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人机工程在煤矿机械设计中的作用

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摘要:进入21世纪以来,我国的科学技术和社会发展一直在飞速的前进,大家对机械设计的要求也随之提高,以前的机械产品设计的较为单一,只是以产品质量为目标,现在人们会考虑如何建立优良的人机关系,在保证成本的条件下设计出最安全、舒适和高效的机械产品发展。但无论机械产品如何设计的完美和高超,也需要通过人来操作才可以达到要求。如何在机械设计中考虑到人的因素,又不影响机械产品本身的实用功能,这是每一个机械设计师都要重视的问题。本文作者将人机工程在机械设计中出现的问题进行分析,希望对人机工程在煤矿机械中如何平衡起到一些帮助。

关键词:人机工程;煤矿机械;应用

1为何如此重视人机工程学在煤矿机械的作用

中国是产煤大国,因资源丰富所以矿山机械产品也很多,煤矿机械属于野外施工中的重型机械,设备不仅庞大,而且操作复杂,而且面临的问题也很多,例如:噪音、油污、振动等干扰因素多,并且天气的复杂多变也影响操作员的正常工作,因此长时间操作是非常困难的,操作员一直不停地操作会因疲劳无法提高生产效率。现在人们对煤机设备的设计即希望造型新颖、布局合理、线条优美等有着审美价值,又希望操作过程中疲劳和精神负担,提高工作效率,减少事故发生。人机工程学作为这些年来新兴的一门学科。它涵盖的综合性较强,例如:人体科学、安全科学、环境科学、工程技术科学、社会科学及技术美学等各种方面理论的知识、研究方法和手段, 运行到整个体统中去,把人的生理、心理特征整合到机械中区,让人与环境与机电设备三者这件的关系相互贯通, 这样操作简便、安全舒适、让人、机、环境的结合达到最佳状态。

2人机工程学在煤矿机械设计中的作用

2.1人体数据在机械设计中的应用

矿井工作环境很艰苦也很很特殊, 因此如何设计出符合人的生理、心理特点的机械是非常有必要的, 我们希望技术人员在操作过程中可以有一个舒适、安全的的工作环境,又可以提高生产效率, 这就需要设计人员在产品设计的时候掌握机械的使用范围和人体各部分尺寸范围, 把人体测量数据灌入到机器中去。在设计过程中我们要把设备操纵的重点放在人的主操作位置上, 机械的运动和操控都是由人来主导,要符合人的操作习惯, 这样可以保证操作者在操作的过程中可以舒适、安全和有效果。此外在设计过程中还要结合操作者的操作的力度,把数据控制在范围内,方便操作。要是可以达到以上要求,这种人、机、环境三方何为一体的效果才能达到最理想的阶段。

2.2人性化设计的机械界面

这里所指的操作界面主要是指人机界面的页面。人机界面是人与机器之间传递和交换信息的媒介,是人与机器之间的界面交流。我们所知煤矿设备由于机械较庞大所以结构复杂、零部件机构较多,所以操作界面很是复杂和繁琐。界面杂乱无序会让你眼花缭乱,操作起来使人烦躁,还有种很粗糙的感觉,并且存在严重的安全隐患。我们所希望的人机界面,在外形上要美观大方,操作上要通俗易懂、操作便利,而且要有引导功能,让操作员在工作的过程中感觉到快乐,从而提高工作效率。操作面板是人与机器相交的主要界面,人在面板上进行运行操作,操作起其位置和倾斜角度达到人的需求,对界面上的显示、控制装置的大小、位置等,都要适应的人的舒适度,这样在操作时可以便捷、正确和高效的工作状态。

2.3减少煤矿机械操作中的噪音

煤炭工业是多噪声行业,这种噪声不止存在在一个环节中,而是在各个生产环节中都存在的,所以对人的危害是很大的。煤矿生产设备噪声的生源繁多而且音量很高。这种噪声长时间下来对人耳可造成听力损失;这种噪声已经严重到影响技术员的正常工作,还造成人的睡眠质量下降,严重的还会引起各种疾病的发生;音量太大,技术员在工作中无法专注,会引起一系列的工作上的失误,对于较大负荷的强度工作,如果因为噪声的原因,引起的后果将是不可想象的;不仅如此,因为噪声还会让仪器设备无法正常运转, 造成仪表读数不准、失灵,甚至还可能金属材料因声疲劳而破坏。 因此,设计人员在煤矿机械设备设计的时候就要考虑到噪声的因素,我们要减少因噪声带来的影响。例如在设计时,设计人员了解煤矿通风机和局部通风机是噪声最大的发源地,我们就要减少这些部件的噪声,在通风机选型、空气动力学设计与机械设计时,保证通风机工作时噪声较低,或是把通风机的尺寸变大或是缩小,设计的这些原理,前提是不能影响技术经济的指标下,方可达到减低噪声的效果。

3结束语

现代化的机械工程在设计中会考虑人机工程学原理,已达到人性化的设计。结合环境因素、人为因素在设计中的影响。保证技术人员在工作操作中者可以放心安全的工作,还能保证提高工作效率。机械设计是非常重要的环节,因此设计产品时要充分考虑到人为的因素才可以解决劳动主体与劳动工具之间的矛盾,但也因现在人的能力是有限的,设计的有些产品无法适应人的操作,这样就不可能达到期望的人机协调。随着科学进步的发展,人类对自身的理解又更近一步的了解,对科技的发展也越来越重视,所以让人与科学的结合是非常有必要的,现在的人们体会到了高科技带来的便利,也不断的从经验与教训中认识到了人机系统协调关系的重要性,从而了人机工程学在机械操作设计中的重要性,在这条道路上我们还要不断的探究和深入。

参考文献:

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[2]杨丽艳.浅谈人机工程在机械设计中的应用[A].机械研究与应用,2010(05).

[3]何萍.人机工程学在工程机械设计中的应用[J].萍乡高等专科学校学报,2007(03).

[4]李俊.人机工程学在机械设计中的应用[J].技术应用,2011(02).

[5]王建军.人机工程学在人性化煤矿机械设计中的应用研究[J].机械管理开发,2010(114).

[6]耿晓亮,于会荣,韩燕.人机工程在煤矿机械设计中的应用[J].煤矿安全,2012(09).

[7]郑杰.人机工程在煤矿机械设计中的应用[J].能源与节能,2017(04).

作者:杨耀君 单位:中国煤炭科工集团太原研究院有限公司

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