无锡中卓智能科技股份有限公司 天津市 300000
【摘 要】：矿山机械设计在整个矿山开采工程中起到的作用是十分巨大的。本文阐述了现代矿山机械设计的内容以及重要意义，探讨了现代机械设计方法在矿山机械设计中的具体应用。
【关键词】：现代机械设计；矿山机械设计；应用
引言
为满足现代矿山开采需求，近年来矿山机械设计在设计方法、设计思想等方面都进行了极大的创新，同时也得到了很多先进的设计方法与设计理念，然而如何将这些先进的现代设计方法转换为先进的矿山机械，却成为了当前矿山机械设计所面临的重要问题，因此，对于现代设计方法在矿山机械设计中应用的研究是非常必要的。
1.现代矿山机械设计的内容以及重要意义
1.1 设计的内容
伴随着现代科技的发展，传统的设计方法因为无法满足现代工业的发展需求，逐渐被社会淘汰。而现代设计将重心放在了智能、系统、稳定、先进和包容等方面，根据市场的实际需求情况，经由设计人员认真的推演、规划，最终制定出来的。现代设计的方法对于推动企业的技术发展作用非常明显。
1.2 设计的重要意义
正如大家所了解的，煤矿的开采过程是非常复杂的，而且設计的环节非常的多。而在整个的过程中，机械设计由于和开采的安全性息息相关，所以更加的显示出现代机械设计的重要性。矿山机械设备贯穿于整个矿山的开采过程，这就要求相关部门必须重视机械设计的研究。现代机械设计的方法能够为煤矿的开采节约成本，大大的提高市场的竞争力。
如今，我国经济发展迅猛，科技水平不断创新高，如何更好的将日新月异的技术应用到矿山机械设计中来，是今后一段时间我们要面临的重要课题。
2.现代矿山机械设计的要点分析
2.1 设计理念体现以人为本
无论哪一种机械设计，都应该贯彻以人为本的原则，强调人的特殊作用。在这个理念中，还应该包括很多的内容，比如矿山机械的噪音都比较大，当然这也是由于其自身的体型和功能决定的，但是噪音会给人带来非常大的伤害，如何尽量的削减噪音，是现代应该重视的一项研究。有关调查显示，人如果长期处于特别嘈杂的环境中，对整个身体机能来说影响是非常大的，一旦受到伤害，首先表现出来的就是呕吐和眩晕。有关数据表明，外界环境的音量如果超过了85dB，就会造成人体大脑皮层的兴奋和难以自制的情况。一旦出现这种情况，就极易影响矿山操作者的工作状态，造成事故的发生。所以，在矿山的设计中必须把人的因素加进来，尽可能的降低机器系统噪音的产生量，使用科学的手段降噪除噪。
特别是现阶段，我国矿山的机械设计的自动化程度还比较低，为了体现人性化的设计，应该把设计要点也放在方便舒适的操作上，尽量使整个操作台的设计更加的体现人性化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆比如操作台的位置问题，应该尽量针对人体眼睛的最佳角度来进行角度的设计，人眼的最佳视角是上下三十度左右，左右六十度左右，如果能够满足这个原则，就能更好的缓解操作者的视觉疲劳，提高操作的安全性。
2.2 做好综合设计
现代机械设计具有高效性、安全性和智能性的特点，在设计的过程中，对这些特点必须综合进行考虑，结合人体的基本参数和生理指标进行综合设计，综合这些数据和指标进行实际的设计。这样，机械设计的方案才会更加的完善，体现人性化的需求，满足现代生产的需要。
3.现代机械设计方法在矿山机械设计中的具体应用
3.1CAD技术在矿山机械设计中的应用
该技术又叫做计算机辅助技术，这种技术在现代机械设计方法中占据很重要的方面。随着社会的发展，互联网越来越来越普及，也逐渐运用到矿山机械行业。可以说，CAD技术的发展对于矿山机械来说是一个新的突破。矿山开采本身就是一个充满危险的工作，其环境多变，条件复杂，也可以说，CAD技术把矿山开采带进了智能化时代。计算机具有精确高、运行速度快等功能，人可以进行操作，这样就可以把人与机很好的结合起来。图纸是设计人员的导航。计算机可以帮助人们在任何情况下提高绘图质量和效率，可以把绘图人员从的繁重的工作中解放出来。因此，在机械设计中，可以把CAD技术充分运用，让矿山机械变成施工人员的好帮手，不仅在绘图、开采方面提高效率，也能充分利用科学技术和计算机技术，让机械随时感知到一些突发情况，进而提高施工人员的安全性。而且，矿山机械设计中，常见的通用典型零件种类较多，可以把这些部件都规范化管理，加载进CAD数据库，在这些零件发生故障的时候，系统能自动识别出来，也便于机械的维修。
3.2绿色和节能设计
现代机械设计思想中，绿色设计正在逐渐成为主流。不仅是指在设计过程中整个机械设备要经济环保，做到可回收、可维护、可拆卸、可重复利用等，还包括对生态环境的影响。一方面要减少废弃物的排放，另一方面，要减少噪声污染。矿山机械通常是大功率机械，发动机需要很大的动力，这就需要耗费大量的燃油，因此需要加强节能设计理念。我国是一个资源匮乏的国家，为了矿山机械的长期发展，节能设计很重要。设计师们应大胆创新与突破，把一些生态信息与科学技术融为一体，设计出耗能少、工作效率高、满足“人与自然和谐发展”原则的机械。
3.3DFMEA在矿山机械设计中的应用策略
FMEA又叫潜在失效模式及后果分析，是一项应用广泛的产品设计开发活动的分析技术。它最大的作用就是对机械的研发具有促进作用，在机械设计中，它可以根据实际的工作环境，及时评估出该机械存在的弊端，能对设计风险很好的进行评价。前文已提出，矿山机械的制造成本很高，在根据设计图纸制造出机械样本之后，就很难再进行改变，即使改进也需要很高的成本。因此，设计者们可以充分利用FMEA工具，它可以提供动态分析，内部储存了许多的数据库。这样可以提前预测出设计缺点，并在样本出来之前进行改进，节约成本。
3.4人机工程设计技术
人机工程设计技术的本质还是“以人为本”的思想。施工者们本身就工作在一个条件极其复杂的环境中，因此一定要提高机械的使用舒适度。要从分掌握人体的尺寸和一些生理特点，使施工者在操作时简便、优化、舒适。并可以设计出一些自动设备，减少工作人员的劳动强度。例如，可以考虑在机械内部安装保暖降温设备，这些人性化设计可以在一定程度上保持施工者良好的工作状态，可以更好、更快的完成施工任务，在安全性方面也能得到提高。
3.5有限元设计方法
有限元设计方法是一种利用计算机求解数学问题，从而实现准确数值计算的设计方法，通过这种设计方法，能够对矿山机械的结构强度、受力情况、危险节点等多种非线性问题展开准确分析，从而使矿山机械在结构方面的各种复杂问题进行解决。
3.6虚拟设计方法
一般来说，由于矿山开采活动具有着不可预测性，因而矿山机械在工作过程中往往需要面对各种各样的开采工况，而在特殊开采工况的影响下，很多常规环境下不会出现的问题也会暴露出来，从而对矿山机械的可靠性造成了较大的影响。而虚拟设计方法，就可以利用3D仿真技術将矿山机械的设计模型以及各种开采工况构建出来，并模拟矿山机械在不停工况下的运行，从而发现很多不易于发现的设计问题与隐患，实现有效的设计优化。另外，虚拟设计方法的可视化特点还为矿山机械设计的安全性、可操作性提供了保障。
结束语
总而言之，在现代科技不断发展的推动下，当前矿山开采对于机械的需求已经能够通过虚拟设计、有限元设计等各种设计方法来实现，然而要想将这些设计方法有效应用到实际设计工作中去，则还需要对现代设计方法拥有更多的了解以及更深的掌握。
参考文献：
[1]孙伟春.试析矿山机械设计中现代设计方法的体现[J].山东工业技术，2014（17）：43.
[2]刘现伟. 产品智能化下的现代机械设计方法及其应用[J]. 电子制作， 2016（11）： 31， 33.
论文作者:张志强
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/9/17
标签：机械设计论文; 矿山论文; 方法论文; 矿山机械论文; 机械论文; 技术论文; 工作论文; 《城镇建设》2019年第15期论文;