写论文没有思路的时候,经常查阅一些论文范文,小编为此精心准备了《矿山机械论文范文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。摘要:在矿山机械使用过程中需要有极其的灵活性,采用仿生设计能满足矿山机械设计的需要,本文就矿山机械的仿生设计进行阐述。
第一篇:矿山机械论文范文
刍议矿山机械安全技术
【摘要】矿山机械的安全管理作为矿山生产管理的重要组成部分,完善安全管理工作不仅可以提高工程开采的效率,而且是增加经济效益的重要手段。本文对现阶段我国矿山机械的安全问题进行论述,分析我国矿山机械的安全管理中存在的问题,并提出解决措施。
【关键词】矿山机械;安全管理;问题;解决措施
前言;我国的现代化矿井装备水平虽然有了很大提高,但同发达国家相比还有相当大的差距;现代化的综采设备普及率还较低,有些矿井虽采用了引进的先进设备,但由于对其他国家技术的消化还不彻底,仍不能进行正常使用和维护,一些先进的功能没有充分发挥出来,更有甚者,由于盲目追求生产,忽视安全,把安全监测装置当成影响生产的累赘而拆除,造成很大安全隐患,设备故障不能及时发现和处理。为了追求利益的最大化,原有设备没有淘汰,到了设计寿命仍在超期服役,大部分设备超负荷运转,带来很多安全隐患。井下恶劣的工作环境也是造成设备安全性降低的重要因素,潮湿、粉尘、辐射等因素的影响,导致安全监测设备的可靠性下降;部分管理人员盲目追求生产,存在侥幸心理,致使出现故障的安全监测系统得不到及时维护和更换,也是造成设备安全性降低,也是安全事故屡发的原因之一。
一.矿山机械的安全管理中存在的问题
1.矿山机械设备的装备水平参差不齐
我国矿山机械设备的装备水平参差不齐,现役煤炭生产矿井大体可以分为4类:老矿及改扩建矿;现代化矿井;大型(超大型)现代矿井;乡镇中小型矿井。
1.1老矿及改扩建矿多建于解放初期,有的甚至是解放前期,由于资金和企业观念上的问题,仍然保留着建井初期的装备,设备非常落后,安全设计欠缺,虽然进行过一些技术改造仍无法满足安全生产的要求;
1.2现代化矿井大多建于20世纪80年代中、后期,广泛采用了当时较为先进的综采机械,其中国产设备占了主导地位,完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现,机电一体化在矿山机械设备上逐步实现;
2 安全设计方法仍欠缺成熟度
当前,我国许多矿山机械已经具备了较为成熟的安全设计理论和方法,但对于一些复杂、大型的重要矿山机械设备,依然比较薄弱,安全设计也仅仅停留于理论,对于理想的、成熟的安全设计方法依然处在空白阶段。如掘进机方面,尚未形成适合我国地质特点的载割、装运、行走的完整载荷谱,这在一定程度上制约了对其安全设计的进行。又如对于输送机的动态研究,依然处在对其理论基础的分析阶段,对于相关的实验验证和研究十分迫切。可以说,同发达国家相比,我国机械安全设计仍表现出较大差距,需要人们进一步的努力。
3 安全标准的完善程度和执行力欠缺
当前,矿山机械安全的制定标准涉及了矿井提升车、矿用炮孔钻机等很多机械,提供给了制造和使用部门一个总体的制造原则和框架,并在预定使用范围内,保障了产品的安全。但是,就目前我国矿山机械产品的品种来看,已经上升到几百种之多,而现有标准中所涉及的矿产机械设备占据了其一小部分,使得矿山机械设备的安全要求很难满足。众所周知,保证煤矿安全的基本是安全质量标准化,然而在煤炭需求急剧增长的当下,质量标准化的工作方式极易引起人们的厌倦情绪和松懈思想。
4. 矿山机械安全检测技术需要完善
矿山机械设备长期处于重载和交变载荷状态下工作,容易产生各种安全隐患,如果没有及时发现,设备仍然处在重载、高速等环境下工作,就有可能导致恶性事故的发生。虽然现代化的测试技术与设备在不断更新,但由于矿山机械设备本身的复杂性及其工作环境的复杂性和大量不可预测的偶发事件的存在,礦山机械安全检测技术仍然需要不断完善和提高,特别是在灵敏度和可靠性方面,许多复杂的难题有待进一步研究。
二.矿山机械的安全管理措施
1 强化从业人员培训和对机械安全技术人才的培养
科学技术的发展,带动我国矿山机械设备朝着自动化和半自动化的方向不断迈进,这一形式下,对相关技术水平和人员智力提出了更高、也更为严格的要求。为促进矿山机械安全体系的贯彻落实,实现高效、安全的生产,就必须从源头抓起,培养一批从事矿山机械安全的科研、设计人员十分必要。此外,还应通过培训、继续教育等形式来强化对技术工人和作业人员的安全意识和技术水平。考虑构建教材、师资、培训机构相结合的人才培养体系,来实现标准化的矿山安全培训建设,进一步提升人员的安全技术水平和安全意识。
2. 加大安全资金投入,改善机械设备现状
针对目前在矿山机械安全方面欠账严重的状况,国家应该在政策方面加强引导,在法规方面加大控制力度,在资金方面积极扶持国有重点煤矿和地方煤矿进行安全技术改造,企业在利用国家政策技改资金的同时,自身也应下大力气,多方筹措资金,补足安全欠账缺口,下决心报废一切超期服役的设备,或进行必要的装备技术改造,从而切实改善矿山机械设备安全现状。
3.进一步制定和完善矿山机械安全的法规标准、设计体系
首先国家监督机关部门应保证自身的公正性,加强执法力度,严格执行矿山机械安全标准、法规,然后就是矿山机械行业的标准化工作者应主动积极的关注各个工业化发达国家矿山机械安全的发展动向,借鉴他们在矿山机械行业中发布的安全标准、法规等情况,制定国际化的矿山机械安全标准,并且保证制定与国际接轨的安全标准可以大范围的覆盖矿山机械设备。矿山机械安全涉及多方面的原因,仅是单一的理论学科不能达到解决问题的目的,所以非常必要建立一个与我国的国情相互适应的矿山机械安全设计体系。矿山机械安全设计体系的建立,不仅可以研究矿山机械基础性问题,而且也可以加强对可燃性气体,如瓦斯,的研究,然后建立一个关于矿山机械安全的数据库,在大大减少工作人员的危险系数的同时,又降低了研究成本,高效率的研究矿山机械安全方面的问题。
4 强化矿山机械的安全使用及管理
为了确保矿山机械能够在生产过程中安全正常的运行,需要我们强化矿山机械的安全使用以及管理。
4.1 强化矿山机械的安全使用
矿山机械设备是金属矿生产中的主要工具,矿山机械的安全使用,不仅对矿山的产品和产量有影响,对金属矿的经济效益以及声誉也有很大的影响,所以矿山机械的安全使用变得尤为重要。随着科学技术的发展,在矿山机械设备当中也采用了高科技技术,所以矿山机械的使用也增加了一定的难度,需要对操作人员进行培训,同时还要纠正操作人员的思想,提高他们的积极性,要严格遵守安全规章制度进行操作,加强矿上机械的安全使用。
4.2 加强矿山机械的安全管理
确保矿山机械的安全运行,安全管理是最有效的方法之一。为了确保矿山机械设备的安全运行,需要根据金属矿的实际情况,建立完善的管理体系,无论是技术人员还是维修人员,都要对其进行详细的划分和管理。只有加强矿山机械的安全管理,才能降低矿山机械安全事故的发生。
三、结语
矿山机械安全技术是矿山机械安全发展的重要保障,针对其存在的主要问题,借鉴上述对策,来持之以恒地完善矿山机械安全技术有着积极的现实意义。加之国家宏观政策的扶植和指导,势必会促进矿山机械安全技术诸多问题的相继解决,从而实现矿山机械安全技术的进一步发展。
【参考文献】
[1] 王大志. 矿山机械安全技术分析[J]. 中国新技术新产品,2011(18):255.
[2] 赵建忠.浅议我国矿山机械安全存在的问题及对策[J].内蒙古煤炭经济,2010(4):55-57.
作者:王军梁 李岩 刘绪
第二篇:矿山机械的仿生设计
摘要:
在矿山机械使用过程中需要有极其的灵活性,采用仿生设计能满足矿山机械设计的需要,本文就矿山机械的仿生设计进行阐述。
【关键词】矿山机械 仿生设计 探讨
前言
仿生设计在机械、汽车、农业等都有广泛的应用,通过仿生设计能提高设备的工作效率和工作的灵活性,矿山机械采用仿生设计能在一定程度上提高机械设备的运行效率。
1.产品机械仿生设计的理念与内容
机械仿生设计是指工程师在利用现有工程技术的前提下,运用发散性思维,结合仿生设计的理念和方式,设计出创新性的机械产品与结构材料的过程。这和以往的机械设计方法一样,都是基于机械设计的基本理论和方法,但是其又具有独特的创新性,是一种新型设计方法。
2.煤矿机械制造的趋势分析
煤矿机械制造技术正由传统的制造技术向先进制造技术发展。先进制造技术涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造到售后服务等周期的全过程,并将它们结合成一个有机的整体,特别强调机械技术、自动化技术、信息技术、传感技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产环节及售后服务等方面的应用。
2.1合作化。由于市场竞争越来越激烈,通信和网络技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,产品设计、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。
2.2使用灵活化。矿山机械设备的灵活化是指机械设备的适应性强,一台机械设备可以适应多种复杂的地质条件和矿井生产条件。如能够实现矿山机械设备的灵活化,则赋存条件较差的煤矿的生产能力也将被极大挖掘,从而提高整个煤炭行业的生产能力。
2.3虚拟化。虚拟技术是通过计算机仿真软件来模拟煤矿生产的真实系统,以保证产品设计和工艺的适用性、可操作性,发现设计、生产中的缺陷,检验产品在生产实际中的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以达到优化产品的制造工艺、保证产品质量和降低成本的目的。
2.4功能综合化。这里的综合化是指机械设备功能的综合化,即实现一台设备多项功能的综合。如煤电钻功能与凿岩机械功能的综合、单体液压支柱与顶梁功能的综合等。
2.5设备的国产化。煤矿机械经过几十年的发展,取得了相当大的成绩,常用设备基本实现了现代化。但是一个高技术、大能力、高精度、适用性强的设备仍不能完全实现国产化,从而对我国煤矿机械的发展产生制约。
3.矿山机械设计中仿生设计的应用
工业设计可以同时服务于技术、经济和艺术等行业,工业设计不仅追求形态完美,而且兼具实用性和功能性。 本文从以下三方面论述工业设计中仿生设计的应用。
3.1形态的仿生
形态仿生设计是人类对自然生物体的整体形态或部分特征进行的模仿、变形、抽象等,再结合自己的理解和语言进行造型的设计方法。自然界是一座具有丰富优秀设计的资源宝库,是现代设计师获取设计灵感提炼设计形态的重要来源。现代文明的快速发展使越来越多的人追求本真的原态生活方式,因此形态仿生设计的设计方式逐渐被人认可并引起重视。形态仿生设计不仅丰富了现代设计的形式语言,也使当今的社会生活更加情趣化、生态化,增加了人类亲近自然了解自然的机会。形态仿生设计从再现自然事物逼真的程度和特征来看,主要分为具象形态仿生和抽象形态仿生。
具象形态的仿生:具象形态仿生设计是较为逼真的再现自然事物的形态,因此具有情趣性、有机性、自然性、生态性等特征,易于被人接受。抽象形态的仿生:抽象形态的仿生设计主要是从自然事物中提炼物体的内在本质属性。因为没有具体客观描绘事物的特征,因此这类设计通常借助于某些象征意义来引导使用者的心里暗示和联想。抽象形态的仿生设计需要使用者有一定的生活经验积累。抽象形态的仿生设计将带有自然美感的元素特征与人类对生活的感受和理解相融合,显示出一种含蓄的美感和艺术魅力。经过抽象仿生的自然形态使人不会很直白的观察出设计物品的具体仿生对象,同时经过联想和想想又能感觉到仿生对象的存在,给人无限的心里延展空间。
3.2功能的仿生
功能仿生设计是通过研究分析自然生物本身的功能和构造之后结合生物形态进行的综合设计方法。功能仿生设计的灵感来自于自然生物的本质功能,并对这些功能进行加工提炼,用于改进现有产品的功能或创造具有新功能的产品。功能仿生设计的产品通常具有技术上的优越性,能够更大限度的满足人类对使用产品的功能需求。
若想在工业设计中完美地实现仿生设计,科学家和工业设计是要明确自身的职责所在, 科学家将生物的各部分功能结构分析形成系统的理论,然后工业设计师借鉴科学家的理论研究,结合人类的需求与消费市场的变动, 实现最佳的人机关系。 首先,科学家具有较为完整的知识结构,但是并不明白如何将知识转化为产品并投放市场, 而工业设计师能准确地把握仿生和市场之间的微妙关系,创造出更多更具实用性的产品;其次,通过工业设计师提出的设计思想以及对自然界生物的观察和分析,有可能科学家还没有发现某个方面的仿生, 但设计师希望通过仿生完成某件产品, 科学家可以帮助设计师选择最优的仿生方向,两者共同努力,实现更有市场价值的产品。
3.3结构和材料的仿生
设计师除了对生物的外形和功能等进行仿生,很多自然界的事物结构也让人叹为观止,例如,小小的蜜蜂创造出的蜂巢的菱形结构与科学家计算的角度完全吻合, 这样的结构不仅内部空间大,而且材料质量轻,同时可以隔离噪声。 学习和仿效大自然中的各种优良结构已经成为新技术革命的发展方向, 而且仿生学可以渗透到自然界的方方面面,无孔不入,甚至有的科学家大胆猜测,在他们研究大脑结构和工作原理的基础上,人类可以仿照大脑细胞。翻译。接收到的外界信息的过程,制作生成仿生器官,不仅解决了器官移植捐献源的难题,而且副作用小。 计算机称为。电脑。,就是因为他的生物智能性和机器科学性,将模拟的人脑工作历程运用到计算机上, 可以实现功能更加完备的生物计算机。
4.结束语
在矿山机械设计的过程中通过采用工程仿生、形态仿生进行设计,能大大提高矿山机械的综合性能,为矿山的快速开采奠定了坚实的基础。
参考文献:
[1]赵子夫,唐利.论工业设计及工业设计教育[J].甘肃大学学报.2012.
[2]刘岩.我国煤矿机械发展现状及发展趋势[J]价值工程.2013.
作者:李艳飞 蒋永召
第三篇:应用现代机械设计方法论改进矿山机械装备
摘 要:现代机械设计方法论已经是包括优化设计、可靠性设计、虚拟设计、智能设计、绿色设计等理念的综合系统。应用在矿山机械装备自动化、系统化设计时,从矿产开采实际特点出发,论述了现代机械设计方法在矿山机械设计中的应用。科学、合理、系统地运用方法,提高了矿山机械装备的效率。对设计人员积极探索与创新有参考作用。
关键词:矿山机械设计;现代机械设计;有限元;可靠性设计;绿色工业
引言
人类对矿产资源需求不断增加,矿山开采产业造福了人类,但如果施工不当,将会带来巨大危害。同时矿山开采机械设计不够系统、完善,也是容易出现各种安全问题的因素。对此,需要结合现代化机械设计方法,贯彻现代化机械设计理念,不断完善矿山机械设计,促进社会经济持续发展。本文简要介绍现代机械设计方法,进而着重论述其在矿山机械设计中的演变。
1 现代机械设计方法论
现代机械设计方法论是对传统机械设计的革新,已经将机械设计工作上升到逻辑、理性和系统的层次,对当今机器人、智能系统、无人操作等系统设计创新提供了理论基础。
现代机械设计方法已形成一套兼具系统性和科学性的理论体系,有效提高了机械设计工作者的设计能力。图1所示为综合七种现代机械设计理念的框架。
2 矿山机械系统设计方法
视频点播系统是运用三维动画、视频编辑等技术制作视频,运用视频编码技术开发视频点播系统,将完成的教学视频嵌入视频点播系统中,并实现局域网的在线观看、学习。在该设备运行演示和应急逃生救援演示功能模块中,需要实现各类生产设备的工作面运行演示,工作原理演示、重点部位结构讲解等功能,因此需要制作大量的设备运行动画和机械装配结构组成演示动画。
界面设计的内容主要包括屏幕设计和交互性设计。通俗的表述就是既要让使用者(学员)看着舒服,画面美观,屏幕系统结构和知识体系、认知规律相一致;同时还要保证系统运行稳定、运行速度流畅,交互功能操作方便,功能设置简洁等。采用图形方式显示的计算机操作用户界面。可从可交互性、信息、显示、数据输入等方面考虑,要设计好的人机界面,图形界面对于用户在视觉上更容易接受。
数据采集是在前一阶段系统功能定义确定了软件系统需要开发的虚拟类型以及功能细化的基础上,收集相关的机械设备图纸资料、设备操作手册、安全生产规程、现场环境采集等一系列资料。这些资料是搭建系统的基础,如果缺少了这些素材资料,系统平台构建就成了“无米之炊”,因此,数据采集的完整性、准确性、针对性是后期软件平台制作的基础。
人机界面是人机信息交换的主要通道,人要通过界面向计算机输入信息、进行查询、操纵和控制;要向用户提供信息以供阅览、分析、判断。在一个交互性教学与实训系统的设計中,人机界面的重要程度可以用事关整个系统的评价来衡量。
2.1 优化设计
用最少的付出获得最佳的效果,即是最优化问题的通俗说法。机械设计中,设计者力求寻求一套合理参数,使得方案既能够满足各种设计要求,又能使技术经济指标达到最佳,最终实现优化设计[5]。软件环境中采用的开发软件主要由:VC++、3DMAX、EON Studio、3D 开发引擎等,VC++是由微软开发的基于面向对象的软件开发平台。3DMAX 是制作专业三维模型和动画的软件工具;3D 开发引擎是一种平台,它一方面包含开发虚拟现实软件基本的功能,另一方面它还具有多种功能的引擎库,如物理引擎库、光影引擎库、图像渲染引擎库等。
在矿山机械优化设计中,需了解矿山机械设备的构成状况、各个部位的具体参数等,通过先进的科学方法建立数学模型,找出最优解决方案。优化设计可以大大改善矿山机械设备效率,节省制造成本和维护成本,保证矿山企业保证开采任务顺利完成,同时提高经济效益。图2所示为通过优化设计数学模型分选不同类型矿产的示意图,效果良好。并且显而易见的是,优化设计往往需要有限元设计和CAD设计作为辅助。
2.2 可靠性设计
机械设备的可靠性设计,顾名思义,是指为满足机械设备产品的可靠性而进行的功能性设计。产品可靠性是指产品在规定条件和时间内完成规定功能的能力,意义重大[6]。
通过可靠性设计方法,可以保证矿山机械在安全工作的前提下完成开采任务,满足开采需求。在运用可靠性设计方法时,设计人员需考虑可能发生的事故,针对危险因素对机械设备做出有效改进,使设备在面对这些因素时可有效应对,将伤害降至最低。
可靠性设计通常也会涉及到优化设计手段。例如,设计完毕后需进行试验,观察机械设备实际可靠性,认真分析,深化改进,反复优化约束条件,确保在正式开采时真正体现其可靠性,保障施工人员安全和机械设备平稳运行[7]。
2.3 虚拟设计
随着信息化技术的不断发展,以及工业化与信息化的融合,虚拟设计在现代机械设计中的应用越来越广泛。在机械设备工作过程中,受到不同环境的影响,适应情况不尽相同,很难保证在任何外在因素影响下都能正常工作,只能在工作过程中不断调试,严重影响工作效率[8]。
虚拟设计方法就可以有效解决上述难题。在运用虚拟设计方法时,可将矿山机械设备的各种数据输入到虚拟系统,在虚拟环境下进行试验,快速发现操作过程中可能出现的问题,制定针对性措施,虚拟问题解决方案,从而提高矿山机械设备在现实环境中的工作效率,保证顺利完成任务。
2.4 智能设计
计算机技术的发展促进了智能技术的发展,带动提升了机械设备的工作性能。其间需要用到控制器、传感器、执行系统等,建立智能机械设备系统,独立完成搜集数据、查找问题等环节,极大节省了人力,提高了矿山机械设备的环境适应性,甚至在恶劣环境下完成工作任务,提升开采效率。CAD技术、数值模拟技术、虚拟技术等应用更是对矿山机械设备的智能化发展奠定了基础。
2.5 綠色设计
环境污染日趋严重,运用绿色设计方法进行现代化机械设计已成为现代工业设计趋势。以矿山机械设备为例,其运行需要依靠柴油,必然会产生大量有害气体,污染周围环境,不利于矿山环境的良性发展。这就需要设计人员以环境可持续发展为指导,将绿色设计方法渗透到矿山机械设计的每个环节中,全面统筹考虑,提高机械设备整体环保性能。在进行机械设备保养工作时,要注意考虑其各个组成部分重复利用的可能,同时也需注重噪音问题,尽量减少噪音对环境产生的不良影响,最大化提升环境效益。
3 结语
现代机械设计方法在矿山机械设计中的演变,有利于提高矿山机械设备质量和工作效率,促进企业发展,满足市场需求,带来社会效益。值得指出的是,各种矿山机械设计方法相辅相成,并没有明确界限。在运用现代机械设计方法进行矿山机械设计时,设计人员应将各种机械设计方法有效结合起来,不断探索和增强专业能力和技术水平,充分利用现代化技术,创新设计机械设备,促进社会持续发展。
参考文献
朱艳敏. 现代机械设计方法在矿山机械设计中的应用研究[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2014(33): 2344-2345.
Bathe K J, Wilson E L. Numerical Methods in Finite Element Analysis [J]. 1976.
黄乾欢, 柴睿, 黄磊. 现代机械设计方法初探[J]. 中国科技信息, 2014(7): 178-179.
郝玉龙, 徐泰燕. 现代包装机械设计方法[J]. 湖南包装, 2011(3): 134-135.
冼国星. 浅析现代机械设计方法及研究进展[J]. 城市建设理论研究: 电子版, 2014(30).
周燕. 浅谈机械设备的可靠性设计[J]. 纸和造纸, 2001(6): 68-69.
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.
宋振强, 王杰, 单宝喜. 浅谈现代机械设计方法在农机设计中的应用[J]. 企业技术开发: 月刊, 2016, 35(20): 52-53.
袁玲燕. 关于现代机械设计方法的探讨[J]. 城市建设理论研究: 电子版, 2015(19): 578-579.
作者:王志芬 路王珂