現代設計方法在礦山機械設計中的應用

   隨著我國經濟的不斷發展，各種各樣的建設也在不斷的進步。礦山機械是煤礦生產的重要設備之一，關系到礦工的生命和礦山的生產安全。隨著科技的不斷發展，礦山機械的設計也在不斷的推陳出新，只有改革創新的發展，才能適應現代環境下的生產。
    目前，由于我國經濟的快速發展，對于各種資源的需求也越來越大，尤其是煤炭資源的需求。因此礦山機械受到了很大的關注。以往的礦山機械已經跟不上時代發展的步伐，只有在傳統的礦山機械設計上，結合時代的發展，優化設計方案，才能滿足礦山的生產需求。本文針對近年來的現代設計方法，論述現代設計方法在礦山機械設計中的應用。
    現代設計方法的內容
    隨著科技的不斷進步，傳統的設計方法已經不適用于現代的工業發展。現代設計是根據市場的需求，通過設計人員的準確推演、規劃制定出來。主要優點有：智能性高、系統性強、動態穩定、比較先進和包容性強等。通過推行現代的設計方法可以推動企業技術的發展和提高產品質量，節約了生產成本，提高了市場競爭力。因此，傳統的設計方法將會被現代設計方法取締。
    現代設計方法在礦山中的運用
    3.1 優化設計
    隨著科技的不斷進步，優化設計在礦山機械設計中已經有了廣發的運用。優化設計是指將設計中遇到的問題轉化為數學模型，利用計算機技術運算得到最佳的可行方案。優化設計不但推進了計算機輔助設計的進程，同時也提高了很多產品的性能，如：煤電鉆電動機的優化設計、單級直齒圓柱齒輪減速器的優化設計等。
    3.2 可靠性設計
    機械在一定的時間和條件下能夠完成的工作強度的能力是衡量設計產品質量的一個重要評定條件。為了提高設備的性能，必須根據機械的性能、材料等做出大量的實驗并分析，得出具體的數據，根據機械的強度、尺寸、材料等進行設計來提高設備的使用年限、提高機械的可靠性。
    3.3 有限元法設計
    有限元法是一種便于使用且有效的工程分析方法，不但能夠分析材料的幾何非線性、非線性等復雜問題，而且能夠分析各種受力對象。因此很適用于礦山機械受力的分析。例如：找到鋼板的應力薄弱點。王營等人在對盤式制動器摩擦片溫度場的研究中和郭燕華在多繩摩擦提升機的設計中也都科學地運用了有限元法。
    3.4 綠色設計
    我國目前正在走可持續發展道路，因此要加大對環境的保護。綠色設計不只是能夠減少對環境的污染，更是能可以重復使用的設計。這就要求設計的環節中要使接卸能夠做到噪聲小，能耗少，工作效率高。在滿足使用性能的同時要有安全保證。礦山機械產品的綠色設計在開發過程中應該針對可拆卸、可回收、可維護、可重復利用、能耗低、質量高等特點盡享設計。因此，綠色設計在礦山機械設計中的應用是大勢所趨的。
    3.5 創新設計
    創新設計是針對人們的以往的理論、經驗中利用創造性思維設計出全新的技術。創新設計的特點是以往人們從來沒有用到過的或者從未見到的全新事物。主要體現在設備的結構方式、材料工藝、施工技術等方面，通過人們的好奇心理來提高企業的競爭力。
    3.6 CAD技術
    設計人員利用計算機的軟件和硬件系統對產品進行的設計技術就是CAD技術。主要是對產品的設計，施工工程的因素分析、施工前的設計方案和圖紙等。CAD技術實現了模塊化和一體化設計，在產品的模型導入時可以進行系統規劃。礦山機械產品的設計采用CAD技術效益較為顯著,通過對設計和制造環節的結合，極大的提高施工和設計效率。
    3.7 人機工程設計技術
    礦山機械的工作環境比較惡劣，對操縱者的精神和機器的運轉帶來了極大的影響，稍有誤差就可能引發安全事故。所以在設計中，礦山機械設計必須把環境的影響考慮進去。只有考慮到環境的影響和人身安全，才能保證系統的運轉達到最優化。
    3.8 穩健性設計
    利用系統的非線性，通過多可控因素的合理優化，對產品的性能進行優化，提高機械的穩定性。礦山機械的工作環境是極為惡劣的，只有穩健性的設計技術運用，才能使機器能夠在惡劣的環境中穩定、長久的運轉。
    3.9 智能設計
    經過長期的科技發展，只能機器的出現已經不可避免。因此，在礦山機械設計中應該采用智能設計。通過集成傳感器、控制器及執行器能夠大幅度的提高機械適應環境的能力，達到降低能耗，提高性能的目的。
    3.10 并行設計
    并行設計是充分利用計算機技術、通信技術和現代管理技術，對產品設計及其相關過程(包括設計過程、制造過程和支持過程)進行并行、一體化設計的一種系統化設計模式。現在很多煤礦設備安裝有故障監測設備，但是和原設備并不能和諧使用，滿足不利使用需求。如果把故障檢測儀器設計到產品之中，就會提高設備的功能。
    3.11 虛擬設計
    礦山機械的缺點是體積過大，不方便運輸，制作成本高。因此在實際使用過程中如果發現不足之處就需要耗費大量的人力物力。采用虛擬技術能夠輕易的解決這種情況。通過使用虛擬技術對機械的運行進行研究不但能減少人力物力的浪費，還能及時找到設備的不足之處，立即優化產品的設計方案。
    3.12 動態模擬設計
    因為機械產品在運行過程中總會產生干擾信號，而人們是對機械在運行的狀態下進行設計，這種設計與實際結果并不相符。目前我國在大型采掘機械動態設計方面的系統研究還很少，致使大型采掘機械新機型的設計和老機型的結構改進舉步維艱。又如提升容器在進入楔形箱道、緊急制動和切換電阻起動等工作狀態下的外載荷與時間的關系問題等，都需要用動態模擬設計來解決。

    綜上所述，礦山施工存在很多的安全風險。礦山機械作為礦山生產的重要設備，必須要有良好的性能和過硬的質量，只有這樣才能保證礦產的出產率和施工環境的安全。隨著科技的不斷發展，古老的礦山機械已經不適用于現代的空山工作，對礦山機械的設計提出新的要求，因此，設計師要采用新穎的設計方法解決以往礦山施工中存在的不足，確保施工人員的安全和礦山的出產率。