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1計算機輔助設計的應用

計算機輔助設計，簡稱CAD，是一種運用計算機軟件系統來輔助設計人員對煤礦機械進行設計的方法。到目前為止，我國煤礦機械產品已經進入一個穩步發展的階段，將計算機輔助設計方法應用于煤礦機械設計中，不但可以另設計更方便、更簡捷，同時也全面的實現了煤礦機械的模塊化設計、系統化設計和并行設計，從而提高了煤礦機械設計與生產的一體化。1）模塊化設計。煤礦機械設備的設計，涉及面廣、內容繁冗，對此可進行分模塊式設計。通常講，設計者是按著機械的具體功能來劃分模塊的，然后利用計算機軟件對機械進行模塊化的分區設計，同時將較為穩定、不常變動的模塊設計存儲。如此在有效地時間內，不但可以提高工作效率，而且能夠有效提高機械設計的精確度、減少技術失誤，從而增強機械設備結構的生產性和互換性，確保機械設備的準確性和維修性。2）系統化設計。將現代設計理論和方法應用于煤礦機械設計，即建立相應的數學模型，然后運用計算機技術作為輔助設計，在以往實驗數據的基礎上，采用先進的科學計算方法對煤礦機械系統在預期工作中的情況進行分析設計。對煤礦機械設備進行系統化的分析設計，可真實的反應出機械設備在真實工作時的受力情況、運作情況，從而提高了所設計機械設備投入運作的有效性和穩定性。3）并行設計。計算機輔助設計的應用，實現了將產品設計與具體運行使用一體化的效果，從而切實的避免了設計效果與實際效果不相符現象的發生。目前，多數煤礦機械設備上都安裝有故障監測器，但是故障監測器只能在機械設計生產、試驗后才能發現故障，而運用計算機輔助實現并行設計，可以將機械設備的設計和生產過程進行系統化的設計，進而實現機械設計的有效性。

2優化設計的應用

優化設計是現代設計理論與方法的經濟之本，優化設計一方面可以確保機械設備的良好性能和質量，另一方面可適當地縮小產品體積，降低生產成本，因此優化設計是礦山機械設備設計所必須使用的方法。據相關資料表明，在煤礦機械減速器的設計過程中有效運用優化設計方法，可使其體積減小13%，質量減少12%，由此證實了優化設計對于降低機械設備生產成本有著重要作用。

3有限元法設計的應用

從狹義上講，有限元法就是通過對有限個單元作分片插值求解各種力學、物理問題的一種數值方法，而鑒于煤礦機械的工作性質，正適合用有限元法對其受理進行有效的分析。通常，煤礦機械設備受力情況較為復雜，例如煤礦挖掘用的電動挖掘機，對于挖掘機的斗桿和動臂，受力較為復雜，用正常的力學知識根本起不到作用，為此將有限元法應用于機械設計中，能夠很好的解決機械設備中的受力問題。

4創新環保設計的應用

創新、環保是當今社會發展的兩大重要元素，是現代設計理論與方法的組成部分。創新設計，即要求設計人員在已知和可行事物的基礎上，充分發揮創造性思維，構想、設計出以前未有過的技術過程。創新設計，不但可對原有設計的欠缺處進行改善，同時能夠促進產業發展你與進步。環保設計在煤礦機械設計的應用，主要體現在延長機械使用壽命、提高機械使用效率和降低環境污染三個方面。

5智能化設計的應用

現代設計理論與方法中的智能化設計，也可理解為智能工程，即通過使用不同種類傳感器、控制器和執行器等多種高科技產品，實現機械運作、自檢的自動化工作模式。煤礦開采挖掘具有一定的危險性，所以將智能化設計應用于機械設計，可確保煤礦正常生產的有效運行，例如目前已廣泛應用于煤礦勘探、開采等工作中的機器人技術和紅外技術，都是智能化設計的成果。

6可靠化設計的應用

一般來說，機械設備的可靠性大部分決定于設計階段，因此設計的好壞將直接影響到機械設備的可靠性，而現代設計理論與方法則剛好包含了機械設備的可靠化設計。在煤礦機械設備中，機械的可靠性設計，一方面應明確機械所要求的定量指標，另一方面收集相應的零部件數據，然后建立正確的模型，從而對其進行定量計算、反復分析，來評價設備的可靠與否。由上文所述，現代設計理論與方法具有一定的科學性、先進性和時代性，將其有效的應用于煤礦機械設計中，可大大提高機械設計的可靠性、穩定性和有效性。與此同時，社會和科學的不斷發展與進步，要求機械設計人員保持不斷創新、不斷進取的設計理念，從而在某種程度上推動我國煤礦產業的發展。

本文作者：劉毅單位：江蘇省第一工業設計院有限責任公司