基于礦山機(jī)械的綠色設(shè)計分析

李國勝

摘 要：資源的可持續(xù)利用，一直以來都是環(huán)保領(lǐng)域的重要研究課題，也是社會各界廣泛關(guān)注的熱點問題?；诖耍疚木偷V產(chǎn)機(jī)械的綠色設(shè)計展開分析，簡要介紹了綠色設(shè)計方法，進(jìn)一步對相關(guān)綠色設(shè)計方法的應(yīng)用，進(jìn)行了重點分析，包括綠色設(shè)計內(nèi)容、機(jī)械清潔化設(shè)計、機(jī)械降噪設(shè)計、油污泄漏治理設(shè)計，以期為相關(guān)研究提供可靠參考。

關(guān)鍵詞：礦山機(jī)械；綠色設(shè)計；機(jī)械降噪

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.088

0 前言

綠色設(shè)計這一理念的運用，應(yīng)體現(xiàn)在產(chǎn)品的設(shè)計、研發(fā)以及生產(chǎn)的全過程，以綠色環(huán)保理念，引導(dǎo)每一個環(huán)節(jié)的工作執(zhí)行。而礦山機(jī)械的綠色設(shè)計，除機(jī)械本身的設(shè)計、研發(fā)與生產(chǎn)應(yīng)符合綠色設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，具有一定的回收性、可再利用性，不含有毒物質(zhì)，還應(yīng)進(jìn)一步保證機(jī)械產(chǎn)品具有較高的先進(jìn)性，能夠滿足相關(guān)生產(chǎn)需求。

1 綠色設(shè)計方法概述

在資源環(huán)境壓力下，礦山機(jī)械的綠色設(shè)計方法成為行業(yè)內(nèi)外關(guān)注的焦點，相關(guān)綠色設(shè)計方法得到快速發(fā)展。包括并行式設(shè)計分析方法、生命周期法和模塊化設(shè)計方法等，都在礦山機(jī)械綠色設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用。

其中，并行式設(shè)計是綠色設(shè)計的重要方法，在應(yīng)用過程中，通過對各設(shè)計要素進(jìn)行綜合分析，并對設(shè)計環(huán)節(jié)產(chǎn)生的信息進(jìn)行實時交流反饋，及時發(fā)現(xiàn)并解決違背綠色設(shè)計要求的問題，確保產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量和開發(fā)速度。生命周期法是一種傳統(tǒng)綠色設(shè)計方法，將產(chǎn)品生命周期劃分為產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品使用、產(chǎn)品維護(hù)和產(chǎn)品回收等階段，使產(chǎn)品在全生命周期內(nèi)符合綠色設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。模塊化設(shè)計將產(chǎn)品的功能、性能和規(guī)格要求作為設(shè)計要點，通過對不同功能模塊進(jìn)行排列組合，使其充分融入綠色環(huán)保理念，并滿足客戶的產(chǎn)品需求[1]。

隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，計算機(jī)輔助設(shè)計方法也在礦山機(jī)械綠色設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用，利用信息化系統(tǒng)進(jìn)行分析計算，可以進(jìn)一步提高產(chǎn)品設(shè)計的合理性，加快綠色產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)速度。

2 綠色設(shè)計方法在礦山機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 綠色設(shè)計內(nèi)容

礦山機(jī)械綠色設(shè)計的內(nèi)容主要包括以下幾點：（1）材料選擇，在礦山機(jī)械綠色設(shè)計過程中，對材料的選擇和應(yīng)用具有嚴(yán)格要求，必須提高對材料選用的重視，并掌握科學(xué)的選用方法。在綠色設(shè)計理念要求下，礦山機(jī)械材料不僅要滿足機(jī)械基本使用功能，還要充分考慮與環(huán)境的協(xié)調(diào)性，優(yōu)先使用來源充足的材料，基于產(chǎn)品全生命周期進(jìn)行考慮，確保材料的可回收和再利用，避免機(jī)械設(shè)備淘汰后，材料難以降解，對生態(tài)環(huán)境造成污染；

（2）將可回收性作為礦山機(jī)械設(shè)計的重點內(nèi)容，從設(shè)計前期準(zhǔn)備階段開始，做好市場調(diào)查和材料分析工作，采用有效的方法，識別可回收材料，明確可回收材料的基本標(biāo)志，構(gòu)建完整的可回收材料識別體系。加大力度對可回收材料制造工藝的研究，分析其結(jié)構(gòu)特性和經(jīng)濟(jì)性，在滿足綠色設(shè)計要求的同時實現(xiàn)效益最大化；

（3）注重可拆卸性分析，在礦山機(jī)械的使用過程中，部分構(gòu)件容易出現(xiàn)損壞，而且會影響機(jī)械設(shè)備的整體使用，需要對其進(jìn)行維修或更換。因此，在設(shè)計過程中，應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的可拆卸性，為構(gòu)件拆卸維修或更換提供方便，提高部分材料的可回收性，并延長產(chǎn)品整體的使用壽命。比如在礦山機(jī)械中通常采用螺紋連接方式，卸下的螺釘可以繼續(xù)使用，能夠體現(xiàn)綠色設(shè)計思想。在設(shè)計過程中，應(yīng)盡量追求拆卸簡便性和拆卸下來零件的可回收性。

2.2 機(jī)械清潔化設(shè)計

我國礦山機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)水平相比與國際先進(jìn)水平仍有較大差距，在一定程度上限制了我國礦山產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在眾多類型的礦山機(jī)械產(chǎn)品中，機(jī)械性能和功能都不盡相同，在設(shè)計方面存在較高的復(fù)雜性。為實現(xiàn)礦山機(jī)械綠色設(shè)計目標(biāo)，首先要對礦山機(jī)械進(jìn)行清潔化處理，降低其在運行和使用過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染。在此方面可借鑒國外先進(jìn)設(shè)計經(jīng)驗，通過在設(shè)計過程中采用清潔化技術(shù)，對機(jī)械設(shè)備所使用的能源和材料進(jìn)行處理，降低其環(huán)境污染性。將加大力度研究降低礦山機(jī)械設(shè)備在使用過程產(chǎn)生廢氣、廢液和廢渣的方法，有限采用風(fēng)能、太能能、地?zé)崮艿刃履茉醇夹g(shù)為機(jī)械設(shè)備功能，從而做到生產(chǎn)過程零污染。對于部分無法進(jìn)行回收利用的機(jī)械構(gòu)件，必須采用易降解的原材料，在機(jī)械設(shè)備報廢后，及時對其進(jìn)行回收和集中降解，避免對土壤或水體環(huán)境產(chǎn)生危害。

2.3 機(jī)械降噪設(shè)計

機(jī)械噪音污染是礦山機(jī)械綠色設(shè)計中需要處理的關(guān)鍵性問題，在傳統(tǒng)的礦山機(jī)械設(shè)備運行過程中，采用的齒輪泵等構(gòu)件會產(chǎn)生非常大的噪音，其主要原因是齒輪嚙合傳動會產(chǎn)生周期性流量脈動，遇到阻抗時，就會形成壓力波動，進(jìn)而產(chǎn)生較大的脈動噪音。此外，齒輪嚙合過程中的吸油腔和排油腔容易產(chǎn)生瞬時液壓沖擊，會帶來沖擊噪音。在齒輪轉(zhuǎn)速較高時，噪音污染也會加劇。因此，在設(shè)計過程中必須綜合考慮這些問題，采取有效的解決方法。比如采用雙模數(shù)或雙壓力角齒輪，適當(dāng)增加機(jī)械進(jìn)油區(qū)域出油區(qū)體積，從而增加機(jī)械設(shè)備的吸油和排油能力，降低壓力波動，減小噪音污染。與此同時，減小齒輪泵體積還可以達(dá)到節(jié)約材料的目的，提高產(chǎn)品的綠色化程度。雖然礦山生產(chǎn)現(xiàn)場一般遠(yuǎn)離居民居住區(qū)，帶過高的噪音污染也會對施工人員產(chǎn)生影響，進(jìn)而增加施工操作風(fēng)險。因此，在機(jī)械綠色設(shè)計過程中，必須控制好機(jī)械噪音問題。

2.4 泄漏油污染治理

在礦山生產(chǎn)過程中，機(jī)械設(shè)備運行難免會產(chǎn)生泄油或漏油現(xiàn)象，這是礦山機(jī)械生產(chǎn)的常見現(xiàn)象，不僅會造成石油資源浪費，還會影響設(shè)備的正產(chǎn)運行，對環(huán)境造成污染。因此，在綠色設(shè)計過程中，必須積極研究泄漏油污染治理技術(shù)，通過創(chuàng)新密封技術(shù)和油料技術(shù)，減少機(jī)械設(shè)備運行過程中的泄油、漏油現(xiàn)象。比如加快水壓系統(tǒng)、植物油系統(tǒng)的研究，將生態(tài)油壓系統(tǒng)應(yīng)用到實際機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)中，利用水和植物油代替石油，從根本上解決石油材料泄漏和浪費現(xiàn)象，降低礦山生產(chǎn)對不可再生能源的依賴，從而降低可能對環(huán)境造成的污染和影響。

3 結(jié)束語

綜上所述，分析礦山機(jī)械的綠色設(shè)計，對促進(jìn)礦山機(jī)械的長遠(yuǎn)發(fā)展具有重要意義。通過相關(guān)分析，科學(xué)的綠色設(shè)計理念與方法，能夠讓礦山機(jī)械，在其整個壽命周期中，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益，均達(dá)到相關(guān)要求，以環(huán)保為前提，滿足客戶對產(chǎn)品的多樣化需求。因此，應(yīng)重視綠色設(shè)計理念與方法，在礦山機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用，這對礦產(chǎn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，能夠起到極大的促進(jìn)作用，對于能源與環(huán)境保護(hù)，也具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王波.礦山機(jī)械并行式綠色設(shè)計[J].礦山機(jī)械，2017（09）：149-151+6.