礦山機(jī)械的制造技術(shù)與工藝特征解析

魏逢軍

(河南重機(jī)有限公司，河南 平頂山 467099)

機(jī)械制造指的是那些從事動(dòng)力機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械以及冶金礦山機(jī)械、化工機(jī)械和紡織機(jī)械等的生產(chǎn)過程。在我國(guó)，機(jī)械制造業(yè)正在成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的重要裝備基礎(chǔ)，其發(fā)展水平已經(jīng)成為國(guó)家工業(yè)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。而隨著科學(xué)技術(shù)的廣泛使用和推廣，人類已經(jīng)進(jìn)入到了信息化的社會(huì)之中，機(jī)械制造業(yè)也得到了前所未有的發(fā)展，在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步等方面正在發(fā)揮著越來越重要的重要［1］。尤其是在進(jìn)入世紀(jì)之后，我國(guó)礦山機(jī)械制造工業(yè)進(jìn)入到了前所未有的高速發(fā)展時(shí)期。在未來的發(fā)展進(jìn)程中年，除了要重視礦山機(jī)械制造行業(yè)和行業(yè)內(nèi)相關(guān)企業(yè)的發(fā)展外，還應(yīng)該提高礦山機(jī)械制造業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)中的比例，為新技術(shù)和新產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)提供必要的保證，使其成為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中不可獲取的戰(zhàn)略性支撐?；诖耍恼聦?duì)礦山機(jī)械的制造技術(shù)與工藝特征進(jìn)行了解析，得出了一些結(jié)論，希望這些結(jié)論能夠在一定程度上指導(dǎo)實(shí)踐。

1 礦山機(jī)械制造技術(shù)的特點(diǎn)與趨勢(shì)

1.1 礦山機(jī)械制造技術(shù)的特點(diǎn)

(1)系統(tǒng)性特征。在礦山機(jī)械的制造過程中，除了需要將傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程的系統(tǒng)工程制造技術(shù)應(yīng)用其中外，還應(yīng)該進(jìn)一步的強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)、新材料技術(shù)與現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)的應(yīng)用，使其能夠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造與生產(chǎn)組織管理以及銷售和售后服務(wù)等方面能夠發(fā)揮其重要的作用。這樣做的目的在于，它不但能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)的對(duì)各種高新技術(shù)成果的吸收，還能夠把最新的成果和傳統(tǒng)制造技術(shù)結(jié)合在一起，使其能夠駕馭生產(chǎn)的整個(gè)過程，使物質(zhì)流、能量流與信息流得到有效的流動(dòng)。

(2)全球化特征。在當(dāng)今社會(huì)，經(jīng)濟(jì)全球化的特征已經(jīng)十分明顯，來自于技術(shù)層面的競(jìng)爭(zhēng)正在遭受著全球化的挑戰(zhàn)。在這種情況下，礦山接卸的制造技術(shù)和制造工藝需要能夠參與到激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)之中，唯有如此，才能使其技術(shù)和所處的市場(chǎng)表現(xiàn)出良好的發(fā)展勢(shì)頭［2］。此外，任何一個(gè)礦山企業(yè)要想在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中處于有利的位置，除了需要通過必要的途徑使自身的制造技術(shù)和工藝達(dá)到世界先進(jìn)水平外，還應(yīng)該持續(xù)的提升其制造業(yè)在全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。

(3)關(guān)聯(lián)性特征。對(duì)礦山機(jī)械制造來說，其技術(shù)的先進(jìn)性并非僅限于制造過程這一特定的范疇，它同時(shí)還涉及到以下一系列的過程，比如，從產(chǎn)品的生產(chǎn)到對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研、從產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)到工藝的改進(jìn)和提高，從生產(chǎn)的準(zhǔn)備過程到加工制造的優(yōu)化，從生產(chǎn)過程的戰(zhàn)略部署到售后服務(wù)質(zhì)量的提升，等等。在這一過程中，不同的環(huán)節(jié)之間是彼此聯(lián)系的，是以一個(gè)有機(jī)整體的形式存在的，其中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)都不應(yīng)該被忽視［3］。此外，礦山機(jī)械制造技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，要想取得良好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，必須提升礦山企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，通過多種形式促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)與國(guó)家綜合實(shí)力的提升。

1.2 礦山機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

(1)虛擬化。在礦山機(jī)械的生產(chǎn)過程中，除了要對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行基本的把控外，還應(yīng)該對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，使其具有可加工性和相關(guān)的加工方法與工藝的合理性，同時(shí)要優(yōu)化產(chǎn)品的制造技術(shù)和工藝，最大限度的保證產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短其生產(chǎn)周期，最大限度的降低其生產(chǎn)成本，使生產(chǎn)過程、組織管理和車間調(diào)度以及供應(yīng)鏈、物流設(shè)計(jì)的建模與仿真。從這個(gè)角度講，虛擬化將成為其中的核心，并通過計(jì)算機(jī)仿真的形式模擬出真實(shí)的系統(tǒng)，以此來保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品工藝的合理性。

(2)網(wǎng)絡(luò)化。隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，礦山企業(yè)的生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)活動(dòng)處于不斷的變革之中。無論是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)還是物料的選擇，無論是零件的制造還是市場(chǎng)的開拓，無論是產(chǎn)品的銷售還是售后服務(wù)，都能夠跨地區(qū)、跨領(lǐng)域甚至跨國(guó)界的進(jìn)行［4］。此外，在網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的支撐下，礦山機(jī)械的技術(shù)交流正在不斷的深入，使相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)與合作以及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)都朝著既競(jìng)爭(zhēng)又合作的方向發(fā)展。

2 礦山機(jī)械制造技術(shù)的主要類別

2.1 虛擬制造技術(shù)

這一技術(shù)是當(dāng)前被廣泛使用的技術(shù)之一，它通過對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與多媒體技術(shù)的應(yīng)用，最大限度的實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)建模與仿真。在這一技術(shù)的應(yīng)用過程中，用戶能夠相對(duì)直觀的對(duì)設(shè)計(jì)的任何一個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行細(xì)微的觀察和體驗(yàn)，相關(guān)的設(shè)計(jì)部門也能夠完成對(duì)零件間的配合和受力情況進(jìn)行充分的觀察。更為重要的是，這一技術(shù)的應(yīng)用可以依照用戶的需求，對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行隨時(shí)的修改和完善，這樣一來，這一技術(shù)也就不再是以孤立的、抽象的圖紙的形式存在，而是展現(xiàn)出一個(gè)直觀的、相互關(guān)聯(lián)的整體。

2.2 敏捷制造技術(shù)

在當(dāng)前情況下，靈捷制造技術(shù)是作為一個(gè)全新的制造概念出現(xiàn)的，但是，這一技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要以“虛擬企業(yè)”為基礎(chǔ)。這樣一來，虛擬企業(yè)也就不再僅僅是一個(gè)企業(yè)實(shí)體，而是通過一些孤立的企業(yè)經(jīng)由信息與市場(chǎng)聯(lián)系在一起的。同時(shí)，為了能夠迅速的抓住市場(chǎng)機(jī)會(huì)，需要那些具有不同市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)通過一定的契約結(jié)合在一起，彼此之間能夠互相信任和相互合作。而當(dāng)市場(chǎng)機(jī)遇失去時(shí)，這個(gè)虛擬企業(yè)也就解散了，敏捷制造技術(shù)也就失去了其存在的基礎(chǔ)。

2.3 并行設(shè)計(jì)技術(shù)

這一設(shè)計(jì)技術(shù)指的是通過并行工程，對(duì)產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)階段進(jìn)行綜合考慮，使產(chǎn)品的生命周期中的工藝、制造和裝配、測(cè)試以及維護(hù)等環(huán)節(jié)得到充分的關(guān)注，目的在于縮短產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計(jì)周期，最大限度的降低產(chǎn)品的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)成本，使產(chǎn)品的質(zhì)量得到顯著的提高。并行設(shè)計(jì)技術(shù)能夠在物質(zhì)方面將計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)以及分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)等集成在一起，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建一個(gè)能夠適應(yīng)并行工作方式的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

3 礦山機(jī)械制造的工藝特征解析

3.1 納米再制造技術(shù)

與傳統(tǒng)的再制造產(chǎn)品相比，納米再制造技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其表面能夠在強(qiáng)度、韌性、抗蝕、耐磨、熱脹和抗熱疲勞等方面表現(xiàn)出良好的特性。而把納米粉體和再制造表面工程技術(shù)結(jié)合在一起，能夠明顯的改善表面再制造層的力學(xué)、物理以及化學(xué)性能，同時(shí)能夠賦予其表面新的功能，實(shí)現(xiàn)材料表面改性和功能化［5］。

3.2 創(chuàng)新再制造先進(jìn)表面技術(shù)

因?yàn)閺U舊零部件的磨損與腐蝕等失效一般發(fā)生在表面部位，因此不同種類的表面技術(shù)主要用來修復(fù)與強(qiáng)化廢舊零件的失效表面。而為了提高再制造產(chǎn)品的質(zhì)量，其中的重要步驟便是要不斷的創(chuàng)新再制造先進(jìn)表面技術(shù)，保證再制造零件表面涂層的強(qiáng)度更高和壽命更長(zhǎng)，保證再制造產(chǎn)品的質(zhì)量能夠比低于新品。所以，有必要不斷的增加對(duì)相關(guān)從事再制造先進(jìn)表面技術(shù)開發(fā)的科研機(jī)構(gòu)和高校以及企業(yè)的資金支持力度，不斷創(chuàng)新研發(fā)再制造表面質(zhì)量好和自動(dòng)化水平高的表面技術(shù)。

3.3 表面損傷智能自修復(fù)技術(shù)

表面損傷智能自修復(fù)技術(shù)指的是在不停機(jī)、不解體的條件下，完成對(duì)礦山機(jī)械的故障診斷和表面損傷智能自修復(fù)。在這一過程中，這一工藝能夠自行的感知環(huán)境的變化，可以對(duì)自身的失效和故障等進(jìn)行自行的優(yōu)化，并通過持續(xù)的調(diào)整自身結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自愈或者自我修復(fù)，并且能夠最終實(shí)現(xiàn)預(yù)防與減免故障的目的，最大限度的實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)械的高效和長(zhǎng)期使用，提升其可靠性。表面損傷智能自修復(fù)技術(shù)主要包括埋伏型自修復(fù)技術(shù)、微納米摩擦損傷自修復(fù)技術(shù)以及礦物微粉摩擦磨損修復(fù)技術(shù)等。

4 結(jié)束語

礦山機(jī)械的量大面廣，加之使用工況惡劣，零件表面的磨損、腐蝕以及劃傷情況往往較為嚴(yán)重，所以，強(qiáng)化礦山機(jī)械的制造技術(shù)和工藝已經(jīng)勢(shì)在必行。在當(dāng)前情況下，一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)完成了對(duì)礦山機(jī)械的全部再制造，同時(shí)設(shè)立了相對(duì)嚴(yán)格的回收再制造制度。在我國(guó)，相關(guān)工作的開展還處于起步階段，還有大量的工作需要在短時(shí)間內(nèi)完成，為此，需要不斷的對(duì)相關(guān)的制造技術(shù)與工藝進(jìn)行研究和應(yīng)用，逐步的縮短和發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。

［1］張曉云，葛世榮.礦山機(jī)械的先進(jìn)制造技術(shù)展望［J］.礦山機(jī)械，2008(12)：64-65.

［2］查森林，王東生.淺談我國(guó)礦山機(jī)械再制造現(xiàn)狀［J］.礦山機(jī)械，2012(3)：1-6.

［3］王栓柱.礦山機(jī)械安全技術(shù)的現(xiàn)狀與對(duì)策探析［J］.煤炭技術(shù)，2012(12)：237-239.

［4］李磊.機(jī)械制造的技術(shù)特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)［J］.科技資訊，2010(5)：117.

［5］徐濱士等.發(fā)展裝備再制造工程促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)［J］.建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2006(1)：90-91.