因此，矿山机械设计人员必须要充分考虑到对环境和人的影响因素，只有获得更好的社会效益，才能够赢得社会范围内更为广阔的支持来实现经济效益，这就需要相关设计人员在矿山机械降振降噪方面多下功夫。比如，矿山机械生产制造的过程中可以采取隔音板来阻隔噪音的传递，除此之外，矿山机械设计人员更需要在零部件设计和组装方面做好降振降噪的措施，多利用一些减震的材料来辅助机械作业，从而起到减少对地面震动的效果，而在矿山机械工作的过程中，内部的零部件会发生磨擦而产生噪音，相关设计人员便可以针对噪音产生的部位采取加入隔音措施的方式来降低噪声污染。

4 结束语

矿山机械在生产制造方面都是大同小异的，而国际范围内竞争最为激烈的还是在矿山机械生产制造过程中的细节之处，因此，机械创新性设计便成为主要的竞争因素和有力的竞争法宝，对于我国矿山机械生产制造企业而言，设计的创新则为其提供了一条有效应对国际竞争与挑战的策略。目前来看，国际平台上都着重对机械设计进行创新，而我国在创新方面的确存在着不足之处，机械设计创新的成果和经验都能够为我国矿山机械生产制造产业提供借鉴，从借鉴机械设计思路入手，才更有助于实现机械设计创新性的提升。