新時(shí)期人性化的綠色環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)探索

□陳 功

現(xiàn)如今機(jī)械發(fā)展歷經(jīng)了幾個世紀(jì)的洗禮，設(shè)計(jì)原理愈加成熟，近現(xiàn)代的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求更高，功能愈加復(fù)雜，用處較廣，局限在生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量中未過多考慮到使用者的舒適情況。人性化的綠色機(jī)械設(shè)計(jì)，一是基于環(huán)保保護(hù)，加強(qiáng)對能耗的考量，從廢棄零件再利用、低能耗、少污染角度展開設(shè)計(jì)，二是以使用者感受為主，以機(jī)械使用的舒適度以及操作手感為設(shè)計(jì)切入點(diǎn)，做到提高使用者的安全性與舒適度。本文主要從機(jī)械設(shè)計(jì)的人性化與綠色化切入點(diǎn)為主，針對機(jī)械設(shè)施，堅(jiān)持國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，以符合生態(tài)環(huán)境的需求為主，展開綠色機(jī)械設(shè)計(jì)與人機(jī)交互設(shè)計(jì)的探討，從設(shè)計(jì)元素大量引入與環(huán)保材料選擇入手，提供一些人性化設(shè)計(jì)建議與啟示。

一、合理選擇機(jī)械材料

人性化綠色機(jī)械設(shè)計(jì)，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下，選擇綠色材料可有效減少污染、增強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)的可持續(xù)性、提高對產(chǎn)品性能的保障。因此，選擇機(jī)械綠色材料中，第一，要以可回收、易分解、可再生等加工原則為主，選擇無污染環(huán)境材料，確保在生產(chǎn)、加工中盡可能不出現(xiàn)材料污染問題。特別是在機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)件選擇與設(shè)計(jì)中，以可拆分、裝配、有足夠強(qiáng)度、無污染的材料，用材料的再生率為衡量指標(biāo)選擇合適的機(jī)械材料。第二，要以壽命為指標(biāo)，堅(jiān)守產(chǎn)品使用壽命長、減輕產(chǎn)品重量的原則，若能夠提高機(jī)械材料的使用壽命，就可有效降延長產(chǎn)品報(bào)廢時(shí)限，可有效降低報(bào)廢材料對環(huán)境的污染，減輕產(chǎn)品質(zhì)量可降低材料損害時(shí)，使得產(chǎn)品愈加輕便，提高驅(qū)動的節(jié)能性，降低污染排放污染范圍，設(shè)計(jì)中要先確保主機(jī)各項(xiàng)性能參數(shù)，盡可能地減少主機(jī)與輔助作業(yè)裝飾的重量與體積，以提高產(chǎn)品零部件的強(qiáng)度與耐久性能，做到機(jī)械系統(tǒng)輕量化與高效率。第三，不少機(jī)械必須要用污染型材料，則要遵從最少化原則，盡可能在保證機(jī)械使用無誤的前提下，減少污染型材料的使用，并加大研究力度尋找替代型的無污染材料。第四，在廢舊材料處理中，以分類處理，針對銷毀、再生利用為主，對不同的材料采用不同的處理方式，最大程度地對材料進(jìn)行再利用，變廢為寶，減少污染同時(shí)提高效益。

二、引入豐富的人性化元素

新時(shí)期機(jī)械設(shè)計(jì)要貫徹落實(shí)以人為本的理念，設(shè)計(jì)綠色環(huán)保機(jī)械產(chǎn)品的同時(shí)，選擇綠色材料，引入人性化元素，確保機(jī)械設(shè)計(jì)可滿足使用者的要求。新時(shí)期人性化設(shè)計(jì)目的在保障工作人員的安全之下，運(yùn)用更多合理設(shè)計(jì)理念融入其中，滿足使用者對設(shè)備的舒適度要求，最大化滿足使用者的操作要求：駕駛室設(shè)計(jì)中要依據(jù)機(jī)械工程學(xué)原理，以安全環(huán)保為前提，保障使用者安全性的同時(shí)，簡化操作，提高舒適度，從而極大地提升操作者的精確度。第一，要做好外觀設(shè)計(jì)，從色彩、造型以及識別牌等入手，以人的親切舒適度感覺為準(zhǔn)，在外觀元素提取中，最大化迎合操作者的愉悅心情；第二，以自動化控制為主，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能控制等為主，解放人力操作，將自動化理念深入應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中，采用動感、自動感應(yīng)操作，提高產(chǎn)品的安全性以及可靠性；第三，要以簡約為主，在設(shè)計(jì)中盡可能地減少零部件使用，選用可靠、使用壽命長的零部件，將控制頻率控制在最低頻次，同時(shí)提高產(chǎn)品的性能減少環(huán)境污染，以滿足人性化的需求；第四，要優(yōu)化潤滑設(shè)計(jì)，降低灰塵、顆粒等物品，避免對潤滑的影響，人性化設(shè)計(jì)要構(gòu)建自動阻擋的作用，以自動感應(yīng)加入為主確保潤滑劑的加入，可延長產(chǎn)品的使用壽命，降低維修成本。

三、人性化綠色機(jī)械設(shè)計(jì)要注意的事項(xiàng)

(一)合理選擇發(fā)動機(jī)，降低噪音污染。機(jī)械設(shè)備發(fā)動機(jī)的選擇牽一發(fā)而動全身，選擇合理的噪音能降低機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中的聲響，減少耗油量，選擇市面上符合標(biāo)準(zhǔn)、耗油量低、噪音小以及排放污染低的環(huán)保型的發(fā)動機(jī)產(chǎn)品。主要是以環(huán)境污染為主，衡量機(jī)械材料、構(gòu)建、設(shè)備的優(yōu)劣，以機(jī)器與設(shè)備的實(shí)際高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀況測定機(jī)械水平。因此在機(jī)械設(shè)計(jì)中，要盡可能地考慮噪聲音量，一是以減少共振的方法，在裝載機(jī)設(shè)計(jì)中為動力裝置匹配雙向減振懸掛系統(tǒng)，以減少動力傳動系統(tǒng)與車架之間的共振、噪聲等破壞，降低噪聲對動力系統(tǒng)的損壞；后橋設(shè)計(jì)中，圍繞中心擺動結(jié)構(gòu)組合構(gòu)建，將后橋擺動中心與動力輸入中心重疊，降低附加力矩對傳動系統(tǒng)的振動與噪音，這樣一來，即使是在崎嶇不平的道路，也能夠降低各部件、組件之間的沖擊，降低噪聲生產(chǎn)。二是以部件咬合為主，實(shí)現(xiàn)噪聲控制。而液壓系統(tǒng)噪聲控制中，也可以優(yōu)化液壓管路排列，降低液壓油泵振動以及油管振動等，在機(jī)罩等覆蓋件設(shè)計(jì)中提高緊密度以及使用吸音、隔音材料，降低內(nèi)部件之間的振動；主體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)則可以通過冷卻途徑以及密封性設(shè)計(jì)，降低造影對操作人員的影響，采用風(fēng)扇冷卻途徑由液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)，以控制噪音。

(二)選擇優(yōu)質(zhì)可靠的液壓設(shè)備。液壓設(shè)備的選擇，要從壓強(qiáng)、各部件、整體運(yùn)動運(yùn)轉(zhuǎn)等進(jìn)行考慮，以維護(hù)和保養(yǎng)為切入點(diǎn)，設(shè)計(jì)中注重防塵性、潤滑以及磨損，采用機(jī)罩、其他密封處理等，減少雜質(zhì)的滲透，既可以降低液壓設(shè)備的磨損，也可減輕部件的消耗量，提高部件的使用壽命以及工作效益。此外，針對油耗量的考量，要針對油溫、工作介質(zhì)密封性等為主，針對整個系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)需求將油溫控制在合適范圍之內(nèi)，嚴(yán)格控制工作介質(zhì)的密封性，避免液壓油滲透對系統(tǒng)造成影響，降低污染范圍?？偠灾簤涸O(shè)備的選擇要以精密度、密封性以及油箱排列等為主，選用合格的油箱及管道，防止油料滲漏。

(三)人性化設(shè)計(jì)。人性化設(shè)計(jì)主要通過操作員模擬，以操作員的操作感受，從安全性與舒適度為主，按照人機(jī)工程學(xué)原理，布置好合理可調(diào)節(jié)座椅，設(shè)置防強(qiáng)光與紫外線玻璃為主，便于操作桿與方向盤操作，在資金保障的前提下，安裝空調(diào)，最大化提高操作員的舒適度與安全性。此外，還要設(shè)置多個潤滑設(shè)備，采用集中潤滑系統(tǒng)，以感應(yīng)裝置自動注入潤滑油，環(huán)保方便，避免人工添加對人體的傷害。按照可靠性與舒適性原則，圍繞綠色環(huán)保的要求，選擇耐久使用的元部件，避免經(jīng)常更換，以自動控制為主減少人工勞動量，降低對使用者的負(fù)擔(dān)。

四、結(jié)語

綜上所述，新時(shí)期人性化的綠色環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)，可選擇綠色環(huán)保的材料，最大化挖掘材料使用價(jià)值，避免廢棄機(jī)械對環(huán)境的污染；引入人性化元素，以使用者的舒適度與安全性為主，合理設(shè)計(jì)機(jī)械外觀與駕駛室等，提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平。