矿山机械的绿色设计与制造技术研究

发表时间:2021/4/29   来源:《科学与技术》2021年29卷3期   作者:缪彦波
[导读] 在现代化发展的过程中,各类机械设备的使用成为了提升生产率
        缪彦波
        山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿 山东 莱州 261441

        摘要:在现代化发展的过程中,各类机械设备的使用成为了提升生产率、保障安全性的关键,各个企业都需要切实做好机械设备的选择,尽量选用绿色设计与制造技术的机械,用机械的更新来促进生产的可持续,缓解传统生产方式下存在的环境污染、能源消耗问题,探索出一条适合可持续发展的绿色化道路。
        关键词:矿山机械;绿色设计;制造技术
引言
        在我国社会现代化经济发展中矿山行业是重要的支撑行业,当前在开采以及生产中,逐步建立了机械化生产操作模式。生产过程中各类机械应用种类较多,涉及到诸多操作模式。加上机械设备应用中操作原理以及操作过程复杂性突出,加上矿井生产环境相对恶劣,噪声、油污、粉尘等危害较大,对机械稳定操作应用会产生较大负面影响。从诸多操作人员个人角度来看,长期处于此类嘈杂、相对恶劣的环境中会由于个人紧张、疲惫等产生操作失误问题,最终导致机械设备产生故障问题。在我国机械工业长期发展中,机械设计中对人机工程提出了更多更高要求,在机械设计中要合理应用人体工程学,降低人为操作导致故障发生概率。
1 机械绿色设计与制造技术的内涵
        机械绿色设计与制造技术是可持续发展理念下对企业的新要求,要求在机械的设计过程中,需从机械使用的全生命周期出发,从环境特性与资源利用的角度,来提高机械的整体性能。绿色设计与制造技术应用时,通过对机械开发、制造与投入阶段对环境影响的研究与考虑,实现了资源的最大化应用,能够有效降低机械在应用时对环境、资源所造成的不利影响。
2 机械的绿色设计
        2.1 机械的设计分析与成本的控制
        机械绿色设计的过程中,绿色性虽然是重点的考虑因素,但成本同样是需要考虑的内容,如果在机械绿色设计的过程中,设计方案需要消耗的成本非常大,那么此种设计方案可能会受到成本限制难以实现。与传统的机械设计相比,绿色设计更为强调的是环境保护、资源节约,而如果要实现这些目标,在设计的过程中往往会存在较大的成本投入。因此,这就要求专业人员在进行设计的过程中,需要考虑成本、环境污染、能源消耗之间的协调性,提升机械的绿色性。
        2.2 选用绿色机械产品材料
        机械的绿色设计过程中,对于原材料的要求相对较高,不仅需要保障原材料较高的质量与性能,还需要使得原材料具有较高的环保性能,能够满足绿色设计的要求。机械的绿色设计过程中,如果能够选用绿色机械产品材料,就能够保障机械较高的性能,使得在机械运行时能够节约电能资源,即使在机械报废时,这些绿色材料也可以被循环利用,有效避免了机械废物排放所造成的环境污染。
        2.3 机械可拆卸性设计
        机械的可拆卸设计在一定程度上能够提高机械的整体性,使得机械在报废时部分零部件可以得到回收利用。拆卸能够实现产品的回收与利用,通过拆卸,机械中的部分零部件、材料可以被循环利用。由于生产的特殊性,机械产品一般多为大体积、复杂性的结构,在整个的机械中,所用的原材料种类繁多、数量庞大,如果要提高这些原材料的利用价值,就需要在绿色设计时充分考虑可拆卸设计。通常机械可拆卸性设计包含了拆卸中的产品设计、工艺设计与系统设计,在设计时需充分遵循减少拆卸工作量的原则。
        2.4 建设机械产品绿色设计数据库
        机械的绿色设计过程中,如果能够根据设计经验,建立完善的机械产品绿色设计数据库,就可以在实际的设计工作中,指导绿色设计,提升机械绿色设计的整体水平。

在绿色设计数据库中,需包含材料、环境与技术信息,通过对这些信息的整合,使得专业设计人员在设计工作中,能够直接调用数据库中的内容,改进和完善机械的绿色设计。
        2.5 更新改进矿山机械包装
        将节能设计理念应用于矿山机械制造与自动化设计中,人们普遍会首先想到加工环境,而忽略产品包装与运输所消耗的大量能源。特别是现如今矿山机械加工的复杂性越来越强,各企业对产品包装与运输的要求也在逐渐提升,很多矿山企业为增强产品包装与运输质量,往往会选择在此环节中投入大量资源。所以,要充分发挥节能理念的作用,机械包装与运输的节能设计尤为关键,具体来讲,机械制造厂可选择使用新型的蜂窝纸板代替传统制造中常见的木材和塑料包装,既能降低木材消耗,还能有效处理塑料难以回收降解的问题,对环境友好型社会的建设以及矿山机械制造行业的可持续发展有积极意义。
        2.6增强冷却工艺设计的合理性
        在矿山机械制造与自动化设计的过程中,冷却工艺必不可少,但由于部分冷却液的性价比不是很高,为有效节约资源和成本,减少不必要的能源浪费,结合节能设计理念对冷却工艺展开科学合理的优化已势在必行。例如,购买冷却液时,应尽可能地避免使用冷却油;技术人员可对冷却方式展开深入研究,结合矿山机械制造要求展开改进与创新,提高冷却效率与水平;冷却过程中形成的热量也可充分利用起来,对节约能源目的的达成非常有利。
        2.7 机械产品的再制造
        机械绿色制造的过程中,再制造同样是一种有效的技术,此技术主要是将已经达到使用期限的机械产品通过一定的修复技术与改造技术来进行加工、制造的全过程,再制造提升和改进了原有机械产品的性能。在机械的再制造过程中,其对象可以是设备、系统、设施,甚至可以是一些基础的零部件。再制造技术应用的关键是要将生命周期作为原则,以实现废旧机械产品的性能提升,这一技术应用同样符合绿色设计、节能环保设计的要求。再制造对于技术的要求相对较高,通过先进的修复、改造技术,能够将废旧机械产品加以有效恢复,优化和提升了机械产品的原有性能,机械的部分资源得到了有效的回收与利用,降低了机械使用时存在的资源消耗、环境污染问题。
3 未来我国矿山机械发展的主要趋势
        由于经济与科技发展的积极影响,我国矿山机械制造领域未来主要有以下几个发展趋势:1)智能化。目前人类已经进入信息时代,如何加快矿山机械智能化与数字化已成为矿山机械制造行业急需共同处理的问题。另外,未来将广泛应用的智能机械会以数据挖掘、三位选矿及远程采矿技术为主要标志。2)绿色环保化。目前,各行各业都在积极响应国家提出的可持续发展号召,以避免生态问题越来越严峻。尤其对于矿山机械制造而言,其能源消耗和环境污染问题都比较严重,本身与绿色发展理念相违背,所以,相较于其他行业,矿山机械制造业与节能设计理念的结合迫在眉睫。这也是延长矿山机械使用寿命、缓解环境污染及节省生产能源的有力举措,更有利于自动化设计水平的提升。3)人性化。我国始终倡导的理念之一是“以人为本”,所以,就矿山机械制造和自动化设计未来发展而言,此理念的融合非常关键,可以在提高矿山机械使用可靠性与安全性的同时,使机械操作舒适度显著提升。
结束语
        综上所述,飞速提高的科学技术水平带动了矿山机械制造与自动化设计中的现代化发展,而节能设计理念的应用为我国机械制造业长期健康的可持续发展起到了不可忽视的促进作用。尤其是在新时代、新形势的影响下,节能设计已成为各行各业未来最主要的发展趋势,将其与矿山机械制造和自动化设计相融合,能为我国现代化工业的进一步发展提供巨大的推动力。
参考文献:
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