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现代矿山机械设计融入工业设计理念的成效

365bet期刊网所属栏目:论文发表常识时间:2017-03-27 15:19关注:

  该文阐述了工 设计理念的相关理论,并且系统论述了如何运用工业设计的理论进行矿山机械产品的设计开发。来唤醒设计者在矿山机械设计中对于以人为本的认识,从而表明了未来矿山机械产品的设计与制造的发展趋势,不断提高矿山机械产品的附加价值。

  关键词 矿山机械人性化 工业设计造型 色彩 可靠性

  1 矿山机械工业设计理念的内在含义

  矿山机械工业设计理念就是在矿山机械产品的设计与制造中充分考虑煤矿较恶劣的环境因素,并利用工业设计理论,进行矿山机械产品的设计,设计出系统性能整体最优化的矿山机械产品。

  如果设计者设计出的矿山机械产品造型新颖、布局合理、线条优美、细节处理考究,符合人机工程学,煤矿工人们在作业过程中就能感到视觉和心理上的舒适感,相应的就会减轻采煤这项枯燥工作的疲劳和精神负担,从而提高工作效率,降低事故的发生概率。

  2 工业设计理念在矿山机械设计中的应用要素

  2.1 矿山机械产品造型要素的应用研究造型要素是决定煤矿机械质量的重要因素,造型设计是用创造性的构思,以艺术的形式和造型手段去充分发挥和体现矿山机械产品的功能特点及其科学性和先进性,是现代科学技术与艺术的有机结合。

  例如:煤矿中应用的采煤机在设计中,左右两边的体量完全对称,产生了强烈的均衡感,造型的感觉比较庄重,增加了机械的稳定感。中间箱和电动机箱两端的固定减速箱外部线形,具有一定的斜度,增加了斜面的造型,加大了速度感,又可以丰富造型的线形变化,增强造型的生动性。

  在进行造型设计时要重点掌握三维软件技术的原理,充分应用三维软件中的造型方法:三维设计除了能设计产品的三维模型以及虚拟产品的效果图外,更重要的一点是可以根据三维模型可以很方便地得到完美的、符合工业标准的工程图纸,并进行有限元分析。例如:目前较先进的三维机械软件Solidworks,在建造好想要的三维造型后,并可以运用内嵌在Solidworks中的有限元分析系统Cosmos/Works对机械产品进行强度分析,模拟仿真直观地分析出机械产品在工作受载状态下的应力分布情况,然后经过分析计算,优化出机械产品的合理结构和尺寸。

  2.2 矿山机械中对于色彩要素的应用研究正因为矿山机械的使用环境恶劣,所以更注意其外观色彩设计,使用与环境协调和匹配的色彩。

  (1)色彩的应用必须符合煤矿特殊的作业环境,达到舒适宜人。用于煤矿井下的煤矿机械,为了能够提高劳动效率,应采用暖色、低纯度、高明度的明快、鲜艳的色彩,不宜采用暗调的色彩,尤其不能再采用暗灰、灰绿和黑色。如:矿山机械常用的采煤机、运输机、液压支架以及掘进机等应采用明度较高、鲜艳的色彩。

  (2)色彩的应用应与矿山机械特殊的功能特点和外形结构相符合。矿山机械大型设备不宜选用太浅的色,用较灰暗的颜色可加强坚固有力及稳重的视觉感,并可以配置一下与主题色相近的明度高的色彩,既庄重稳定又生动和谐。

  (3)出口的矿山机械产品应考虑不同国家与地区对色彩的感知。例如:在我们中国对于黑色和白色的选择是比较忌讳的,日本最忌讳绿色,他们认为是不祥之色,也不喜欢紫色,认为是悲伤色调。日本人喜欢红色(象征吉祥)和黄色(视为阳光色)。

  2.3 矿山机械的人机工程学要素的应用研究矿山机械产品由于其特殊的使用环境,其操作者的工作条件相对恶劣,在煤矿中,矿山机械产品的人、机和环境相互协调统一的人性化设计就显得尤为重要。所以,设计者应更加从人机工程学角度出发,对矿山机械进行合理的人机工程设计,使设备、工具更为宜人化,同时改善煤矿井下工作环境,使人处于最佳的工作状态,以减少煤矿生产事故。

  在设计中,应主要考虑以下几个方面。

  (1)矿山机械的设计人员必须充分了解机械的使用范围和人体各部尺寸范围,并能熟悉有关的人体测量数据性质和使用条件。

  (2)在煤矿机械设计中对于人机界面,更应设计简单易操作,美观大方,通俗易懂,且具有引导功能,使操作员感觉身心愉快,从而提高工作效率。

  (3)增强人机系统的可靠性,矿山机械的可靠性设计就是要根据使用要求确定产品的可靠性定量指标,收集零部件的数据,确定机械的寿命周期,建立机械的可靠性模型,定量计算、分配和评价设备的可靠性,找出机械中可靠性最低的环节加以改进,从而提高整个产品的可靠性。

  (4)减少对人体的影响,例如:矿山机械产生噪声问题、降低机器噪声与隔离噪声源都是降低矿山机械噪声对人身心健康危害的有效措施。

  2.4 创新设计创新设计是每个设计人员都应具备的素质,不断的针对新的需要,充分运用创造性思维、构思,不断满足社会的需求,体现时代的价值,以及先进生产力的作用。现代矿井生产中,自动化水平不断提高,这就要求机械产品不断要创新,来追求完善和满足需求。

  3 结语

  技术与美学的结合是当今煤矿机械的重要特征之一,21世纪的矿山机械产品必须更加注重人和环境的协调,充分利用工业设计的理念武装自己的头脑,充分考虑其外观设计,将实用、经济、美观进行到底。

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