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摘要：

通過分析礦井對煤礦機械裝備的要求，介紹了機械設備結構優化設計方法，剖析了機械設備優化的趨勢，對煤礦機械裝備的結構優化設計提供一定的借鑒。

關鍵詞：

煤礦機械；結構優化；應用

機械設備的質量與安全性能是改進提高企業的經濟效益及競爭力的最重要方面。可從機械設備的設計及結構改善著手，對裝備的組合形式和設計理念進行創新。煤礦生產對機械設備的要求也相對較高，因此，調整、優化機械裝備結構是研究工作者一直努力的方向。

1礦井對煤礦機械裝備的要求

現階段，煤礦較高的日產量對機械裝備結構的要求越來越高，對設備的性能及可操控性的要求最為嚴格。煤礦機械裝備在功能上確保系統零錯誤，在壽命上能保證設備系統的長久運行。針對煤礦的特點，機械裝備應朝著更大型化和精準化的方向發展，在設備出現故障時，能根據系統的數據顯示，判斷設備的問題所在，快速解決問題。為了提高設備的可操作性，應將系統利用電腦進行控制，對設備的安全狀態進行數據采集和精確分析。

2機械設備結構優化設計方法

2.1結構模塊化設計

結構模塊化設計是將整個系統按照功能分成幾個單獨的子系統，具體分析每一個子系統的特征，按照某一標準再將這些子模塊進行重新組合。在結構模塊化整合的過程中，技術人員應使拆分的子模塊具有各自的相容性和互換性。

2.2智能化設計

設備結構優化需要根據外部的要求進行自我調整，以滿足動態需要。在設計的過程中，采用智能化平臺或者軟件，將結構的功能與技術較好進行優化組合。

2.3系統化設計

一個完整的系統由多個子系統組成，為了保證系統服務的水平，應保證系統中的子系統具有完整運行的能力，并可以根據各自的功能進行分類。但是每個系統之間還應具有一定的聯系，在設備系統功能服務發生改變時，可以通過更改子系統之間的組合方式滿足新系統要求。具體形式見圖1所示。

3機械設備優化的趨勢

隨著煤礦發展速度的增加，機械設備技術由原來的底端制造技術開始向高精尖技術方向轉變。高端技術的整合需要多方面的配合才能完成，例如設備制造技術的研發、加工機械的能力及水平、設備的市場需求現狀等等，都需要進行調研，選出合格的設備產品。并且現在機械行業的信息技術及傳感技術越來越先進，在設備材料的甄選、設備制造加工、設備功能開發等方面朝著更加先進的方向進行。根據國內煤礦機械裝備的發展調查顯示，機械裝備的逐漸朝著合作化、虛擬化及自動化方向發展。對于合作化來說，是指在企業發展過程中，為了尋求更加穩定的發展模式，企業之間開始采取合作的形式，比如在機械零件設計、材料供給、設備銷售上均采用合作的形式，通過網絡或者電話進行交流，確保了設備的互通和高效利用。對于虛擬技術，是指利用計算機和仿真軟件在進行設備制造時，先以數字的形式模擬設備的運行功能及穩定狀態，獲取在不同溫度或者不同速度下的設備運行參數，通過相關技術規范為標準，調整設備的結構進行反演，直到產品達到合格的狀態。除此之外，機械裝備還整合了集成技術、人機一體化的功能，提高了設備的可操控性及服務水平。

4現代設計在煤礦機械設備的應用

4.1穩定的機械設計

煤礦機械裝備的工作環境是較為惡劣的，地下環境潮濕，通風效果不理想等因素對設備的質量和性能提出了嚴格的要求。因此，在設備設計時應尋求一種穩定可靠的方式進行，這種可靠的方式最核心的手段是利用系統的非線性特征，甄選出合適的關鍵因素，使設備能夠適應苛刻的環境要求。

4.2智能設計

為了使系統能動態滿足煤礦的需求，應在機械設備設計過程中加入智能的元素，使設備可動態的傳遞控制器傳來的命令，以外界因素的要求為目標，通過調節各個子系統的工作效率來滿足整個系統的要求。這一過程的實現，應通過多次的實驗進行調整，而這種調整可以通過虛擬系統進行。這種虛擬系統就是上文提到的模擬系統。智能化最重要的設計是預測系統下一步的需要，并作出相應的調整，因此，應在系統控制中引入智能軟件或者智能系統對設備進行控制。

4.3設備外觀設計

機械設備的功能及穩定性設計是比較重要的，但是設備的外觀對設備的操作性的影響也是不可忽視的。例如，如果設備的顏色或者按鈕設計位置不合理會導致技術人員的操作錯誤。在礦井中，工作人員精神狀態欠佳，因此，過亮或者過暗的顏色設計均會對技術人員的精神造成影響。在進行設計時，應根據產品的功能和工作環境進行設計，保證設備的高性能操作性。現階段，摩擦學是機械設備的主要設計理念，涉及到設備的操作準確性等。在設計時，應根據設備的服務對象，合理設計設備觸控方式。煤礦機械設備的結構狀態應通過計算機技術進行匯總，實時監控系統的工作狀態，必要時，對子系統進行調整。

5結束語

文章通過分析現階段煤礦機械設備的現狀，分析了礦井對煤礦機械裝備的要求，介紹了機械設備結構優化設計方法，剖析了機械設備優化的趨勢，并提出了現代設計在煤礦機械設備的應用的四個方面，對提高煤礦機械設備的生產效率，降低生產損耗具有積極意義。

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作者:常建華 單位:山西大同煤礦集團