礦山機械制造與自動化設計中的節能設計理念思考

王鵬起

（撫順礦務局職工工學院，遼寧 撫順 113000）

礦山機械制造與自動化設計是工業發展的基石，對我國的現代化建設有著重要的意義，而隨著信息技術在各個行業中的廣泛應用，機械制造與自動化設計的發展方向也迎來了一定的轉變，將節能理念融入其中不僅可以使得機械制造擁有新的發展方向，同時也能夠大大減少能源的損耗，使得行業具備長久發展的能力。

1 礦山機械制造業與自動化中節能設計理念簡要分析

首先，我們需要明確礦山機械制造對于工業發展的重要性。機械制造是工業發展的前提與基石，機械制造的發展方向也會受到工業發展的影響，故從機械制造行業的水平中也能夠初步判斷其工業發展的情況。而我國的礦山機械制造行業已經有了較為完整的發展體系，能夠較好地完成一應工業需求，為工業的長遠發展提供一定的幫助。同時，我們也應當意識到我國的礦山機械制造產業相對而言起步較晚，在設計理念上存在著部分漏洞。隨著當代科技的快速發展，我們在將信息技術廣泛地應用于機械制造的過程中，能夠明確地發現機械制造產業有了新的發展方向，已經開始逐漸向數據化的方向轉變靠攏。而從實際生產的角度進行分析，我們則能夠發現信息技術在礦山機械制造中的應用效果超出了實際預期，不僅大大提升了機械制造的生產力量，也使得機械制造的效率得到了一定的發展。但與此同時，我國礦山機械制造行業在生產過程中消耗能源過高的問題并沒有得到有效的解決，部分生產過程仍然會對環境造成較大的負擔。這不僅與我國目前所宣傳的低碳環保理念不相符合，也造成機械制造企業需要消耗更多的人力與物力。而將節能設計理念融入到礦山機械生產的過程中，我們也需要注重其融入方式，使得在機械制造與生產的過程中，可以有效地減少能源的消耗問題。

2 礦山機械制造與自動化設計中節能設計理念的優勢

節能設計理念在礦山機械制造與自動化設計中存在著一定的應用優勢，這不僅使得節能設計理念的應用更為廣泛，也能夠在一定程度上提升相應機械設備的使用年限，而在對其優勢進行全面分析的過程中，我們則可以從以下幾點展開討論。

首先，在進行機械制造的過程中，部分材料并不是一次性消耗品。在傳統的機械制造過程中，部分工作人并沒有注意到這一點，而目前對部分材料可以濟寧多次的使用，這對于減少相關能源的消耗也有著一定的優勢。部分材料能夠在礦山機械制造的過程中進行反復地循環使用，以此來節約機械制造過程中所消耗的資金，并可以將所節約的資金繼續用于機械制造行業的創新發展。其次，在通過節能理念進一步發展礦山機械制造的過程中，對于廢棄機械設備的回收再利用已經成為了一大趨勢。機械設備在使用過程中存在著一定的使用年限，超過使用年限的設備很難再次用于生產，而將其直接廢棄不僅會導致生態遭到破壞，也不利于資源的重整。因此，將其進行回收并且再次利用的過程，能夠促進我國環保行業的發展，并且通過對回收的機械設備進行改裝以及分析，也可以幫助我們明確機械制造的發展方向。故將節能設計理念應用于機械制造的過程中，能夠促使機械制造行業更加符合我國環境保護的發展需要，對于保證行業的生命力同樣具有一定的幫助，見表1。

表1 礦山機械自動化的節能設計表

3 在礦山機械制造與自動化設計中應用節能設計理念概述

3.1 現代設計方法在礦山機械設計中應用的必要性

首先，礦山資源對我國的發展有著較為重要的應用意義，礦山資源的有效開發與利用能夠促進我國工業化進程與現代化進程的推進。而傳統的礦山資源利用方式主要是通過開采礦產資源，用于其他行業的建設，但隨著我國科技水平與經濟實力的不斷提升，礦山資源的利用方式也已經有了一定的轉變。這不僅要求相關礦山企業能夠轉變經營思路、擴大經營范圍，也要求礦山機械制造行業在生產機械設備的過程中，將現代化理念與節能理念融入其中，以此來保證更加有效地利用礦山資源，開發更多種類的礦產，同時也能夠滿足國家對于可持續化發展的需求。其次，我們也應當明確礦山機械設備的發展與礦山企業的生產需求是具有一致性的。而在礦山企業尋求新的發展機遇的同時，其對開采設備的需求也有了一定的轉變，不僅要求相應機械設備具有信息化與現代化的特點，也要求機械設備可以滿足不同時期的礦山資源開采需求。這也要求礦山機械制造行業能夠廣泛地將現代化的機械制造理念應用于生產過程之中，不斷地對當前的機械制造技術進行改進，這不僅是新時代礦山企業發展生存的必要條件，同時也是機械制造產業發展的關鍵。

3.2 能夠實現機械設備發動機低公害

在機械設備的組織架構之中，發動機是十分重要的。首先，發動機直接關乎機械設備的實際工作效率。當機械設備的發動機沒有達到行業的質量標準時，機械設備雖然能夠正常啟動，但其在工作效率會遠遠低于平均水平，從而阻礙礦山的開采與利用。同時，發動機在正常運轉過程中，會對注入其中的能源進行利用和轉化，從而帶動機械設備的運轉，這也就使得當發動機的運轉效率較低時，不僅會造成機械設備的實際應用性下降，也會使得機械設備對于能源的利用率降低，并進而造成能源的浪費與環境污染。因此，在對礦山機械制造中應用節能設計理念的過程中，我們必須解決發動機的能耗問題，確保機械設備的發動機符合質量標準，能夠滿足機械設備的運行需求。其次，在通過節能設計理念調整機械設備發動機中所存在的問題的過程中，我們應當從以下幾個角度開展思考。第一，在對機械設備發動機進行改造時，我們需要注重調整其整體架構，使得發動機在運轉過程中產生的噪音降低，同時需要調整發動機的運轉過程，測試其對能源的轉化情況，將制造高轉化效率的發動機作為首要目標。第二，我們同樣需要注重發動機在運轉過程中所造成的環境污染，在調整發動機運轉狀態的過程中，降低其對環境產生的影響。

3.3 液壓系統和防滲漏系統的設計

在礦山機械設備的整體架構中，液壓系統是十分重要的。液壓系統不僅可以確保礦山機械設備的正常運轉，同時有效地液壓系統設計能夠延長機械設備的使用壽命，并降低其所消耗的能源。而在對液壓系統進行節能設計的過程中，我們則需要從以下幾個方面分析其可行性。首先，我們應當關注液壓系統中相關元件的情況，通過對液壓元件進行節能設計來達成整體能源損耗降低的目的。當液壓系統中相關元件出現磨損情況時，會導致液壓系統不能正常的運轉，同時，我們應當注重液壓系統運行過程中一應雜質對于液壓元件的影響。其次，除液油對液壓系統也是十分重要的。一般而言，在對液壓油進行更換的過程中，液壓系統并不能進行工作，而液壓油的更換也會對元件造成一定的影響，這也要求我們在設計液壓系統的過程中，盡可能地減少液壓油的更換次數，見圖1。

圖1 液壓系統節能設計

防滲漏系統的正常運轉能夠確保液壓系統的運行效果，當防滲漏系統出現故障時，不僅會造成液壓系統消耗的能源大大增加，也會由于其防滲漏功能的下降導致部分液壓油出現滲透現象，從而會對環境造成一定的負擔。而將節能設計理念應用于防滲漏系統的過程中，我們也應當注重調整這一體系的使用壽命與使用效果，避免在礦山機械設備工作過程中，出現嚴重的滲漏情況，影響機械設備的正常運轉。

4 在礦山機械制造與自動化設計中應用節能設計理念的途徑

在開展礦山機械制造的過程中，由于機械設備往往由多種元件組成，并且對一應元件的精密程度要求較高，使得機械制造企業需要生產多種器件。而要保證礦山機械設備整體的節能性，則也需要我們從其元件的生產與設計入手，從而確保礦山機械設備在生產與運行過程中的能耗下降，以此來達成節約能源與保護生態環境的目的。

4.1 對加工方式進行合理的節能設計

首先，礦山機械設備是有著不同種類的，針對企業生產需要的不同，礦山機械設備在實際運行過程中，存在著一定的側重點，這也就使得不同的礦山機械設備所需要的元器件加工方式中存在著一定的差異。而不同元器件的生產需求也有區別，這也就使得部分元器件的生產過程較為復雜，可能需要用到多種加工方式。因此，我們需要對不同的加工方式進行一定的分析，包括其在加工生產效果以及在加工過程中產生的能耗。而在對其開展綜合分析的過程中，我們同樣需要考慮節能設計理念在其中的應用方式。比如，元器件在進行加工的過程中，往往可以應用冷鍛壓、熱鍛壓與溫鍛壓三種方式，而這三種方式之間只是在生產溫度上存在著較大的差異。我們在對其進行分析的過程中，能夠發現目前使用最少的一種加工方式是熱鍛壓，這種加工方式往往需要消耗大量的能源，綜合能源利用率較低。而冷鍛壓雖然消耗的能源較少，符合節能設計的理念，但往往會造成大量的污染，對環境的負擔較大，因此在實際生產中的使用也比較少。故我們在對礦山機械設備的加工方式應用節能理念的過程中，應當注重全面性。

4.2 對工藝參數進行合理的節能設計

礦山機械設備的工藝參數對于其實際性能有著較為明顯的影響，如果工藝參數設計的不夠合理，不僅會使得礦山機械設備在運轉過程中造成較大的能源損耗與環境污染，也會使得其運轉效果下降，不能滿足礦山資源開采利用的需求，從而影響礦山行業的整體發展。而我們在將節能設計理念應用于礦山機械設備工藝參數調整的過程中，則可以根據實際需求來進行具有特定性的調整。比如，在設備能夠滿足礦山資源開采的前提下，我們可以適當的對其加工余量參數進行調整，從而使得礦山機械設備在運轉過程中消耗的能源大大降低，同時也可以使得礦山機械制造行業減少能源支出與設計支出，可以將資金用于設備的生產研究之中。

4.3 對冷卻工藝進行合理的節能設計

冷卻工藝是礦山機械制造過程中的常用生產工藝之一，能夠確保礦山機械設備的正常運轉，而在這一過程中，往往也需要消耗一定的能源，因此對其進行節能理念設計也是十分重要的。同時，要降低冷卻工藝中帶來的能源損耗，我們往往是對冷卻液的種類進行一定的調整。相比于其他的冷卻液，冷卻油不僅會帶來較大的環境問題，同時也需要礦山機械制造行業耗費大量的能源。并且在進行冷卻工藝的過程中，不同的冷卻方式也會帶來一定的能源損耗變化，這也要求我們能夠對冷卻方式開展一定的分析，從而確保冷卻工藝的節能性，見圖2。

圖2 冷卻工藝

4.4 對安排工序進行合理的節能設計

我們應當明確礦山機械設備的制造是一個復雜的過程，每一個元器件往往都需要經過多道工序，才能夠達到生產要求。這也就帶來了加工工序之間的先后問題，元器件在經過某一道工序加工后，可能會需要經過冷卻處理等，而后才能進行投入到加工過程。我們在將節能理念應用于加工工序的設計時，也應當注重這一點。首先，我們在對工序進行調整和規劃的過程中，應當盡可能的尋找能夠縮短加工時間的工序安排，這對于降低整個加工過程中的能源損耗有著一定的意義。同時，這也可以確保礦山機械制造的高效性，使得礦山機械設備制造更加具備科學性。

5 將節能設計理念應用于礦山機械制造包裝

礦山機械設備在經過生產與制造后，往往會被運輸到各地，而在運輸過程中，為了確保設備的完整性，防止設備的性能受到影響，我們往往需要對其進行層層包裝，這無疑也會帶來一定的環境污染，這對于建設環境友好型的礦山機械制造行業是十分不利的。而將節能設計理念應用于這一過程中時，我們則需要注重包裝材料的選擇，在保障機械設備完整性的同時，盡可能選擇可降解、污染較小的包裝材料。這既能夠確保機械設備不會在運輸過程中受到損壞，也能夠減輕包裝過程所帶來的資源浪費現象。

6 我國礦山機械制造的發展趨勢

礦山機械制造的發展與我國的經濟、科技的發展關系較為緊密。首先，隨著信息技術在機械制造行業的應用，礦山機械制造行業會向智能化與數字化的方向發展，這不僅關乎礦山機械設備的實際應用性能，也能夠進一步促使機械設備廣泛應用于礦山資源的開采中。其次，礦山機械制造行業勢必會向著節能化與綠色化的方向發展。目前，制約礦山機械制造行業發展的一大因素即為其在生產過程中容易造成環境污染與資源的大量損耗。同時，礦山機械設備在正常使用的過程中，為了確保其運行狀態，我們往往也需要投入大量的資源。而隨著我國對于生態環境發展的重視，礦山機械制造行業對其環保性能也會越來越重視，并且為了保證企業在生產過程中的經濟效益，礦山機械制造行業一直以來都極其注重將節能理念應用于機械設計中。最后，我們需要明確人性化發展對于礦山機械制造行業的重要性。相關人員在操作大型礦山機械設備時，往往需要集中注意力，并且需要耗費大量的時間，而為了確保其操作過程不會出現失誤，從而造成安全事故，我們則應當注重調整其在操作過程中的舒適體驗。因此，礦山機械制造的發展與我們的需求有著密切的聯系，在促進其發展的過程中，我們也應當根據實際生產需求來調整發展過程，確保礦山機械制造行業的長遠發展能力。

7 總結

礦山機械制造是一個較為完整的體系，我們在將節能設計理念應用于機械設備的生產過程中，應當注重從機械制造的各個方面對其進行調整，這不僅能夠確保礦山機械制造真正做到節能環保，也能夠進一步促進機械制造過程的科學性。同時，我們也需要注重完善礦山機械制造的自動化建設，促進礦山機械制造行業的發展，從而充分地利用礦山資源，促進我國工程化的進展。