綠色設(shè)計(jì)煤礦機(jī)械論文

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1煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)概述

綠色設(shè)計(jì)是全面、系統(tǒng)地衡量煤礦機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)初期、加工階段、應(yīng)用過程等整個(gè)生命周期的環(huán)境特性與資源效率的一種新興設(shè)計(jì)理論和手段。煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)系統(tǒng)地考慮到煤礦機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)、制造及使用對生態(tài)環(huán)境的影響，在實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械產(chǎn)品使用功能的基礎(chǔ)上，最大程度上降低對環(huán)境造成的破壞和影響。綠色設(shè)計(jì)與制造同現(xiàn)有設(shè)計(jì)與制造模式有很大不同，它是在現(xiàn)有模式基礎(chǔ)上，融合了環(huán)境保護(hù)學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、環(huán)境行為學(xué)和消費(fèi)心理學(xué)等領(lǐng)域知識(shí)的理念和方法，旨在將其滲透到機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用整個(gè)生命周期中，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)與制造，是一種綜合考慮了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用以及回收等整個(gè)生命周期環(huán)境特性、資源效率的先進(jìn)設(shè)計(jì)理論、方法；新穎之處在于系統(tǒng)考慮了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造及其應(yīng)用活動(dòng)對環(huán)境產(chǎn)生的影響，最大限度降低機(jī)械生命周期內(nèi)對環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響。煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有設(shè)計(jì)建模、材料選擇、可拆卸性、可回收性、成本設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫和知識(shí)庫設(shè)計(jì)、安全保護(hù)設(shè)計(jì)。

2煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)的材料選擇

綠色設(shè)計(jì)一直以來所奉行的設(shè)計(jì)理念是節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。首先在材料擇取方面，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)選擇環(huán)保性能高、可再生利用并且具有回收價(jià)值的產(chǎn)品材料。其次，構(gòu)建環(huán)境負(fù)擔(dān)數(shù)據(jù)庫及專家系統(tǒng)，即全面整合研究當(dāng)前擁有的材料，對其所產(chǎn)生的環(huán)境協(xié)調(diào)性表現(xiàn)給予一定的信息支撐，從而做出與之相對應(yīng)的評(píng)價(jià)。另外，構(gòu)建研究產(chǎn)品材料生命周期的評(píng)價(jià)手段。研究材料生命周期評(píng)價(jià)是指，對原材料產(chǎn)品到成品、成品到廢品過程中的資源、環(huán)保、成本問題進(jìn)行分析，研究出材料的綠色性評(píng)價(jià)方法。

3煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)的內(nèi)容

3.1可拆卸性設(shè)計(jì)

可拆卸性設(shè)計(jì)是使完成產(chǎn)品得以有效回收的一項(xiàng)極為重要的策略，同樣，也只有拆卸才可以真正意義上實(shí)現(xiàn)全部的材料的回收再利用。根據(jù)大量實(shí)踐得知，是否具備可拆性設(shè)計(jì)，是直接決定機(jī)械設(shè)備應(yīng)用生命周期長短的重要因素。可拆卸性設(shè)計(jì)是在煤礦機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)初始階段就必須考慮的問題，只有這樣，才能實(shí)現(xiàn)煤礦產(chǎn)品的高效回收。煤礦機(jī)械產(chǎn)品相較于其他產(chǎn)品，體積更大，加工工藝更復(fù)雜，所需要的原材料更多，因此在對其進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)時(shí)，一定要考慮可拆卸設(shè)計(jì)。可拆卸設(shè)計(jì)主要包括拆卸產(chǎn)品設(shè)計(jì)、拆卸工藝設(shè)計(jì)和拆卸系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)原則為:易于拆卸，易于分離，減少拆卸工作量，減少零部件的多樣性以及可預(yù)測產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。

3.2可回收性設(shè)計(jì)

煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)中的可回收設(shè)計(jì)是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，最大化權(quán)衡機(jī)械產(chǎn)品零部件及產(chǎn)品材料的回收性、回收價(jià)值、回收手段以及回收處理結(jié)構(gòu)工藝性等一系列問題，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零部件及產(chǎn)品材料資源的高效再利用，最大化減少對生態(tài)環(huán)境的污染。可回收性設(shè)計(jì)涵蓋的內(nèi)容有：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性與經(jīng)濟(jì)性分析。可回收性設(shè)計(jì)在整體綠色設(shè)計(jì)的周期工程中扮演著極其重要的角色，科學(xué)合理地實(shí)現(xiàn)回收再生利用，能夠使產(chǎn)品本身最大化地發(fā)揮出提高經(jīng)濟(jì)效益的作用。

3.3安全保護(hù)設(shè)計(jì)

由于煤礦機(jī)械設(shè)備絕大多數(shù)都在井下工作，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)必須要全面考慮保護(hù)設(shè)計(jì)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，近些年來，我國發(fā)生的大部分礦井事故都是由機(jī)械設(shè)備的故障導(dǎo)致的，而且一旦出現(xiàn)事故，就極有可能產(chǎn)生人員傷亡。煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)應(yīng)以“以人為本”為設(shè)計(jì)理念，保證機(jī)械產(chǎn)品的安全性。

4基于煤礦機(jī)械綠色設(shè)計(jì)的加工途徑

4.1網(wǎng)絡(luò)化機(jī)械加工

通過企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)將處于分散狀態(tài)的加工中心、數(shù)控設(shè)備等串聯(lián)起來，從而使機(jī)械加工控制中心有效地對全部加工進(jìn)程實(shí)施全面監(jiān)督控制。與此同時(shí)，還可以和煤礦企業(yè)中的工程設(shè)計(jì)及管理信息系統(tǒng)等集成，以實(shí)施最佳的優(yōu)化決策。

4.2信息化機(jī)械加工

綠色機(jī)械信息化加工的目的是在不影響加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，完成整體的最優(yōu)化加工。從系統(tǒng)的視角出發(fā)，全方位衡量煤礦企業(yè)與整個(gè)社會(huì)的綜合成本，綜合研究不同的材料、零部件、設(shè)備等對加工的影響。信息化加工途徑是實(shí)施綠色機(jī)械加工的重要技術(shù)手段。為了使整體設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化加工，必然要構(gòu)建加工設(shè)備、切削刀具、切削液等相關(guān)資料的數(shù)據(jù)庫，利用有限元法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)對方法進(jìn)行驗(yàn)證。

5結(jié)語

綜上所述，綠色設(shè)計(jì)是最大化利用資源能源，以節(jié)能、降耗、少污染為設(shè)計(jì)主旨，實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念。結(jié)合煤礦機(jī)械全部生命周期的特征，應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念對其實(shí)施設(shè)計(jì)，可以最大程度上節(jié)約資源，減少煤礦機(jī)械在加工階段對環(huán)境造成的破壞。綠色設(shè)計(jì)理念體現(xiàn)了我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想，如今已經(jīng)逐漸成為煤礦企業(yè)的重點(diǎn)研究對象。

作者：楊毛光張凱榮單位：錢營孜煤礦機(jī)運(yùn)事業(yè)部