浅析煤矿机械绿色设计及制造

林辉 王红青

摘要：随着科学技术的不断更新，煤矿开采机械化程度不断增加，但煤矿机械一般体积庞大，为高能耗设备，易对环境造成污染，浪费资源。为缓解煤矿机械与生态环境的矛盾，提高企业的经济效益与社会效益，实现可持续发展，绿色设计制造为煤矿机械的设计生产提供了具体实施方法

关键词：煤矿机械;绿色设计;制造

引 言

煤矿机械在以往的设计加工过程中多为粗放型，煤矿机械体积较为庞大，消耗能源多，产生较多废弃物。井下生产环境恶劣，在满足产品使用性能及安全性能的基础上，如何降低煤矿机械对能源的消耗，减小对环境的影响，提高零部件的可拆卸、可回收等利用率，通过可维修来延长产品使用寿命，使企业效益与环境效益达最优，綠色设计及制造已成为煤矿机械产品设计加工的主要遵循原则

一、绿色设计概述

绿色设计主要是指通过对资源的高效率使用，减少使用过程中所带来的环境污染。这一理念往往更加的重视节约资源以及材料的二次利用，从而逐渐实现经济发展与生态建设相互配合发展。

我国的各项绿色设计工作，可以有效实现经济与生态双向发展，对产品的技术、环境和安全有着很大的提高与保障。技术施工人员在进行工作的时候，一般会着重的考虑对产品的生产、使用以及二次回收等，从而进一步保证绿色煤炭机械设备可以具备相对环保、节能与高效的特点。

二、煤矿机械绿色设计制造

1.产品功能设计优化

在产品设计之初，如何确定产品所要实现全部功能，产品整个生命周期的策划就显得尤其重要。为满足客户需求，充分调查分析客户需求，优化产品性能及结构，确认产品最终设计方案。面对机构复杂性，如何有效传递能量，采用最为环保的工作模式，应不断优化产品结构设计方案。同时充分利用计算机技术，模拟产品的使用工况，及早预测产品的使用性能，节约产品制造成本，减小资源浪费，同时对发现的问题可以尽早修正，提高产品的制造效率。利用前沿的科技手段，建立大数据库，在保证产品生产周期的前提下，制定最优工艺技术方案及有效可实施的质量保证计划，使设计制造的产品最终能真正的满足客户需求，造成不必要的浪费。

2.产品可拆卸性的设计

在产品的回收利用中拆卸是非常关键的部分，通过拆卸能够有效地进行材料和零部件的回收利用。在拆卸设计的过程中还需要充分的考虑报废后的拆卸问题，从而能够更好的确保产品的使用。通常情况下煤矿机械产品体积较大，同时加工过程比较复杂，会使用很多的原材料，为了能够有效地进行煤矿机械的应用，在设计的过程中需要保证可拆卸性。目前在煤矿机械可可拆卸性设计方面主要有三个内容，包括：拆卸中的产品设计、工艺设计与系统设计，整个过程需要有效地控制拆卸的工作量，有效地保证零部件的充分使用，更好地确保产品的结构。

3.绿色设计数据库

设计人员在进行产品设计之时，一定要提前对数据库进行合理的构建，构建标准要严格的遵循以环境、技术以及材料作为核心的主要要求。并且，数据库的构建可以为各类数据之间的处理提供推动作用，同时，还有利于生产成本的具

体分析、材料的合理选用等方面工作的开展。设计施工人员在设计数据库的时候还要重视对材料类型、装备制造以及回收率等方面的工作，从而进一步的促使绿色生态技术得到提高，相关的法规可以得到有效的完善。

4.产品的安全性设计

煤机产品使用环境井下工况恶劣，承受的载荷较大，且冲击力大。煤机设备长期处于重载、高温、潮湿、颗粒物多的工作环境，若出现设计缺陷或加工质量缺陷，造成产品出现质量问题，严重的出现安全事故。设计人员需在设计之初就把零部件疲劳性、抗应力性能通过计算选择适合的安全系数，充分利用人机工程学，实际井下操作人员可安全可靠的操作设备。在设计阶段应多使用虚拟现实仿真设计软件进行实际模拟，对重要零部件承载能力及运行工况进行详细计算，保证设备运行安全。借助于计算机软件的辅助设计手段，不仅可以缩短产品开发时间，提高产品可靠性，还为产品使用安全提供强有力的保障，同时降低了因产品不合格出现的返修频率，有效的节约资源。

三、煤机产品的绿色制造

1.柔性化绿色机械加工

绿色加工制造的过程中需要重点做好柔性化加工，在进行操作的时候需要灵活地进行生产线的调整。目前，煤矿机械加工的柔性主要包括工艺、机械及运行等方面，柔性越大，能够更好地控制时间和成本，保证机械加工达到要求。另外，还需要随时更新产品，从才能更好地符合符合市场发展需求。

3.优化制造流程

为确保机械制造的效率和质量的提升，要对机械设备的尺寸、形状以及性质等进行确保，在进行煤矿机械绿色制造的过程中优化相关的制造流程。目前，我国的煤矿机械绿色制造工作在开展的过程中，坚持将环境、制造以及能源进行交叉融合。但这是不够的，技术人员也要有依据的进行方案评审与选择的工作。设计施工人员在作业之前，需要着重的对产品质量、功能以及开发周期等产生影响的因素进行深入的考虑。如今，我国的设计人员不仅重视对信息化技术的充分利用，同时在煤矿机械的相关生产流程中也逐渐的重视起对网络化的普及工作，并且最终也实现了整合制造中心和机床设备的相关工作

4.虚拟制造

虚拟制造业在具体的推行过程中主要涵盖了虚拟生产、开发等各个方面。总而言之，在生产过程中，虚拟技术所起的主要作用就是有效的降低生产成本，并且提高生产效率。虚拟技术可以进一步降低产品的设计周期以及能源的消耗。另外，如果可以合理的利用信息化技术，就能实现对各项数据的汇总，比如产品切削量、切削刀具等方面的数据。从而进一步的促进设计建设工作的开展，不断的提高煤矿机械工业的绿色制造技术，优化制造过程。

5.在产品设计之初，如何确定

产品所要实现全部功能，产品整个生命周期的策划就显得尤其重要。为满足客户需求，充分调查分析客户需求，优化产品性能及结构，确认产品最终设计方案。面对机构复杂性，如何有效传递能量，采用最为环保的工作模式，应不断优化产品结构设计方案。同时充分利用计算机技术，模拟产品的使用工况，及早预测产品的使用性能，节约产品制造成本，减小资源浪费，同时对发现的问题可以尽早修正，提高产品的制造效率。利用前沿的科技手段，建立大数据库，在保证产品生产周期的前提下，制定最优工艺技术方案及有效可实施的质量保证计划，使设计制造的产品最终能真正的满足客户需求，造成不必要的浪费。

结束语：我国经济增长方式已由粗犷型生产转变为精益化生产，煤矿机械行业属于高污染、高能耗产业，随着生产不断进步，对煤矿机械的要求越来越高，要求煤机企业加大对技术的投入，采用新技术、新手段，提高其核心竞争力，实现煤矿机械发展与生态环境和谐共赢。从可持续发展理念出发，煤矿机械设备从设计选材、生产制造、后期使用及最终报废的整个生命周期统筹考虑，煤机产品的绿色设计制造是制造业未来的发展趋势，煤矿机械正在朝着智能化、集成化、数字化方向发展，充分考虑煤矿机械产品对社会和环境造成的负面影响，既要创造经济利益同时又可与社会环境和谐发展。绿色设计制造对可持续发展具有重要意义，是未来发展煤矿机械发展的必然趋势。

参考文献：

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【4】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，2019（21）：8-9.