摘要：绿色设计理念的应用应体现在产品设计、研发和生产的全过程中，各环节的实施应以绿色环保理念为指导。矿山机械的绿色设计，除机械本身的设计、开发和生产应符合绿色设计标准外，还应具有一定的可回收性、可重复使用性、无有毒物质，还应进一步保证机械产品具有较高的先进性，以满足相关的生产要求。
关键词：矿山机械；绿色设计；探究
1 矿山机械绿色设计的概念
绿色设计是在产品的生命周期中，在与产品相关联的信息（例如技术信息、设计理念、应用材料和经济性等）基础上，使用并行设计等先进设计理念，使设计和应用的产品合理体现环境保护的理念。绿色设计产品应该具有可回收性、可再利用性、不含有毒物质、废物处理经济和安全健康等属性。矿山机械的绿色设计就是在整个矿山机械生命周期中，使产品的技术、经济和环境等属性满足环境保护评价体系的统一设计目标和用户的需求。
1.1浅析矿山机械绿色设计的重要性
随着社会发展的不断进步，由社会生产引发的环境问题成了阻碍社会进一步发展的因素之一，尤其是矿山机械的绿色设计对社会发展具有十分重要的现实意义。而矿山机械绿色设计的重要性主要表现在以下几个方面。首先，从社会的发展趋势分析，矿山机械绿色设计是社会发展的必然要求。随着我国对外开放的程度在不断地扩大，产业的发展正朝向多元化发展，而绿色设计成为了当下国际社会和国内社会的共同需求。例如一些发达国家对环境保护贸易壁垒的建立引起了高度的重视，且要求出口的产品必须符合相关的环保标准，尤其是在矿山机械产品的设计中，石棉制品是严令禁止使用的。但在我国，一些矿山机械的制动部件仍在使用这种非环保材料，因此我国矿山机械的绿色设计与国际水平仍存在一定差距。其次，传统的粗放型社会生产方式对生态环境造成了严重破坏，同时也对人们的生产生活造成了一定的影响，甚至一些生产活动也造成了一系列的自然灾害。在这些环境问题的影响下，人们的环境保护意识越来越强。经济增长不能以牺牲环境为代价，特别是矿山机械的生产应与国际接轨。为实现这一目标，有关部门应更加重视矿山机械的绿色设计，制定新的环境保护标准，建立一定的环境评价指标。
2 绿色设计方法在矿山机械设计中的应用
2.1 绿色设计内容
矿山机械绿色设计的内容主要包括以下几点：
（1）材料选择，在矿山机械绿色设计过程中，对材料的选择和应用具有严格要求，必须提高对材料选用的重视，并掌握科学的选用方法。在绿色设计理念的要求下，矿山机械材料不仅要满足机械的基本使用功能，还要充分考虑与环境的协调，优先使用来源充足的材料，并根据产品的整个生命周期进行考虑，以确保回收利用。材料的可利用性和再利用性，避免了机械设备淘汰后材料降解的困难，对生态环境造成污染；
（2）将可回收性作为矿山机械设计的重点内容，从设计前期准备阶段开始，做好市场调查和材料分析工作，采用有效的方法，识别可回收材料，明确可回收材料的基本标志，构建完整的可回收材料识别体系。加大力度对可回收材料制造工艺的研究，分析其结构特性和经济性，在满足绿色设计要求的同时实现效益最大化；
（3）注重可拆卸性分析，在矿山机械的使用过程中，部分构件容易出现损坏，而且会影响机械设备的整体使用，需要对其进行维修或更换。因此，在设计过程中，应充分考虑产品的可拆卸性，为构件拆卸维修或更换提供方便，提高部分材料的可回收性，并延长产品整体的使用寿命。比如在矿山机械中通常采用螺纹连接方式，卸下的螺钉可以继续使用，能够体现绿色设计思想。在设计过程中，应尽量追求拆卸简便性和拆卸下来零件的可回收性。
2.2 机械清洁化设计
与国际先进水平相比，我国矿山机械产品生产技术水平仍存在较大差距，在一定程度上制约了我国矿业的发展。在许多类型的矿山机械产品中，机械性能和功能各不相同，设计复杂度很高。为了实现矿山机械绿色设计的目标，首先对矿山机械进行清理，减少其运行和使用对环境的污染。在这方面，我们可以借鉴国外先进的设计经验，在设计过程中采用清洁技术处理机械设备所用的能源和材料，减少环境污染。将加大力度研究降低矿山机械设备在使用过程产生废气、废液和废渣的方法，有限采用风能、太能能、地热能等新能源技术为机械设备功能，从而做到生产过程零污染。对于部分无法进行回收利用的机械构件，必须采用易降解的原材料，在机械设备报废后，及时对其进行回收和集中降解，避免对土壤或水体环境产生危害。
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2.3泄漏油污染治理
在矿山生产过程中，机械设备运行难免会产生泄油或漏油现象，这是矿山机械生产的常见现象，不仅会造成石油资源浪费，还会影响设备的正产运行，对环境造成污染。因此，在绿色设计过程中，必须积极研究泄漏油污染治理技术，通过创新密封技术和油料技术，减少机械设备运行过程中的泄油、漏油现象。比如加快水压系统、植物油系统的研究，将生态油压系统应用到实际机械设备生产中，利用水和植物油代替石油，从根本上解决石油材料泄漏和浪费现象，降低矿山生产对不可再生能源的依赖，从而降低可能对环境造成的污染和影响。
2.4 机械降噪设计
机械噪音污染是矿山机械绿色设计中需要处理的关键性问题，在传统的矿山机械设备运行过程中，采用的齿轮泵等构件会产生非常大的噪音，其主要原因是齿轮啮合传动会产生周期性流量脉动，遇到阻抗时，就会形成压力波动，进而产生较大的脉动噪音。此外，齿轮啮合过程中的吸油腔和排油腔容易产生瞬时液压冲击，会带来冲击噪音。在齿轮转速较高时，噪音污染也会加剧。因此，在设计过程中必须综合考虑这些问题，采取有效的解决方案。如采用双模数或双压力角齿轮，增大机械进油区进、出油区容积，增加机械设备的吸、排油能力，减小压力波动，减少噪声污染。同时，减少齿轮泵的体积，也可以达到节约材料、提高产品绿色程度的目的。虽然矿山生产现场一般远离居民居住区，带过高的噪音污染也会对施工人员产生影响，进而增加施工操作风险。因此，在机械绿色设计过程中，必须控制好机械噪音问题。
3矿山机械绿色设计技术
3.1 生命周期设计技术
基于绿色设计理念的矿山机械生命周期主要包含五大部分，分别为绿色机械规划和设计开发过程、矿山机械设备生产制造、投入使用、后期使用过程中的日常维护保养、老旧故障矿山机械的回收处理工作。与此同时，矿山机械设备在生命周期设计以前还应当展开充分全面的调研，充分结合矿山机械从设计生产到销售使用的整个流程情况，确保矿山机械可以符合环保标准。
3.2 模块化设计技术
在矿山机械绿色设计过程中应用模块化设计时，首先需要根据矿山机械的实际性能和具体规格要求进行合理划分，对于设计作业人员来说，在确定设计方案时应该综合分析上述因素，借助于对各个功能模块实施排列组合，确保其满足矿山机械实际使用需求。另外，在矿山机械模块化设计时还需要科学合理的分析煤矿企业的生产需求，最终确保获得的模块能够满足矿山生产作业的要求。与此同时，进行模块化设计的过程中，作业人员应当坚持落实环保理念，确保矿山机械拥有绿色产品的特征。
3.3并行式绿色设计技术
该技术属于并行工程绿色设计中的重要一环，在实际应用的过程中需要综合性分析机械绿色设计中的各项要素。此外，在矿山机械的绿色设计中，必须及时与设计各方面的信息进行交流和反馈。如果设计过程中出现问题，必须立即分析问题产生的原因，然后制定有效的解决方案，以确保设计矿山的机械性能得到优化。此外，矿山机械的绿色设计也有助于优化机械产品，提高机械发展速度，保证机械质量。
3.4计算机辅助绿色设计技术
现代信息技术和计算机技术的飞速发展，让其逐渐开始应用到各行业工作中来，对于矿山机械设计而言也必须要借助于计算机技术予以辅助。然而，考虑到绿色设计的领域非常广泛，如果这些内容进行排列和组合，显然无法满足绿色设计的要求。因此，在矿山机械的绿色设计中，可以充分利用计算机的优势，将计算机知识与绿色设计有机地结合起来，保证设计方案的科学性。另外，考虑到矿山机械绿色设计相关的数据和知识比较复杂，再加上设计过程影响因素较多，从而增加了传统人工设计的难度，而巧妙地应用计算机技术辅助设计，上述问题便迎刃而解。
结束语
综上所述，分析矿山机械的绿色设计对促进矿山机械的长期发展具有重要意义。通过相关分析，科学的绿色设计理念和方法，可以使矿山机械在其整个生命周期内，产生经济效益和环境效益，满足相关要求，以环境保护为前提，满足客户多样化的需求。因此，应重视绿色设计理念与方法，在矿山机械设计中的应用，这对矿产企业的可持续发展，能够起到极大的促进作用，对于能源与环境保护，也具有重要意义。
参考文献：
[1]宋昊研.矿山机械的绿色设计[J].科技与创新，2018（09）.
[2]湛杰林.坚持绿色环保设计理念加快矿山机械设计改良[J].农技服务，2017（05）.
[3]阎宇光.浅谈矿山机械的可持续发展[J].科技资讯，2018（27）.
论文作者:施林涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/28
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