現代設計方法在礦山機械設計中的應用思路構建

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采礦業(yè)屬于一個密封的生產系統，是礦山機械設計中的基礎工作內容。加快引進現代礦山機械設計的先進方法和理念，對于采礦業(yè)的發(fā)展和進步來說有著極為重要的意義。為了滿足現代礦山開采的需求，礦山機械設計方法不斷得到了廣泛應用，同時也實現了對設計思想的優(yōu)化創(chuàng)新。將先進現代設計方案應用于礦山機械中，成為當前所面臨的重要問題。因此研究這一課題具有重要的價值。

1 現代礦山機械的功能需求

隨著科學技術的不斷發(fā)展，礦山開采行業(yè)中對機械設施的應用有所增加。由于我國的礦山開采行業(yè)幾乎已經實現了全面機械化，然而所使用機械的水平相對落后，與西方發(fā)達國家的同行業(yè)建設仍然存在很大的差距。未來的礦山機械應當更加智能化、信息化，從而實現對礦山開采效率的有效提升，并提高開采質量。

在礦山開采過程中，可能會給環(huán)境造成很大的污染影響，在未來的發(fā)展過程中，應當更加注重對綠色環(huán)保理念的引用，不斷促進機械技術水平的提升，提高礦山機械的安全性、可靠性，有效縮短設計的時間周期[1]。

2 現代設計方法在礦山機械設計中的應用

在對礦山機械進行設計的過程中，通過對現代化設計方法應用，充分發(fā)揮現代設計理念的重要性。以虛擬設計技術、仿生設計技術和有限元設計技術等技術措施的應用，充分實現對機械設計方案的優(yōu)化，解決當前存在的設計方案的缺陷問題，實現對礦山開采質量的提高。

2.1 虛擬技術

隨著礦山開采標準的提出，要想確保開采能夠順利進行，并且提高開采的安全性和工作效率，實現對網絡信息技術的應用的強化，在這個過程中，將機械設備的參數輸入至模擬系統當中，通過對開工狀況的模擬，從而實現對機械各項性能的測試。

虛擬技術的應用能夠構建礦山開采的3D仿真體系，同對模擬開采環(huán)境的建立，為機械設計提供理論依據。這樣能夠最快速度了解到有哪些不安全操作行為能夠引發(fā)事故，有效提高工作人員的安全意識，促進礦山開采能夠安全進行，以此來完善機械建設的安全功能[2]。

2.2 仿生技術

仿生設計是指對自然界中如動物、植物等生物體進行模擬，從而實現對產品形態(tài)、功能等方面的突破。在對礦山機械進行設計時，由于礦山開采的作業(yè)環(huán)境相對復雜，開采環(huán)境多樣變化。設計者可以對生活在這樣環(huán)境下的生物體進行研究，通過對相關理論數據參數的分析，從而實現對數據的優(yōu)化處理。有效加強對礦山機械的生態(tài)化外形改進，以此來滿足礦山機械在實際開采中的應用。此外，在對機械的功能進行改進時，設計者可以根據生物活體的內部結構設計進行改進，通過對形態(tài)構造功能的分析，與原有機械設備功能結合，有效滿足礦山機械的功能需求。

2.3 環(huán)保設計

隨著綠色礦業(yè)發(fā)展理念的不斷貫徹，在礦山機械設計過程中，通過對綠色節(jié)能理念的應用，促進礦產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。例如：當前礦山機械中所使用的動力設備主要為柴油機。這就會導致柴油機在運行過程中可能會產生許多顆粒物質，礦山當地環(huán)境造成嚴重污染。而柴油機在運行過程中，還會產生很大的噪音，給周圍環(huán)境帶來很大的噪聲污染。在實現對礦山機械的環(huán)保設計當中，可以通過對新型動力系統的應用，加強對清潔型能源的利用，并實現對動力設備的降噪處理。

當礦山機械廢棄后，同樣還會給環(huán)境帶來污染?？梢圆捎每刹鹦兜臋C械機構進應用，并加強對新型環(huán)保材料的應用，以此來實現機械元件的回收。從機械設計到投入運行的過程，要充分發(fā)揮機械生命周期的環(huán)保綠色性能。充分發(fā)揮機械設計方案的環(huán)保性能夠全面應用，促進機械設計中不斷結合環(huán)保性和經濟性[3]。

2.4 智能設計

智能設計主要是對自動化系統和智能控制系統的應用，通過與傳統設計技術的對比發(fā)現，在對材料數據信息進行傳遞和收集過程中，可以通過機械設備的應用，結合網絡傳遞的指令進行操作，實現通過控制器來操作機械工作。通過對感應器的應用，有效實現對機械操作的執(zhí)行；提高礦山開采工作的綜合效率，促進工作的有效展開，同時還能夠增強礦山建設的可靠性，提高人力水平。在自我診斷的過程中，不斷實現對設計優(yōu)化創(chuàng)新，將智能設計應用于故障診斷當中。

2.5 有限元設計

這種方式是通過對機械廠設備進行數學建模，并把三維模型用有限個單元進行分割，從而實現對準確數值的計算。以此來完善礦上機械在結構方面中所存在的問題。通過有限元設計方法地應用，使用SAP5程序進行運算，對動臂與斗桿的最大受力進行計算和數據對比分析，以此來獲得鋼板應力的分布情況，充分發(fā)揮設計的重要性，滿足礦山機械的設計，降低出現鋼板結構受力不勻稱等現象[4]。

3 結束語

綜上所述，隨著對現代設計方法的應用，能夠實現對現代礦山機械的合理設計，結合現代化的設計理念，充分發(fā)揮“以人為本”與“綠色環(huán)保”理念的積極作用。在對礦山機械進行設計的過程中，通過對有效開采方案的設定，不斷實現對設計方案的優(yōu)化。通過對當前設計中存在缺陷進行改進，能夠提高礦山開采的質量，提高開采過程中的安全性。