1、基于可持续发展理念的煤矿机械绿色设计随着可持续发展理念的全球普及,环境问题日益受到各方面的关注。据统计,造成全球环境污染 70%以上的排放物来自制造业,其每年产生 55 亿无害废物和 7 亿 t 有害废物,产品报废后所造成的污染的 70%是在产品设计阶段就已经被决定了的1。传统的工业生产发展模式,在产品设计时主要考虑产品的基本属性(功能、质量、寿命、成本)而较少考虑环境属性。煤矿机械体积大、耗能高、污染严重,并且与地面、水、空气等环境结合紧密2,有必要在煤矿机械的设计过程中注入可持续发展理念,考虑其能源消耗和环境污染,将环境、安全、能源、技术、经济等因素集成到产品的设计活动之中,煤矿机械绿色设
2、计势在必行。1 绿色设计及绿色煤矿机械设计概念绿色设计3(GreenDesign),是指借助产品生命周期中与产品相关的各类信息(技术信息、环境协调性信息、经济信息),利用并行设计等各种先进的设计理论,使设计出的产品具有先进的技术性、良好的环境协调性以及合理的经济性的一种系统设计方法。绿色设计要求产品具有以下属性:节能、可拆卸和可维修性、产品报废后的可回收和可再利用(废弃物最少化)、不含有害物质、废弃物的处理过程经济或不会对环境、安全和身体健康造成危害等4。煤矿机械绿色设计是在所开发的产品的整个生命周期中,以产品技术、经济和环境属性(可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等)为统一设计目标、
3、满足用户需求和环境需求的产品设计过程。2 煤矿机械绿色设计的主要内容绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。它系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响,从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小,资源利用率最高5。煤矿机械的绿色设计的主要内容包括:煤矿机械绿色设计建模;煤矿机械材料的选择;煤矿机械产品的可拆卸性设计;煤矿机械产品的可回收性设计;煤矿机械产品的成本设计;煤矿机械产品设计数据库和知识库;煤矿机械产品使用的安全保护设计。21 煤矿机械绿色设计建模由于绿色设计将产品生命周期中的各个阶段视为一个有机的整体,并从产品生命周期整体性出发,在产品概念设计和详细设计的过程中运用并行工程的原理在保证产品的功能、质量和成本等基本性能的条件下,充分考虑产品生命循环周期各个环节中资源和能源的合理利用、环境保护和劳动保护等问题。图 1 为煤矿机械绿色设计生命周期模型。22 煤矿机械材料的选择材料的选择是煤矿机械绿色设计的关键。如何改变现有煤矿机械设计中只注重材料技术性能和经济性的材料选择思路,将环境问题纳入设计开发之中,已经成为绿色设计的重要内容。在煤矿机械材料选择方面,主要内容包括:(1)研究绿色设计中的选材准则。如优先选用可再生材料,尽量选用回收材料,尽量选择环境兼容性好的材料,尽量选用可降解材料等准则。
