煤矿机械的绿色设计与制造技术解析

高真真

摘要：煤矿开采的机械化，可有效提高煤矿生产效率，继而提高煤矿企业的经营效益。提倡煤矿机械产品的绿色设计与制造，在设计过程中，选用绿色机械产品材料，对产品进行可拆卸性、可循环利用设计，并科学应用虚拟制造技术、再制造技术以及集成化制造技术，对于煤矿产业的绿色建设具有积极作用。

关键词：煤矿机械；绿色设计；制造技术；解析

随着人们生活水平的提高，对环境的关注度也在不断提升，人们开始重视环境的保护，并且将环保作为一项造福子孙后代的事业，在这种形势下，我国机械制造步入了环保节能的设计制造领域，应该于生产实践中的环保设计理念层出不穷，绿色机械产品的制造技术也随之不断提升[1]。煤炭作为我国最丰富的不可再生能源，被广泛应用于我国居民的日常生活以及社会工业的生产制造，随着我国能源需求的扩大，其生产效率也在不断提高，各类机械设备被广泛应用于煤矿开采中，提倡煤矿机械的绿色设计与制造，对于煤矿行业的绿色建设具有积极意义。

一、煤矿机械的绿色设计

（一）选用绿色机械产品材料

在煤矿机械产品原材料的选择过程中，不仅对质量、性能方面有较高的要求，对于材料环保性能的要求也越来越高，这样才能保证煤矿机械在日常使用时安全无害、环保省电，在出现故障报废时也可以将一些原材料回收利用，且最大程度降低废弃物对环境的污染[3]。一般来说，煤矿机械的金属材料一般会选择鐵、铝等热塑性好的可回收材料，其他结构材料的使用也都是选择能耗低、对人体无害、无腐蚀、易降解的环保材料。总之，原材料的选择首先要满足环保节能优先的要求，再对材料的价格、性能、使用年限、材料兼容性等进行综合考虑，才能保证机械产品的环境兼容性。

（二）煤矿机械产品的可拆卸性

煤矿机械产品通常由多个不同功能的系统部件组合而成，在整体结构设计时，应该划分为不同系列不同模块进行细化设计，将各个系统的设计生产过程都分开，制造出不同类型不同工艺的子系统部件，这样便于产品维修的及回收利用。在进行产品设计时，应细化整个产品的结构，在保证产品结构稳固的前提下，使得各部件的拆卸难度降低，这个设计过程需要设计师综合考虑产品拆卸的先后顺序、拆卸成本及可回收零部件的价值，结合产品维修及回收利用使得具体拆卸过程，提出科学环保的设计方案。在产品的不同子系统部件连接与子系统内部零部件的整合设计中，尽量采取可拆卸的连接方式（比如可分离的搭扣、机械结构互相咬合等），整体设计布局应符合人性化标准，在故障易发部位进行重点设计，以便对零部件进行拆卸维修或者更换，方便后期的维护工作[2]。

（三）煤矿机械产品的可循环利用

煤矿机械产品的可循环利用，即对环保型原材料、机械零构件等具有再利用价值的构建进行回收利用，争取将产品淘汰后的资源耗损及环境污染降到最低。产品设计人员应对产品环保原材料及产品回收利用系统进行深入的了解，再结合可拆卸性设计，对产品进行合理设计，使可回收利用的零部件易于从整体中分离，通过对产品回收利用价值的分析决定其回收利用设计的重要程度，降低再利用材料的加工成本，在整体的设计中，尽量使用环保节能的材料。产品后期维护人员将负责回收利用的过程，需要熟悉掌握产品的回收设计理念，根据各个构建的回收利用价值分析结果，对各类部件进行处理。

二、煤矿机械产品的绿色制造技术

（一）煤矿机械的虚拟制造

任何生产设备在实际使用的过程中，都难免会出现运行故障，或者出现能耗过大、不符合绿色设计理念的情况，这都会影响到机械产品在煤矿开采过程中的适用性，在这一情形下，必须应用合理的评估技术在产品设计制造的中间环节对产品性能进行测评。目前应用较为广发的建模、仿真、优化设计技术体系当为美国的物理系统融合技术（CPS），在进行机械设备的设计时，通过计算机技术、传感器、通信技术以及自动化技术的应用，可以建立设计模型，进行仿真测试，检测所设计的机械产品是否存在设计不合理的地方，是否解决了上一代机型存在的实际问题，其性能是否进一步提升[3]。

（二）煤矿机械产品的再制造

煤矿机械产品有一定的使用年限，到期后其性能会受到一定的影响，只能将之淘汰，更换全新的机械设备。再制造技术就是将使用年限已到的机械产品或零构件通过修复或再次加工的方式，实现对这些产品原材料的循环利用，这样能够有效降低产品原材料损耗率，降低机械产品废弃造成的环境污染。一般情况下，为了保持机械产品的正常运转，会定期对其进行维护检修，发现损坏的零构件可及时更换，并且进行二次加工或者是技术改造，在保证产品品质的情况下，将其再次应用于到产品制造中。

（三）煤矿机械产品的集成化制造

机械传动技术是传统机械制造的核心，将之与现代化的信息技术、网络技术、通信技术以及数字化技术结合在一起，便是近几年了崛起的一种新型机械工程技术——智能化、集成化传动技术[4]。这一技术应用了多种元器件，将所有元器件的功能结合在一起，实现了机械运转过程中传动零件运行数据的实施监控，赋予了机械自我诊断和系我修复的功能，在机械制造过程中，这一系统可根据机械产品的绿色设计要求及环境影响评估结果，为机械的优化设计提供信息支持，这种设计制造应用一体化的制造技术，能够有效优化产品的性能配置。

三、结语

随着社会的发展与进步，机械化生产已逐步取代了人工生产，机电设备广泛应用在各个生产领域，煤矿机电设备的使用，实现了煤矿开采运输各个环节的机械化操作，使得其生产效率大大提升，为企业创造了更大的经济效益。为了响应环保型社会的建设理念，机械制造行业提出了绿色设计与制造的理念，在制造煤矿机械产品时，遵循绿色环保、节能降耗的理念，选择绿色的机械产品原材料，在优化产品性能的基础上，实现产品的可拆卸可循环利用设计，这样能够大大降低机械产品的养护维修费用，而且能够减少由于机械产品更新换代造成的资源损耗，通过绿色制造技术，这样的绿色煤矿机械产品能够批量化生产，投入煤矿开采行业中。

参考文献

[1]王丽坤.煤矿机械的绿色设计与制造技术思考[J].机械工程与自动化，2017，03：218-219.

[2]薛颖豪.刍议煤矿机械的绿色设计和制造[J].中国高新技术企业，2014，21：8-9.

[3]田坤文.解析新时期背景下机械设计与制造中的绿色设计法[J].电子制作，2015，06：191.

[4]罗正球.关于工程机械绿色设计与制造技术的相关思考[J].橡塑技术与装备，2015，24：65-66.