2SRD调速系统
（1）调速系统组成开关磁阻电动机（SRM）运行效率高、过载能力强、启动转矩大、结构简单等使其广泛应用于煤矿领域，常被用于电机车、输送机、采煤机、绞车等场合。开关磁阻电动机调速系统（SRD）基本框图如图2所示，由SRM、核心控制器件（单片机或DSP芯片）、功率变换电路、位置检测和电流检测装置五大部分组成。（2）SRD系统的特点SRD系统是伴随着现代电力电子技术发展而应运而生的具有典型机电一体化特点的无级调速装置。系统主要性能特点：①启动电流小(≤30%额定电流)；启动转矩大（大于额定转矩的2~3倍）；调速范围广（调速比大于20:1）、调速平滑无级；②系统易于实现四象限运行；③无论电机转速和负载转矩变化范围大小，SRD系统始终能保持高的运行效率，从高速、中速到低速，系统运行效率均可维持在85%左右；④电机机械结构牢固、可免维护运行、控制器电路简单可靠，能在恶劣环境中长时间稳定工作；⑤系统在制动或电动运转时，均能保持良好的转矩输出特性；⑥系统经过特殊设计能制作成防爆、防腐蚀型，适合煤矿井下恶劣环境。（3）SRD系统的工作原理开关磁阻电动机调速系统（SRD）中控制电路、功率电路、检测电路等各环节之间协调紧密的工作，各部分对于整个系统来说缺一不可。SRD系统的工作过程：控制器接收输入命令信号（启动命令），在检测器处于待命情况下，角位移传感器检测电动机转子位置，按照启动逻辑要求输出相应的命令信号给功率电路。驱动电路输出电流向磁阻电动机绕组供电，使电动机运转。电动机转子位置发生改变时，控制电路对检测器检测到的位置信号处理分析，及时输出相应的命令信号到功率电路中，用来同步实现磁阻电动机的有效运转。输入的操作命令不同，控制电路作相应的逻辑工作的改变，实现对SRM的各种操作。当磁阻电动机在运行中出现堵转、过载等故障情况时，控制电路能通过功率驱动电路采取故障停车等有效的保护措施，故障状态能通过显示电路读取和报警。
3研究SRD系统的几个关键点
针对SRM应用于煤矿机械的特点以及相关实例，分析了SRD系统的优点和工作原理，为进一步研究SRD系统提供了方向，可以从以下几个方面探讨煤矿机械应用SRD系统：（1）功率变换器拓扑结构设计功率变换器是SRD系统的关键部件之一，其理想的拓扑结构有以下特点：①能够快速、有效、稳定地对SRM各相电流进行控制；②应尽可能地将磁场储能转变为机械能输出；③每相主开关电力电子器件应尽量少。（2）消除转矩脉动影响由于电动机的几何形状，内部定、转子结构以及绕组匝数等多方面的因素影响，使得SRM的转矩脉动产生的机理较为复杂。采取有效的措施减少SRD系统较大的转矩脉动，对于其应用在许多直驱系统领域显得尤为重要。（3）低噪声控制噪声影响在SRM领域一直被人们忽视，早期的SRD系统很少考虑电机噪声问题，但是随着研究的深入与SRM应用的越来越多，针对SRD系统的低噪声控制成为重要而又关键的研究课题。（4）无转子位置检测技术SRM同步运行的关键取决于转子位置检测技术，目前针对SRD系统的检测电路采用最多的是外装光电式或磁敏式等轴位置检测器，这种传统的检测器不仅增加了系统的体积和成本，而且降低了系统的可靠性。各种高性能控制技术都是以高精度的位置检测技术作为基础的。因此，深入地研究SRD系统，消除轴位置检测器，采用无转子位置检测技术成为这一领域的大热点。
（一）采用实物进行直观教学
剖解其部件及零件，使学生知道其内部结构工作原理和操作方法，逐渐提高其操作技能和技巧。例如讲解排水设备的水泵时，教师以单级水泵为例，把水泵拆卸成零部件，使他们知道排水设备主要由水泵主体、电动机、起动设备、管路、管路附件及仪表等组成，并分别讲解各部件的作用，克服学生的神秘感，从而达到提高学习兴趣的目的。排水设备中，水泵是它的核心部件，在进行拆卸，了解其构造后，再讲水泵的工作原理，使学生加深了理解，为以后的操作练习打下一定的基础。其它如矿井通风设备、矿井压气设备，如有可能也可采用直观教学方法，达到预期的教学目标。
（二）利用现代教育技术教学手段，达到教学目标
对于《煤矿机械》课程中的提升设备、煤矿采掘运输设备来说，不可能把这些大型机械设备统统搬到课堂上，这就要求采用现代化的教学手段，把相关机械的运行状况，制成教学片，放映给学生看，使其有直观的感性知识，再进行理性剖析，效果肯定好些。在进行电化教学前，教师应先引导学生预习教材内容使他们对所学教材内容有一个大概的了解。其后教师根据教学内容，可以边讲解，边看教学录像；也可以先看录像，然后进行归纳剖析，至于采取哪种可行的方法，一是针对教材内容的难易程度，二是针对班级学生的整体状况而定。在观看教学录像后，教师要组织学生进行座谈讨论，使他们畅所欲言，各抒己见，谈其收获体会。这样既可以提高学生的分析理解能力，又可以提高他们的语言表达能力。对于在座谈发言中出现的一些问题，教师可根据所学知识和学生接受状况，给予启发或解释，使问题迎刃而解。
（三）加强实习教学，提高学生的操作技能和技巧
实习教学是教师根据课程教学大纲的要求，根据本专业工种学生应掌握的实际操作技能和技巧要求，在校外、校内组织学生进行实际操作，把书本知识运用到实践的一种教学方法。针对《煤矿机械》教材内容较多的特征，实习教学可以集中安排，也可以分散安排，只要有利于培养学生的操作技能和技巧就行。安排实习教学计划时，应该建立在学生已掌握了基本操作技能的基础上。所谓基本操作技能主要是指机械设备的维修知识，即小、中维修知识。这对于了解机械设备的技能、运行状况很重要。就好比汽车司机一样，只会开车而不会维修、保养是不行的。另外在安排实习教学时，教师要针对学生的人数多少，实习内容的多少，安排轮换实习，使学生对各种设备都有一定的了解，为适应以后工作就业打下良好的基础。在整个实习过程中，教师既要重视学生对机械设备操作技能和技巧的学习，又要重视对学生劳动观点，团队协作精神，吃苦耐劳精神的培养，使之成为有理想、有道德、有文化的社会主义事业接班人。同时作为教师，要与实习单位、实习师傅保持联系，及时掌握实习学生的动态，针对情况进行个别教学，促进他们切实掌握应该学到的实习知识和本领。
二、加强理论教学，提高学生驾驭知识的使用能力
辩证唯物主义认为，物质是第一性的，意识是第二性的。物质决定意识，但切不可忘记，意识对物质的反作用，在某种意义上讲，这种意识的反作用也是特别大的。当一个弱小的国家、民族受到外敌侵略时，民族的自尊心和自信心可以使他们团结起来，奋起反击外国侵略者取得胜利，这在中外历史上是屡见不鲜的。同样，理论对于实践具有普遍的指导意义，也在教学过程中不容忽视。无论是基础课程、技术基础课程，还是专业课程必须重视理论教学，增强学生的意识，加强知识的学习，从而提高他们驾驭知识的能力。
（一）复习与集中辅导相结合，掌握与课程相关的基本知识
凡事预则立，不预则废。从心理学角度讲，人们学过的知识有46.2%的遗忘特征，多次地复习，使其重新认知，才能达到理解和记忆。对于制图和电工学基本知识，以能看懂图纸与电工使用方法为主，对于涉及水力学基本知识，本课程应用较多，则集中进行辅导，讲清知识要点，辅导学生在理解的基础上增强记忆。对于个别差的学生，伴之以个别辅导，使学生掌握其知识要点和使用方法。
（二）抓住教材重点，讲清机械设备的构造特点和工作原理、使用方法
本课程涉及机械设备较多，在讲解构造特点和工作原理时，先讲清设备构造中元件组成及作用，有条件的学校，可采用多媒体教学，达到更好的教学效果。其次讲解设备的工作原理，使学生更深一步了解和把握知识内涵。再次，最好结合实物，讲解设备的使用方法，使其会用知识解决相关问题。还可采用请有实践经验的师傅讲维修与设备保养知识的方式，使学生理论与实践相结合。前边所提及本课程机械设备较多，教师在讲解时不能采取同一教学模式，避免形式过于呆板，使学生产生厌学心理，其原因在于各种设备肯定有自己的特点，教师要驾驭知识的领空权，采取灵活多变的教学方法，使学生感到方法新颖多变，激发学生兴趣达到教学目标。
（三）采取归纳总结教学方法，使教材知识化、系统化
同志说过：“人类总得不断地总结经验，使其有所发现，有所发明，有所提高，有所前进。”按照教学环节，教师对于每节课都要总结，一是归纳本课所讲知识重点、难点，使学生掌握知识内容；二是发现教学过程中存在的不足或错误，以利于改进教学工作。这里所提及的总结归纳，是指对每一种机械设备的结构特点、工作原理、使用方法进行系统的概括，理顺各知识点的联系，加深学生的理解记忆。在全课程讲完以后，可采用比较的方法进行归纳总结，找出其共同性，提出不同性，借以达到全面深刻记忆，了解知识含义的目的。这不仅是教师的教学方法，又是向学生讲解了辩证的学习方法。
（四）把知识的运用方法教给学生，提高学生驾驭知识的能力
2.煤矿运输提升机械电气自动化
自从20世纪80年代以来，我们国家煤矿企业的开采量一直都是保持比较好的势头。至于运输井下厚煤方面，那些大型的煤矿企业用的方法都是胶带运输。在胶带运输的过程中，对于工况监控系统的研制总的来说取得的成果是可喜可贺的，并且对于它的应用已经进入了一个快速的发展阶段。现今，不管是计算机技术还是PLC技术，在实际生活中得到越来越多的应用，以前那些比较单一的保护现在也变得系统化、综合化。这里要提到的就是DCS结构，它实现了地面监控的目标。电气自动化技术目前来看，它发展得很不错，变频器的技术变得越来越成熟，这样也就使得调速系统发展得越来越好。一部分比较先进的国家，在采煤方面有很大的突破，它们对于提升机电控方面的研究比较深入，现在他们开始把PLC作为中心控制器，这样一来就实现了提升工艺控制，同路行程控制跟安全回路监控的全微机监控，从而改善了提升机安全运行方面的问题。现今社会，高科技文化发展的越来越好，对于煤矿机械设备而言，信息化设计它占据着重要的地位，总的来说，它是一个非常必要的环节。现在，我们国家的煤矿事业并不发达，比那些先进国家的相差很多，所以，我们国家一定要制定切实可行的政策，并且还要给予足够的技术扶持，这样一来才可以发展壮大我们国家的信息化建设事业。目前，我们国家的煤矿工业发展非常迅速，国家对煤矿开采的安全性以及煤矿机械设备的信息化建设提出了更高的要求，除此之外，煤矿企业本身为了得到更好的发展，不得不进行信息技术改革，这样一来就使得信息化设计在煤矿设备中占据的地位越来越高。
3.煤矿安全，监控控制系统
我们国家的很多煤矿企业，已经开始使用安全监控系统，这些监测装置非常的多，涵盖遥测仪、断电仪、红外线自动喷雾等装置，这些对于我们国家的煤矿生产的安全要求来说是完全足够的，但是遗憾的是，我们国家的相配的传感器种类非常的少，同时使用的寿命不是很长，除此之外，它的工作稳定性相对而言也比较差，这样一来就使得维护的工作量变得很大，以上的问题使得监控系统的工作缺乏安全性以及可靠性，在实际操作中没有得到充分的利用。对煤矿机械设备进行信息化设计对于提高工作效率是非常有帮助的，主要就是信息化设计可以改变落后的生产方式，同时改变了煤矿的作业模式。因此，研究信息化设计在煤矿机械设备中的应用具有深远的意义。
（2）一些煤矿的维修人员技术水平有限，不能够很准确地认识到有些机械设备的故障是由情况不良引起的，所以也不能及时进行维护。
（3）有些维修人员或者是技术人员还保留着最传统的用油习惯，用油跟不上设备发展的速度，有的依然使用我国早已淘汰的产品，这样也使设备故障频发，所以技术人员也应该进行培训学习，使自己的知识以及观念不断更新。
（4）技术人员面临着选油、购油、用油、换油到废油处理的每个环节，所以对于每个环节都应该操作恰当，否则问题的堆积，也有可能造成设备的故障发生。
（5）管理程度不够，现在煤矿中对的管理较为分散，管理人员对机械设备的重视程度不够。在煤矿的机械管理中，对于机械管理工作中，并没有统一规定的管理章程或者相关制度。
（6）产生的油污十分严重，没有统一的章程可循，所以在平常的过程容易产生油污污染，维护人员对油污不予清理，这样对环境会产生很大的污染，影响以后的工作的正常进行。
2技术对于煤矿机械设备的作用
的作用可以简单地归结为以下四个方面：
2.1抗磨作用
剂一般在使用时都附着在零部件的表面，形成一层很薄的薄膜，这种薄膜就可以将两个零部件隔开，从而减少了零部件之间的摩擦，也能减少对机械设备工作时的影响。
2.2冷却作用
机械设备长期的工作，会使整个机械的温度升高，这是由机械能转化成的热能，剂可以减少由于运转机械能转换成的热能，从而机械温度降低，也就增加了设备的工作寿命。
2.3减震、减噪音的作用
剂在机械表面的薄膜也可以减少零部件在工作时产生的振动和吸收噪音的作用，在一定程度上还能起到缓冲的作用。
2.4减少杂物的磨损和腐蚀作用
剂在设备的表面的薄膜，很好地将设备表面的金属屑和杂物冲洗掉，这样减少了这些杂物对设备形成的损坏。
3提高技术在煤矿机械应用效果的措施
3.1集中管理措施
煤矿管理人员应该加大对技术在设备应用中的重视，在维护方面建立完善的管理制度，在煤矿安全生产中建立起专门的煤矿机械部门，设立专门的岗位，进行统一的管理。对于处于该岗位中的人员进行严格的筛选，并定期进行培训，制定出合理、科学的岗位操作细则，这样就能将工作做到统一管理化和制度化。
3.2不断更新观念
对于专门的维护人员一定要加强培训，使他们更新观念，而且跟上社会的发展，熟练地掌握的规程和技术要领，保证在行业中不落后。新的管理理念要求在每台设备中设立一个卡片，具体的工作如下：
（1）卡片设定的目的是为了让维护人员严格按照规定好的技术文件进行管理，卡片作为每台设备的特定的技术文件。在对卡片改动时，一定要经过专门的部门批准；
（2）卡片要标出“五定”，即设备加油点的确定、材料匹配的确定、加油点油量的确定、特定设备人员的确定以及油更换的确定；
（3）卡片的存档问题，一定要将卡片做出一式两份，一份是用来存档的，一份是实际作为文件使用的。操作人员一定要按照安装卡片的要求进行；
（4）片的修改要在三方互相讨论研究的前提下进行，即设备使用人员、生产厂家、人员。
3.3控制维修操作规程
设备的人员一定要定期地稽查设备的密封情况，负责设备可能由于发生漏油或者渗油等情况，从而造成用油的时间问题，对设备造成影响。油在使用上也不是越多换得越勤越好，在使用时一定要注意适度，过多会对设备造成阻力过大的麻烦，也增大了设备的工耗，还达不到最佳的效果。
4煤矿机械中摩擦副材料的使用原则
4.1对水摩擦副材料的性能要求
在煤矿机械的水摩擦副材料选择上有很多的要求，不同的机械特点、工作环境以及腐蚀性等的不同，对摩擦副材料的选择也存在着很大的差别。所选的材料一定要满足设备的腐蚀、泄漏、磨损等条件，下面是对水摩擦副材料的性能要求的总结：
（1）保证良好的机械性能，即在抗腐蚀性和抗震动方面达到要求；
（2）腐蚀性要达到满足，即水腐蚀、化学腐蚀、电腐蚀等；
（3）自性能上一定要满足，保证设备在工作时磨损率低、摩擦因素小、抗粘着力强等；
（4）保证产品的成型工艺良好，且易于加工；
（5）保证设备的热稳定性好，吸水率低；
（6）对环境的污染小，无毒。
4.2适用于煤矿机械中水摩擦材料的选择
水是一种导电性较强的物质，一般金属在水环境中都会发生电化学腐蚀。金属材料的弹性度和硬度都相对较高，对负载的缓冲性能差，所以相对的耐磨性能就强。陶瓷材料具有耐磨擦的性能，因为其摩擦因素较低，耐腐性又较强，又耐高温，硬度上和耐高温性上都相对较强。但是陶瓷材料的制造相对较困难，所以成本高些，同时缺点就是抗震能力弱，材质较为脆。塑料的材质很多，它对水的性能较差，但是对异物埋没性较强，所以对于处在磨粒或杂质较多的环境，使用较为合适，可以减少磨粒对金属的刮伤现象。橡胶的弹性度较好，磨损性和自性都较强，适合用于振动剧烈的设备。在含泥沙的水中耐磨性尤其优于其他材料。优于橡胶是亲水性的材料，所以在水中的摩擦力尤其小，在对橡胶的加工上也简单，所以价位相对低些，但是其耐高温能力较弱。表面的工程材料是指在设备表面镀上材料，从而形成耐腐蚀性较高的表面层，适应于设备腐蚀性较强的工作环境。
2煤矿机械设备维修制度
在制定煤矿机械设备维修制度之前，应当详细研究管理制度，并充分了解设备的使用说明书，机械设备的维修制度应当根据机械设备的运行档案，维修档案，以及对设备本身零部件的使用寿命来制定，例如：对于煤矿企业的某个泥浆泵，根据监测数据显示，泥浆泵的使用寿命为2 000h，那么这个设备的检修的计划周期就应当指定为1 980h，尽量将机械设备的故障产生控制在萌芽的阶段。诸如此类，企业应当对所有的设备运行档案进行分类规划以及整理，并结合相应的设备使用说明书和每个月设备的运行时间进行分析，制定出每个月、每个季度乃至年度的检修计划，针对煤矿井下的机械设备的检修工作比较特殊，检修工作应当划分为计划检修以及现场检修。机械设备的值班人员在设备的运行过程当中发现的针对问题提出的检修叫做现场检修，随着问题发生的时间确定检修的时间，具有一定的不确定性。定期对机械设备进行检查，保证设备的完好和性能不受影响叫做预防性检修，预防性检修能够将机械设备即将发生的问题及时解决，减少了大修的次数，因此在制定维修计划的时候，要将计划检修列为工作的重点，而把管理工作的主要内容都放在计划检修当中。
3推行绿色检修
目前的社会，环境、人口和资源的相互协调成为人类社会面对的最大问题，人们应当追求人与自然的和谐与可持续发展，因为生态环境受到破坏，资源被大量消耗将会严重影响到人类的生存，因此我国提出了清洁生产的思想，为了实现可持续发展，绿色维修的观点便提上了日程，绿色维修的定义是综合环境的影响以及资源的利用效率，对设备进行无污染维修，其目的除了要使机械设备恢复产品的生产功能以外，还满足我国可持续发展的具体要求，也就是在维修的过程当中以至整个产品的报废的寿命期间，产品能够最大程度地保持在原来规定的生产状态［4］，而且还能够使在使用维修过程当中排放的有害物质以及更换的污染物对于环境有着最小的负面影响，并且不会损害维修人员的身体健康，并最大限度利用资源。
4机械设备的更新改造
1）设备的更新。可以采用在技术上比较先进、使用操作方面比较方便以及在经济效益上比较合理、管理上比较进步的新型优良设备替代原来使用的老设备。2）设备的改造。即在对设备结构充分了解的基础上，结合本企业的生产环境，对设备的某些功能进行改造或者优化，使得设备的性能更加符合本企业的生产需要，增长机械设备的使用寿命。
（二）利用液体黏性制动器液体黏性制动气作为一种新兴的转动技术，出现于上世纪70年代，利用主动摩擦装置和从动摩擦装置，形成的里能够促进转动，然后能够同步主动轴和从动轴，并保护转动系统，避免过载现象发生。与液力耦合器相比，该装置体积更小、效率更高，但也存在一些缺点：一是，这种装置要有效控制自身体积，严格限制两个摩擦片之间的距离，使黏性转动次数受到限制。另外，启动转动系统也会被电动机转动影响；二是，开启液体黏性软启动设备，通过摩擦力，两个摩擦片能够持续转动，转动效率受阻，还会增加发热量[3]。在工作运行中，可以持续供应摩擦片的能量，减少摩擦片之间的阻力，确定两个摩擦片的相对摩擦力始终存在，但是这种方法容易出现能源损耗，增加企业的生产成本；三是，需要采用多点驱动应用煤矿机械电子设备，并在电动机运行中，保证均衡的输出功率。
二、软启动转动技术的发展趋势
近几年，在分析功率大的软启动技术过程中，得出一种全新的机电自动化转动设备，从采用技术来看，这种设备与国内外现有软启动传动装置有明显区别，这种设备在一定时间内被称为双向电机差速软启动设备，这种装置能够对软启动技术中的很多问题进行处理，确保功率大的机械电子设备能够实现软启动和停止，速度能够大范围调整，并进行自我超载维护，平衡驱动功率[4]。通过这种软启动技术，功率大的电动设备在理论上电流为零，是一种真正的空载启动，能够对节省电能消耗，周围电气和其他设备的使用时间得到相应延长，一些开关和变压器的选择标准有所降低，还能将用户的初期投资节省一部分。
软启动传动系统的重要构成有功率较大的主电机和功率较小的副电动机。从结构上分析，减速设备的输入轴和主要电动机的输出轴能够用联轴器产生联系，特定结构的太阳轮通过输入一段进行连接，行星轮和内齿轮圈是太阳轮的主要驱动设备，可以用来输出动力。软启动技术的特征是在内部圈轮差动基础上固定蜗轮，运用机械运转模式，连接蜗杆和副电动机，运行软启动技术设备后，通过小型变型设备和数字电机控制设备，这些没有极点的速度调控器能够辅助电动机运行，令电动机能够经过主电动机转动，并确保其空载转动，连接主电动机电源。所以电动机与预期转速一致，连上电源之后，电动机的启动电流不大。
工作人员应首先明确输出轴的软启动技术速度，然后将辅助电动机的速度和内圈齿轮速度降低，保证主电动机的动力能够想输出轴相接的机械负载上逐渐转移，以此实现机械电子设备的软启动技术。与此同时，采用主电动机和辅助电动机的速度相结合，保证满足机械电子设备的软停车应用条件，运用多点驱动模式，比较设备中各主电动机输出的功率大小，对相应的副电动机的运行速度进行严格控制，确保多台电动设备能够匀速运转，并且安全可靠运行，然后有效解决电动机特性不相符的转动矛盾。这种软启动装置还有以下优势:传动效率高、发热量小、维护成本低等。
厂区周边的城市功空间以居住、商业、文化教育、及城市公共空间为主。其中，居住空间是基地周边城市功能的主导空间，厂区的四面分布着职工家属院、高档小区和普通住宅楼;商业空间占据次要位置，主要为临街商业、餐饮、旅馆、以及大型的商业综合体、商业街。文化教育空间主要为分布在基地周边的中小学以及位于厂区南侧的钟山学院。而由城市地铁交通线路来看，厂区处于主城区多所大学以及仙林大学城的中端。基地周边的城市公共空间主要有中山陵风景区、栖霞山风景区以及若干城市公园。在设计中应考虑对城市功能空间进行合理的补充和衔结，在重塑工业区自身活力的同时与周边的城市功能和谐共存。
2周边活动人群分析
通过实地调研和问卷调查，发现基地周围的人群以城市居民和学生为主。与厂区联系最为密切的是其家属院，该住宅区60岁以上老年居民所占比例较大，其活动多在小区内部，行为方式单一，消费水平较低;另一类居民为消费水平较高，日常活动范围集中在现代商业区的上班族。而学生则分为走读和住宿两类，调研中发现这类人群在基地周边活动的频率较低，他们更倾向于去大型的商业综合体周边。针对这些使用人群的实际情况，在设计中，应综合考虑对中老年活动需求的关怀、低消费人群改善生活品质的要求同时具备对高消费人群及学生的吸引力。
3改造再利用的可行性分析
对南京煤矿机械厂的改造分别从片区层面、社区层面、以及厂区本体层面做swot分析。由结果可得，南京煤矿机械厂具有较高的改造再利用价值，同时，也提出了如何定位改造模式和具体设计手法的问题。
4以文化产业为发展模式的功能定位
通过以上分析，设计中将文化产业为主与城市公共空间为辅的模式作为南京煤矿机械厂功能置换的目标。人们对物质追求日益膨胀的今日，精神文化的缺失越发严重，在马群这个位于仙林大学城和明故宫周边大学老校区中间的基地创建城市片区的文化新地标，让其成为服务于学生及周边市民的文化产业。美国现代哲学家兼规划大师路易斯•芒福德和加拿大城市规划批评家雅可布斯认为:“城市是文化的容器。贮存文化、流传文化和改造文化，这大约就是城市的三个基本的使命”。将这一定义引申到旧工业建筑中，把作为城市工业文化物质载体的旧工业厂房作为新的容器去承载、流传、改造文化，使其获得文化上的升华。将书作为主题，创建以“学术、文化沙龙、电影、音乐、创意、生活”为一体的复合型文化产业，为读者搭建一座可供开放、探讨、分享的公共性平台。同时，采取社区活动中心这一城市公共空间的模式作为补充，为周边的居民提供休闲、活动的场所，让废弃的工业区重新获得场所的认同感。
5改造功能构成
根据上述的功能定位，厂区功能构成应包括:以书为主题的文化产业的基本功能需求、“以商养文”的售卖及互动体验的功能需求、社区文体活动的功能需求同时应考虑工业设备展示及维护的功能需求。
6重要改造对象的确定
通过对现存旧工业厂房五图，即建筑的年代、质量、结构、风貌、功能的绘制分析筛选出厂区中具有改造价值的旧厂房。根据评分的高低，将一些综合价值(历史价值、艺术审美价、经济利用价值等)较低的建筑予以拆除重建，而综合价值较高的旧厂房则作为改造的对象进行再设计，介于两者之间的视情况采取局部保留结构或墙体片段整体进行改造的措施。
二南京煤矿机械厂旧改造设计方案
1厂区总体改造思路
在总平面布局上保留原有厂房的肌理及轴线关系，中轴线上的建筑几乎完整保留，只拆除了设备维修车间，新建建筑仍旧延续元原来的轴线关系和建筑肌理特征，并以点状的形式分布于基地的四周。在厂区北端增大了进深，设计成入口广场，基地东侧空地重新进行规划设计，形成分散布置有机联系的趣味广场，同时区分道路交通系统。景观节点主要分布在书店街一侧，采用模数化的方格围成的院落空间形成大大小小的景观节点，以步行街的形式串联各个小广场，联通景观节点。基地内交通流线分车流及人流，车行流线沿用厂区内原有的车行道，人行流线主要集中于厂区东侧的步行街及广场。同时弱化厂区边界，以绿地的形式代替围墙环绕厂区，将其作为城市开放空间融入到片区肌理。
2单体的改造设计
对保留工业厂房的使用空间进行重组。针对厂房室内大空间的特点，采用水平及竖向划分相结合的方法，创造出亲人尺度的新空间感受。厂区中的大多数厂房因年久失修都出现了门窗破损和墙体局部缺失塌陷的症状，在设计中，应着重考虑破损的门窗的改造再设计，使其能适应新的使用功能，同时兼顾原厂房的风格特征，使其获得统一风貌的同时区分不同功能空间的外部造型特征。新增体量———“书街”:厂区东侧中端部分原是职工宿舍和办公室，建筑形式以单层两坡顶建筑为主，现状保存质量较差，多出现墙体塌陷、屋面层破损的情况，类似棚户。在设计中，将这片区域改造价值较低的旧厂房进行拆除，代替以“书街”的形式。所谓“书街”，即以图书的售卖阅览为主题的街，采用8x8的模数形成中庭式围合的九宫格建筑群形态，在步行街上按一定的韵律排布。建筑外形似构筑物，与西侧老厂房的高大体量形成对比，同时达到烘托厂区工业文化气息的目的。
1.1.1磁选机
磁选机是磁分离技术的关键设备。永磁筒式磁选机广泛用于磁铁矿分选、煤矿重介质回收、非金属矿提纯等。其突出优点是节能、环保、结构简单、易于操作维护、占地面积小、处理能力达。公司采用先进的磁路设计理念，优质的材料以及独特的加工工艺生产制造的磁选设备一直处于同行业领先水平。
1.1.2螺旋分级机
在煤矿机械加工设备中，螺旋分级机作为一种煤矿发展的基础型设备，一直受到了广泛的运用，他的主要功能是在煤矿在进行选矿的过程中应用于磨矿回路内，负责预先分级与检查分级，并且还担负着洗矿、脱泥等重要工作。他的工作原理是利用重力与离心力，将颗粒在流体中所呈现的沉降规律进行物料的分级处理。在现实的应用中该设备组装简单、性能可靠、操作简易等，是当前首选的煤矿机械设备之一。螺旋分级机在构造上可分为高堰式和沉没式两种。高堰式适用于粗粒分级，其分级溢流粒度一般大于0.15mm，而沉没式适用于细粒分级，其分级溢流粒度一般小于0.15mm。
1.2煤矿机械设备的数字化开发
科学技术的发展促进了煤矿机械设备的转型，面对数字化、智能化系统的出现，煤矿机械设备的发展方向亦是如此。在进行煤矿机械设备数字化的开发过程中，通过应用现代科学中数字化技术对所要设计的设别进行开发阶段的信息设定，使用一种新型的表达、设定、存储、控制方式，优化传统的设备使用性能，进而达到创新应用的目的，使设备进一步符合市场的发展要求。这种技术在一般应用了CAD、CAPP、等辅助技术，还通过计算机系统建立了数字化模型，通过利用仿真技术等进一步优化设备改造的数字化应用技术。
二、煤矿机械设备进行改造的目的
为了确保煤矿机电设备能够满足现实的社会生产需求，在进行机电设备的改造过程中，必须紧密的与社会市场的需求相结合，只有这样才能够提高其实际的应用价值。面对当前新型设备的不断增加，在进行煤矿机械设备的改造加工过程中正在面临中严峻的竞争，如果设备的改造质量及性能满足不了客户的实际需求，就会被市场所淘汰。所以，在进行煤矿机械设备的加工制造以及改进的过程中，主要的目的是为了提高机械设备的使用精度、提高设备的应用质量、强化其对工件加工的精准度，保证产品的使用性能能，使改造后的设备能够满足社会的市场需求。
三、煤矿机械加工制造行业中设备的改造
3.1实用液压支架的改造
煤矿生产需要应用众多的大型机械生产设备，各种液压支架、大功率采煤机等重型设备的应用已经在该行业中屡见不鲜。煤矿机械制造的相关设备的质量以及在投入使用后的效果主要有机械加工的水平决定。面对当前社会发展中对煤矿设备使用要求的不断提升，原有的传统设备已经不能够满足现代社会的需求，为了能够使其达到当代社会的要求，在进行现有机械设别的使用中，必须基于其基础之上进行一定的改造，使其能够满足生产要求。通过实践分析可以发现，首先我们可以对煤矿机械设备中应用的数控切割机进行改造，通过将已经报废的或者废弃不在使用的设备修复完整后，通过切割下料等降低打磨、人工划线等工作量的提升，进一步的提高劳动的生产效率，降低工人的劳动强度，其次，还能够保证焊接后的结构原件之间的圆弧度达到光滑与流畅要求，确保其质量及外观过硬，确保数控车床能够快速的代替普通的车床。通过合理的应用数控车床，将有效的提高相关机械的制造加工质量以及销轴的制造表面粗糙度，保证组合的煤矿机械设备达到使用的要求。并且，还可以保证铰接孔处的销轴类部件之间的磨损降低到最低，保证煤矿机械设备使用寿命得以延长，还可以确保设备之间的支架能够灵活的进行运动，提高了设备应用的安全性。若能够对退火炉进行扩建，必然能够降低加工的机械原件的铸造退货时间，缩短制造工期，保证组焊工作的顺利进行。
3.2矿业机械的焊接
在进行机械构件的焊接过程中，往往都会使用火焰矫正焊接的方法，但是该方法中对变形矫正技术的应用一直是一个急需解决的难题。在进行构建焊接中，其变形的主要原因就是焊接的构件在接受焊接的过程中所受的热力分布不均匀，而火焰矫正的目的就是为了是机械构建能够通过矫正的方式达到一个重新平衡分布的目的。所以，在矫正过程中就必须对应力的集中点进行准确的选择，并合理的应用矫正加热方式。在进行煤矿机械加工制造设备的改造中，在面对变形问题发生时主要应用如下几种矫正方法。结构件顶板或底板局部隆起一般采用点状加热方式。点状加热俗称蜂窝加热，即火焰加热是有规律排列的点。对于槽形结构局部向上弯曲的变形，矫正的时候可以在腹板的两侧向一个方向进行线状摆动，加热的宽度视变形的大小和钢板的厚度而定。线状加热就是将火焰沿着直线方向移动、同时作一定的横向或者循环摆动。
1.1原始设计
由于矿用机械设备均工作于复杂的环境，因此原始设计就必须与普通齿轮不同，必须要对机械设备所处的具体环境进行考虑，绝不能采用传统的设计方式，且必须对已经设计研发的设备进行工业性试验，否则将不具备煤矿机械化高效安全生产的条件，按齿轮接触疲劳强度来算，由于煤矿机械设备处于高负载低速运行状态，因此所算出来的强度都将较传统设计较高，如采煤机和刮板输送机，但其韧性较差，易产生断齿。
1.2加工质量
齿轮在机床加工过程中，必须按照设计的尺寸、外观等具体要求严格加工，如果不按照具体规格参数加工，将使得制作产品达不到预定标准和技术要求。如齿轮制造中存在具体化学成分偏差，将会降低齿轮的材质性能；由于齿轮热处理技术不过关所导致的强度不足，这些问题将直接影响齿轮所能服务的期限。
1.3安装过程
煤矿机械设备如果不能稳定安装，将使得齿轮无法达到最好的工作性能。例如齿轮轴中心线的平行度、水平度、中心距、轮齿啮合间隙、接触面积以及轴承安装等安装问题都会引起齿轮的工作寿命；若在生产中剂达不到技术要求，均会影响齿轮的正常运行以及加速其磨损。
2失效的处理对策
根据齿轮失效的原因，提出了以下具体的改进措施，将最大幅度提升齿轮的使用期，具体的改进措施包含以下6个方面。
2.1原始设计
依据煤矿的具体工作条件，优化齿轮加工制造的参数，必须准确计算齿轮所承载的载荷且必须考虑修正强度；齿轮齿形结构、加工材料、以及加工工艺，尽可能提高齿轮的硬度以及啮合参数，且在设计阶段就得想好怎么对齿轮形成如何机制进行考虑。
2.2材料选择
必须考虑到煤矿机械超负荷低速运行的状态，因此对于齿轮的韧性、强度及工艺性能要求很高，因此必须要选择与此匹配的材料。目前来说，我国煤矿机械齿轮所选用的材料主要为低碳合金渗碳钢。如果齿轮所承受负荷或受冲击力较大，则采用Ni-Cr和Ni-Cr-Mo合金渗谈钢；如果希望机械能够在负载工作时尽量保持稳定则选用Ni-Mn钢。
2.3工艺质量
对机械设备的齿轮进行加工时，必须提升滚齿质量要求水平，分清楚粗、精滚工序，使得滚到精度大幅提高，齿面的粗糙度必须按照规范要求，大部分粗糙度好的齿轮设备寿命将显著增加，因此需要采用较先进的抛光技术提高齿面粗糙度。
2.4热处理工艺
煤矿机械齿轮承载能力的高低主要是通过提高齿轮硬度达到，但也不是唯一的决定因素，齿轮表面向芯部间区域的剪切强度的比值也是非常重要的影响因素，此值一般小于0.55。采用深层渗碳淬火的热处理方法，将能够很好实现这一目标。
2.5安装工艺
必须正确调整两齿轮轴间的垂直度和水平度，使所存在的间隙处于合理范围内，避免出现扭斜现象，使齿轮啮合间隙处于合理范围，将大幅降低断齿发生几率。
2.6设备使用和维护方法
煤矿机械设备齿轮对于要求较高，在使用过程中，需要定期对其进行处理，且必须选择合理的黏稠度，并及时对油进行清洁处理；对于非外露性齿轮，必须经常对齿轮机箱进行清洁处理，提高其散热强度，及时的检测可以避免齿轮失效的发生，从而延长其使用寿命，保证设备正常运转。
因此，在ERP加载之前全面调研，发现预设人工数据采收环节非常必要，以弥补断点造成的系统运行不畅的障碍。同时，掌握物资消耗的第一手情况，不仅有益物资管理，还能协助一线生产物资组织、控制、考核，对材料计划的编制也起到改进的作用。还能够掌握合理调配节奏，及时回收边角余料。第三，调查总结统计，做好基础工作。与生产技术人员共同摸索ERP应用的空档部分的填充和数据模型的建立，力求不留死角。即使不能彻底解决，也要找到问题所在，为系统设计和编程人员提供可做的课题。另外，这一系统应增加管理效果评估功能，以期在实施后有一客观的评价，找出资源管理有待加强的方面，促进管理的改善，把人工智能引进资源管理系统，提高管理效率和管理效能，而不是停留在现有的仅为结果统计。综上所述，EPR应成为更具开放性友好界面的工具，在实用中不断提高可操作性、对各种生产环境的适用性，还有很多扩展空间。
2项目物资直通式管理
根据煤矿机械设备生产管理特点，将物资管理程序作出相应的调整势在必行，操作形式上力图更好地发挥各个管理环节的效能，灵活运用各种管理资源，创新管理思路和方案。机械厂在应用ERP的同时，还从物资供应特殊要求考虑适用实际生产形态的不同，有目的地对项目生产提出并试创了直通式物资管理模式，主旨是以变化服务变化，改面到面的管理形式为贯穿工序始末的线管理，提高物资管理的精确性。就机械厂生产实际现状，结合前一段该厂与大型跨国集团公司协作生产成套设备的心得，一些特殊需要的器材供应要与正常供应类别加以隔离，以提供报关、通关和审查的操作便利，特别是定制生产的器材供应采取直通式管理行之有效，即划定项目范围单独的临时机制，从项目设立到项目竣工专门组织人员服务到底，遇到协作联系、技术枝节等统一由专设小组负责。直通式物资供应管理相当于施工工程的项目经理负责制，因为定制式生产与施工工程具有类似的特征，可以参照借鉴。对生产不饱和的企业有一定的应用价值，因为腾出一定的人员针对有一定规模的定制式生产项目，专门组织直通式管理才是更有可能的。通常供应路线，是多点采购，分批次运输至仓储分类存放；再由生产车间按工序和生产进度需要领取，再分布到工作面或施工点。这样就会多次倒运经手，增加出差错的可能性，同时因为环节多，也会拖延很多时间。
特别是面对新项目，难免会有生疏感，更可能会有多次核对的重复劳动。为了避免来回盘点核对耽误时间，可由专组人员一次审核，采用直通式配送管理一条线负责到底，即从到厂交接至生产操作面；同时可掌握生产面材料消耗情况，并反馈到顶层供应链，由此节省了集中、分散、再集中、再分散的多次审验。每减少一个交接审验层次，等于节约一个交接循环时间，而点到点的管理形式也就最大程度上把供应线精减为最高效率，同时尽可能地杜绝误差的叠加。其准确性、可靠性也就大大提高。直通式物资管理方式，因为是由专人协调、联络，在审验保障程序中，因为是专人负责可以做到熟门熟路，只要对物资本身清点核实，对物资以外的其它事项审验就只须组成直通管理小组时确认，在有更换人员必要时重新确认即可有保障。直通式物资管理的特点是：减少了交接时间；避免了多次交接难免发生的理解出入造成的误差叠加；供应链联络更顺畅，反馈更及时，把握各个节点提高供应效率；相同生产要素，供应调度得力；可以做到共同定货，分期供应，并且不至于失掉大单定货的价格优先权，还不增加库存的压力，确保供应的及时有效；统一调配综合利用，减少损耗更有可能。但此直通式物资管理，可能会扩大同岗员工之间的能力差距。解决方法之一是可以采取轮流参与；二是可以承担其它日常物资管理工作，同时可以进行技术培养和再教育。当每个人都能胜任这种工作形式的时候，那就有机会同时开辟几个工作面，承揽更多的大型项目。另外，这种管理形式需要收入分配的支持，使员工提高工作积极性和责任心，同时也能激发员工的进取心和学习兴趣。这种创新形式在锻炼物资管理人员综合能力的同时，也给ERP的应用打下更牢的基础。培养物管人员一专多能，也是对生产部门工作的进一步支持，做到有的放矢。掌握生产物资需要的规律，分门别类编制材料编码，并与市场相应编码挂钩，使材料供应与市场物流管理模式统一，从配件、原材料供应商到生产部门一站式管理。将来根据需要还可以建立自动分拣、送配设备，节省人力，提高效率，替代简单重复劳动，节省出更多人力去做复杂的基础调查工作，以配合生产对市场应变的需要。
2煤矿机械生产中石墨/铁基耐磨复合材料的应用
（1）石墨/铁基耐磨复合材料的制备方法
粉末烧结是一种较为常见的石墨/铁基耐磨复合材料制备方法，主要涵盖了混合、粉末轧制、烧结，对基体的热处理以及加工等几个步骤。铸铁熔点和石墨相比要低很多，通常较为适宜的烧结工艺应为液相烧结，具体装置可以分为几种：①中频感应加热，这种烧结方式在感应加热时温度会在短时期内获得大幅度快速提高，但需要注意的是此时受热并不均匀，会出现外部铁屑熔合时，心部仍然不能熔化。若继续加热，由于石墨比重较小，在铁屑熔化成液态时就会上浮，从而导致石墨的不均匀，效果不理想。②高温炉中加热和真空炉加热是较为有效的2种方法，前者机构简单、体积紧凑、炉温均匀，和中频感应相比温度更容易精确控制，热效率也较高，并能够实现压块的1175℃烧结和保温。真空炉加热将真空作为制备过程中的保护器，避免工件处于高温下导致的氧化脱碳反应，最大限度地提高工件热处理表面的质量，确保工件质量的合格。
（2）试样材料成分
试样材料成分所选用的材料是灰铸铁（HT200）铁屑纯净的200目石墨粉，选择石墨质量比例1%、2%、3%、4%进行混合，混合完成后通过100t摩擦压力机挤压成形，接着将其置入中频感应烧结装置进行烧结，完成后将其取出自然冷却。然后采用HB-3000型布氏硬度计对获得材料的硬度进行测试，选用ML-10磨粒磨损试验机对材料的耐磨性进行测试。
（3）结果分析
①金相实验结果分析为4个试样的金相图像，灰铸铁的基体全部都是石墨和铁素体。图1中白色区域和黑色区域分别为铁素体组织、石墨。其中，石墨形状全部是A型。测试后发现2%试样金相照片中的石墨长度等级可以判定成4级，具有明显的短小、粒状石墨较多的特征，同时片状石墨较圆钝。对其他试样进行检测，其石墨长度都是3级，相对较长，同时1%石墨中，呈现出明显的石墨片断部尖锐的特征，而且在3%~4%的试样中表现为明显的粗大，伴有集结成果的现象。石墨的硬度均较低，为HB3，抗拉强度＜20MPa，其延伸率则趋近于0。从其特性来说，石墨类似于金属基体中的孔洞和裂缝，不仅能够降低基体的强度，还能够导致应力集中。如果对于石墨的形状进行适当改变就能够减轻石墨的负面影响，且长片状石墨的尖锐程度和其他短片状石墨要明显增大，应当选择钝片状的石墨，因为这种石墨不易对基体造成破坏，从这个角度来说，颗粒状的石墨则更加有利。从金相照片可以看出2%试样磨损量最小，组织最为合理。②硬度试验结果及分析为试样的硬度曲线。从中观测到退火后试样硬度较退火前相比呈现出降低的趋势，而且随着石墨含量的不断增加，布氏硬度却明显减少，由于压块在烧结空冷时基体自动形成了大量具有高硬度的珠光体组织，通常来说其硬度值可以达到HB250，因而如果利用石墨化退火，可以使珠光体中的渗碳体得以分解，分解出的成分为铁素体加石墨。石墨含量越高，那么试样的硬度就会越小。③磨损实验结果分析实验显示，试样的耐磨性出现明显的先减后增变化，其中以2%试样的磨损量为最小。1%石墨试样硬度和其他试样相比明显较高，通常在摩擦时不容易形成连续的膜，因而会直接导致基体磨损量的增大，而2%试样中由于石墨含量多加上形状比较细小和均匀，因而很容易形成比较均匀和连续的固体薄膜，因而一般会具有较好的耐磨性能。在3%~4%的试样中，由于其中蕴含的石墨含量过高，从而造成石墨片逐渐呈现出粗大状态，割裂也相应增大，因而在摩擦时容易出现较多的剥落现象，使得基体的磨损量开始增大，利用它来制作衬套时具有明显的耐磨性过低现象，使用寿命较短。
（4）在煤矿机械生产中应用实例
实际生产中，煤矿竖井罐笼通常作为煤矿主要提升运输设备。罐笼在运行时，一般速度会比较快，能够达到10m/s，在短时期内会散发出非常多的热量，造成衬套固定在罐笼和导向钢丝绳出现相对滑动，而衬套和钢丝绳会形成多种类型的磨损，常见的有黏着磨损、磨粒磨损以及氧化等，而煤矿机械中的钢丝绳所需要的成本较高，其安全性对生产的顺利进行也起着关键作用，所以罐笼运行时必须最大限度地降低对钢丝绳造成的磨损。依照摩擦原理，为达到这一目的，导向衬套硬度应较低，并且耐磨，具有较好的自能力。钢丝绳和衬套如果硬度配比较为合理时，通常就不会对钢丝绳造成磨损，如果在其中加入石墨这样具有自功能的材料，给基体和钢丝绳提供一种更为可靠的保护。使用较软的石墨/铁基耐磨复合材料，可以保证衬套较高的稳定性和耐磨性，若软度配置合理，除了能够满足磨损机理的要求外，重要的是能够改变衬套寿命短的缺陷，省去了频繁更换的麻烦。同时，石墨/铁基耐磨复合材料除了应用在竖井罐笼中外，在煤矿机械生产中的其他易损、容易老化、寿命较短的金属零部件，比如轴承、套筒以及活塞等均可使用。
