现代机械设计方法在矿山机械设计中的应用探讨

游年华

（闽北职业技术学院，福建 南平 353000）

现代机械设计方法论是对传统机械设计的创新和发展，现代机械设计方法将机械设计工作上升到理性、系统以及逻辑的层次。特别是随着智能技术以及数字化技术的发展，智能系统以及无人操作等系统设计为当前矿山机械装备设计提供了新的理论基础。现代机械设计方法在不断发展中已经趋于成熟，具有系统性和科学性，能够有效提高机械设计工作人员的设计能力。而将现代机械设计方法应用在矿山机械设计中，是提高矿山机械装备性能的重要发展趋势。

1 现代机械设计方法的应用优势

在矿山开采过程中的复杂性和难度都比较大，而在开采过程中，对矿山机械进行有效应用，能够在极大程度上提高矿山开采的效率和质量，能够保证矿山开采的安全性。为了保证矿山机械设备的应用可靠性，需要对现代机械设计方法进行充分研究和探讨，这是提升矿山机械设备生产效率与安全的重要基础。矿山机械设备的设计水平会直接影响整个矿山开采过程的安全性、开采效率以及产出矿石的质量。我国经济水平的快速发展，促进了科学技术水平的提高，因此，将先进的科学技术应用在矿山机械设计体系中，对提高矿山机械设备的可靠性和整体质量有重要帮助。特别是将现代机械设计理念应用在矿山机械装备设计过程中，对促进矿山机械设备的智能化、绿色化以及生态化发展有重要帮助。

2 现代机械设计方法在矿山机械设计中的原则

在矿山机械设计过程中，必须坚持以人为本的设计原则。因为在对任何一种机械进行设计时，都必须强调人在机械运行过程中的特殊作用。坚持以人为本的设计原则，需要从多个方面对机械设备的设计内容以及设计方法进行充分考虑。例如，在对矿山机械的体型功能进行设计时，要坚持以人为本的原则，要尽可能确保机械设备体型功能能够方便人员进行操作。此外，在机械设计过程中，为了确保机械设备运行的稳定性与安全性，也必须坚持以人为本的原则，尽可能采取有效措施防止机械设备对人体造成的不利影响。主要表现在以下方面：其一，在对矿山机械设备进行设计时，要尽可能降低噪音对人体造成的不利影响。因为长期处于噪音环境下，操作人员的精力容易被分散，很容易因为噪音影响而出现安全事故。因此，在矿山机械设计过程中，要充分考虑以人为本的设计原则，尽可能采取降噪设计以及人性化设计，利用科学技术手段对矿山机械进行合理降噪以及除噪。其二，要对矿山机械工作台的构造进行人性化设计。例如，操作台的位置可以根据人体眼睛的最佳角度进行设计，这种设计不仅能够提高机械设备的人性化水平，同时，还能够降低操作者在操作过程中产生的视觉疲劳感，对提高机械设备的运行安全性有重要帮助。

3 现代机械设计方法在矿山机械设计理念

3．1 优化设计

利用优化设计理念对矿山机械设备进行设计时，其最主要的原则是用最少的付出获取最佳的优化效果。在机械设计过程中，设计人员必须寻找合理的参数，这样能够保证在满足各种设计要求的基础上满足技术经济指标，实现优化设计。在软件环境设计过程中，使用的开发软件主要包括3DMAX、3D开发引擎以VC++等。其中，VC++是由微软开发的面向对象的软件开发平台；而3DMAX的主要功能是制作三维模型以及动画；3D开发引擎的主要功能是开发虚拟现实软件，实现现实软件的基本功能，同时，具有多种功能引擎库。

在对矿山机械进行优化设计时，必须对矿产机械设备的主要构成以及各个部位的参数有所了解和掌握，这样才能够利用先进的科学方法建立准确的数学模型，查找出最优的问题解决方案。在矿山机械设备设计过程中，对优化设计方法进行充分应用，能够在极大程度上提高矿山机械设备的开采效率，可以节省矿山机械设备的制造成本以及维护成本，在确保矿山机械设备能够顺利完成开采任务的同时，提高机械设备的运行效益。

3．2 智能化设计

随着计算机技术水平的不断发展，在当前的机械设计过程中，对计算机技术的应用也越来越广泛。计算机技术的有效应用能够提高现代机械设计的智能化水平，并且提升机械设备的工作性能。在进行智能化设计的过程中，需要对控制器、传感器、执行系统等进行充分考虑，以现代机械设计的相关方法作为基础，建立智能机械设备系统。要确保机械设备能够完成数据收集、问题查找等功能，这样才能节省人力，提高矿山机械设备的运用性能，同时，可以提升机械矿山机械设备对环境的适应性。从而保证矿山机械设备能够在恶劣的开采环境中完成开采工作，提高矿山开采效率与质量。目前，在矿山机械设计过程中，应用的技术方法主要包括CAD技术、虚拟技术以及数值模拟技术等，对这些技术的有效应用，能够在很大程度上促进矿山机械设备的智能化发展。

3．3 绿色设计

随着我国生态文明建设水平的不断提升，为了对生态环境进行改善以及治理，在当前的现代机械设计过程中，必须重视绿色设计方法在现代化机械设计过程中的充分应用，这也是当前现代工业设计的重要发展趋势。以矿山机械设备为例，在运行过程中需要柴油，而柴油会产生大量有害气体，对周围的环境以及空气质量产生较大污染，不利于促进矿山环境保护工作的发展。这就需要设计人员坚持以环境可持续发展的理念作为指导，将绿色设计方法渗透在矿山机械设计的各个环节中。在设计过程中，还要做到统筹兼顾，提高整体环保性能。在对机械设备进行保养维护的过程中，要注意对机械设备的各个零件进行重复利用，最好使用可重复利用的配件。同时，要注意对机械设备的噪音问题进行有效处理，尽可能减少噪音对周围环境产生的不利影响，在最大可能上提高环境生态效益。

3．4 可靠性设计

对矿山机械设备进行可靠性设计，也就是确保能够满足机械设备产品的可靠性而开展的功能性设计。机械设备的可靠性指的是设备在运行过程中，在规定的条件以及时间内完成规定的功能。可以说，机械设备的可靠性设计是直接影响机械设备运营效率以及运行效果的关键。利用可靠性设计方法，可以确保矿山机械设备在安全运行的基础上完成矿山开采工作，确保能够满足矿山开采需求。在机械设备运行过程中，充分应用可靠性设计方法，设计人员要综合考虑可能存在的潜在安全事故，要根据可能存在的危险因素，对机械设备进行改进和创新。这样能够保证机械设备在运行过程中，面对危险因素时能够及时应对，尽可能降低危险因素对机械设备产生的不利影响。一般情况下，机械设备的可靠性设计可能会包含优化设计技术，例如，机械设备设计完成后进行试验时，对机械设备的可靠性进行观察分析和改进，需要对约束条件进行反复优化，保证机械设备能够在正式开采运行过程中稳定运行。

3．5 虚拟设计

信息化技术的快速发展促进了工业化以及信息化的有效融合，而虚拟设计是现代机械设计过程中运用比较广泛的设计技术。在对矿山机械设备进行设计的过程中，设计人员要考虑到不同环境对机械设备应用产生的影响，要尽可能提高机械设备对环境的适应性。

这样才能够确保机械设备能够在任何外在因素影响下可以正常工作，防止在工作过程中对机械设备进行不断调试，这样能够进一步确保矿山机械设备在应用过程中的工作效率。而虚拟设计方法在应用过程中，可以将矿山机械设备的运行数据输入虚拟系统中，这样有利于将矿山机械设备在虚拟环境下进行试验研究，能够及时发现在矿山机械设备运行过程中存在的问题，然后，制定有针对性的解决措施。利用虚拟设计方法可以提高矿山机械设备在实际开采环境中的工作效率。

4 结语

综上所述，对现代机械设计方法进行有效应用能够在很大程度上促进矿山开采工程的发展以及进步。在当前矿山机械设计发展的过程中，设计人员要坚持学习先进的科学技术以及现代矿山机械设计理念、设计方法，促进矿山机械设计的智能化、精密化以及人性化发展。与此同时，矿山机械设计人员还要努力提升自身的专业素质以及综合素养，提高自身的社会责任感以及历史使命感，才能够促进我国矿山开采事业的发展。