淺析煤礦機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)

 引言
本文針對煤礦機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)問題，探討煤礦機(jī)械產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)方法，目的是為開發(fā)出高質(zhì)量、安全、環(huán)保的煤礦機(jī)械產(chǎn)品提供幫助。
1 煤礦機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)概念
因?yàn)閲H社會對可持續(xù)發(fā)展和人類健康越來越深入的關(guān)注，于是在20世紀(jì)90年代初國際上興起的一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念就是綠色設(shè)計(jì)。綠色設(shè)計(jì)顧名思義就是環(huán)保，所以在產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)，都是環(huán)保在利用的產(chǎn)品，回收產(chǎn)品著重考慮的是產(chǎn)品的環(huán)境屬性，在滿足環(huán)境目標(biāo)要求的同時(shí)，就要實(shí)際考慮并保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能等，是綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)。
煤礦機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)可以定義為：在開發(fā)產(chǎn)品的整個生命周期中，以產(chǎn)品技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)境屬性（可拆卸性、可回收性、可維護(hù)性、可重復(fù)利用性等）為統(tǒng)一設(shè)計(jì)目標(biāo)、滿足用戶需求和環(huán)境需求的產(chǎn)品整個設(shè)計(jì)過程。
煤礦機(jī)械產(chǎn)品有其特殊應(yīng)用場合的限制，要求首先要保證其使用性能、安全可靠，即在人、機(jī)和環(huán)境的相互關(guān)系中，人機(jī)關(guān)系優(yōu)先，其次考察它的環(huán)境屬性。
2 煤礦機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)內(nèi)容
2.1 綠色材料和選擇 綠色材料是指在滿足一般功能要求的前提下，具有良好的環(huán)境兼容性的材料，即來源豐富、便于利用、便于回收再利用且對環(huán)境影響小。材料選擇是綠色設(shè)計(jì)不可少的組成部分，它也是產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)過程中早期的最主要的決策之一。綠色材料選擇的三個原則：一是優(yōu)先選用可再生材料，盡量選用回收材料；二是盡量選用低能耗、污染小的材料；三是盡量選擇環(huán)境兼容性好的材料及元部件，避免選用有毒、有害和有輻射特性的
材料。選用的材料應(yīng)易于再利用、回收、再制造或者易于
降解。
2.2 可回收性設(shè)計(jì) 可回收性設(shè)計(jì)要求產(chǎn)品在設(shè)計(jì)初期就要考慮元部件的回收及再生利用的可能性，即在別的新產(chǎn)品中，可以利用使用過的或廢棄產(chǎn)品中的零部件。
2.3 可拆卸性設(shè)計(jì) 可拆卸設(shè)計(jì)應(yīng)使產(chǎn)品容易拆卸，方便維護(hù)，并從材料回收和元部件重新回收利用上獲得最高利潤。這就要求在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初級階段就將可拆卸性作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要判定標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)易于拆卸，那么日常的維護(hù)和檢修也就更為方便，而且在產(chǎn)品報(bào)廢后能夠有效地回收和重用，以達(dá)到節(jié)約資源和能源、保護(hù)環(huán)境的目的。
2.4 成本分析 綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成本分析與傳統(tǒng)的成本核算有所不同，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期階段，設(shè)計(jì)人員必須考慮產(chǎn)品的回收、再利用等性能，所以在設(shè)計(jì)產(chǎn)品成本分析時(shí)，必須要考慮污染物的替代、產(chǎn)品拆卸、重復(fù)利用的成本、特殊產(chǎn)品相應(yīng)的環(huán)境成本等。所以，綠色產(chǎn)品成本分析必須在每一次設(shè)計(jì)前進(jìn)行，使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品更具綠色且成本低的特點(diǎn)。
2.5 綠色設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫對綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程起著非常重要的作用。該數(shù)據(jù)庫包括產(chǎn)品壽命周期中環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等有關(guān)的所有數(shù)據(jù)，如材料成份、材料對環(huán)境的影響值、材料自然降解的周期、人工降解時(shí)間等。
3 煤礦機(jī)械產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)分析
我國礦產(chǎn)資源極其豐富，煤礦機(jī)械產(chǎn)品用量非常之大，但同時(shí)也存在著資源利用率低、產(chǎn)品的可回收性和重復(fù)利用性差以及環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。這就造成了可持續(xù)發(fā)展保障能力不足、資源嚴(yán)重浪費(fèi)等現(xiàn)象。要實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)，除上述綠色設(shè)計(jì)需要的關(guān)鍵技術(shù)外，還要根據(jù)產(chǎn)品的具體情況作出具體分析。
3.1 煤礦機(jī)械產(chǎn)品清潔化 為了減少在生產(chǎn)過程消化的各種資源對環(huán)境的污染，就需要進(jìn)行清潔化，就是在工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中采用各種高新技術(shù)。目前，在洗煤廠、采礦工作等許多煤礦機(jī)械中都存在著類似的問題。因此為了減少和消除煤礦機(jī)械使用過程中的出現(xiàn)的廢氣排放，就要研究和采用污染較小甚至無污染的技術(shù)進(jìn)行處理，同時(shí)還要慎重對產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料進(jìn)行選擇，對于無法回收的部
件，要盡量選用能自然分解的材料。
3.2 煤礦機(jī)械產(chǎn)品噪音污染的整治 例如，煤礦機(jī)械產(chǎn)品中常用的齒輪泵噪音非常大，而噪音產(chǎn)生的原因有以下幾種：
一、齒輪泵是齒輪的嚙合傳動，產(chǎn)生周期性的流量脈動，在出油口若有阻抗，形成壓力波動，從而產(chǎn)生脈動
噪音；
二、在齒輪嚙合過程中，吸油腔與排油腔易產(chǎn)生瞬間的液壓沖擊，形成了沖擊噪音；
三、轉(zhuǎn)速大且壓力增加時(shí)，噪音也會增加。針對噪音產(chǎn)生的原因，可以采用相應(yīng)的解決方法：齒輪采用雙模數(shù)和雙壓力角，使進(jìn)油區(qū)和出油區(qū)的體積變化更大，增加吸油和排油的能力，在很大程度上減小了壓力波動，從而減少噪聲，同時(shí)還減小了齒輪泵的體積，從而減少材料資源；還可采用雙排齒輪法，可以增加齒輪嚙合次數(shù)，流量脈動隨之變小，從而降低噪聲。
3.3 煤礦機(jī)械產(chǎn)品泄漏油污染治理 由于煤礦機(jī)械產(chǎn)品經(jīng)常發(fā)生故障，導(dǎo)致漏油現(xiàn)象，這樣不但影響正常的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，還浪費(fèi)資源，污染環(huán)境。為了治理該現(xiàn)象，關(guān)鍵就是對密封技術(shù)和油料進(jìn)行創(chuàng)新研究。例如，機(jī)床液壓系統(tǒng)，本身存在消耗一次性能源石油、有噪聲污染和漏油污染，要想節(jié)約能源、治理泄漏油等問題，就要加快植物油、水壓系統(tǒng)等生態(tài)油壓系統(tǒng)的創(chuàng)新研究，以植物油、水代替礦物油，減少石油消耗和漏油污染。
4 結(jié)束語
現(xiàn)代生產(chǎn)礦井已經(jīng)向集約化、大型化、數(shù)字化等進(jìn)行發(fā)展，各制造廠商的相互競爭日趨激烈，所以煤礦機(jī)械產(chǎn)品的需求量也呈遞增狀態(tài)，而煤礦機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢就是實(shí)現(xiàn)改產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)制造。所以，煤礦機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)制造將趨于集成化、并行化、智能化、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，它將成為煤礦機(jī)械產(chǎn)品競爭中的一個重要特征。
煤礦機(jī)械產(chǎn)品既要滿足環(huán)境和資源，也要滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，該產(chǎn)品的制造是綠色設(shè)計(jì)，是人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在制造業(yè)的體現(xiàn)，是人類長遠(yuǎn)生存的需要，從而形成一種綜合性的發(fā)展戰(zhàn)略，對我國煤礦工業(yè)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。