綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用分析

李璐岑 劉曉華

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128)

0 引言

可持續(xù)發(fā)展是綠色理念的重點(diǎn)內(nèi)容，伴著時(shí)代的變化和科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造雖然在我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中發(fā)揮了很大的作用，但卻一直有著低效率、高耗能、易產(chǎn)生污染的缺點(diǎn)。如今，國(guó)家在強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排和“綠水青山就是金山銀山”，意味著傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)必須開(kāi)始轉(zhuǎn)型并與綠色設(shè)計(jì)理念緊密結(jié)合，增強(qiáng)機(jī)械的節(jié)能特性和環(huán)保特性，以提高生產(chǎn)效率和能源使用率，推動(dòng)可持續(xù)健康發(fā)展，實(shí)現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)效益。

1 運(yùn)用綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的優(yōu)勢(shì)

1.1 推動(dòng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展

雖然傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造為經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，但考慮到可持續(xù)發(fā)展，綠色理念因此被廣泛運(yùn)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中，隨之而來(lái)的是一系列新型產(chǎn)業(yè)如雨后春筍般誕生，并帶動(dòng)其它綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，例如，與材料的回收與再利用、新型綠色材料的研發(fā)等相匹配的行業(yè)。新行業(yè)的產(chǎn)生，不僅可以為社會(huì)提供就業(yè)崗位，緩解失業(yè)問(wèn)題，還可以促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展，帶動(dòng)與生產(chǎn)行業(yè)相配套的服務(wù)業(yè)發(fā)展。

1.2 推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展

隨著綠色理念的加入，結(jié)合生命周期設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)和可拆卸設(shè)計(jì)這3種方案，可以根據(jù)行業(yè)需求研發(fā)出新的技術(shù)。在新技術(shù)的生產(chǎn)發(fā)展階段中，必然還會(huì)引起其它機(jī)械行業(yè)的模仿，或行業(yè)之間的合作[1]。以最初的新技術(shù)為基礎(chǔ)制造企業(yè)還會(huì)繼續(xù)根據(jù)綠色理念研發(fā)出有效性和科學(xué)性更好的技術(shù)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量及環(huán)保性，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新升級(jí)，在保護(hù)環(huán)境的前提下獲取最大利益。

1.3 減少原材料和能源的耗費(fèi)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)是一個(gè)很消耗材料和能源的行業(yè)，其在綠色理念的引導(dǎo)下，可以提高產(chǎn)品的合格率和循環(huán)使用率，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命，并使能源最大程度地得到利用[2]。但是應(yīng)該注意的是，在整個(gè)生產(chǎn)與設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不能為了降低成本而偷工減料，影響到機(jī)械和產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.4 實(shí)現(xiàn)廢棄物的循環(huán)回收利用

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)沒(méi)有回收并循環(huán)利用廢棄物的意識(shí)，也沒(méi)有相關(guān)的機(jī)械設(shè)備。綠色理念的提出使創(chuàng)新技術(shù)得到研發(fā)，推動(dòng)與廢棄物循環(huán)回收利用相關(guān)企業(yè)的發(fā)展。在獲得經(jīng)濟(jì)利益、為循環(huán)工業(yè)發(fā)展制造良好環(huán)境的同時(shí)，還保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

2 綠色理念在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

2.1 選擇節(jié)能、無(wú)公害、易回收材料

目前我國(guó)的傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造材料一般含有汞、鉛等重金屬，使用的能源也大多是不可再生能源，不僅在生產(chǎn)階段對(duì)工作人員身體健康產(chǎn)生危害，排放的廢氣、廢水對(duì)環(huán)境產(chǎn)生傷害，還對(duì)后續(xù)的回收再利用產(chǎn)生影響。綠色理念注重對(duì)環(huán)境的無(wú)污染，因此在選材上要遵循節(jié)能、無(wú)公害、易回收、可降解的原則，在供能能源上也選用環(huán)境友好型能源。

2.2 優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)

優(yōu)化內(nèi)部零件結(jié)構(gòu)和形狀，減少零件至合理的數(shù)量，減輕零件重量，使得減小零件之間的阻力，降低不必要的能耗[3]；優(yōu)化可拆卸設(shè)計(jì)，減緩或避免對(duì)零部件的損傷，延長(zhǎng)機(jī)械使用年限；優(yōu)化可回收設(shè)計(jì)，使得各個(gè)零件和材料發(fā)揮其最大的作用，降低生產(chǎn)成本[4]；使用AutoCAD、Solidworks、ANASY等軟件，實(shí)施虛擬化設(shè)計(jì)和運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不足，選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。

2.3 建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)

通過(guò)建立數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)充分了解掌握原材料情況和設(shè)計(jì)參數(shù)是將綠色理念融入機(jī)械設(shè)計(jì)制造的重要方式之一。建立動(dòng)態(tài)材料數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)材料的狀態(tài)、性能進(jìn)行核查，可以了解和掌握機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中材料的選用和相關(guān)開(kāi)支等，以及有針對(duì)性地對(duì)回收所得的材料進(jìn)行利用和處理，減少浪費(fèi)[5]。建立綠色機(jī)械設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中有關(guān)參數(shù)進(jìn)行備份，并且通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的分析和系統(tǒng)化的存儲(chǔ)，有利于綠色設(shè)計(jì)的實(shí)踐。

3 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)我國(guó)節(jié)能減排政策，綠色設(shè)計(jì)理念會(huì)成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造可持續(xù)健康發(fā)展的指路牌。雖然綠色可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)代機(jī)械行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，但將其充分運(yùn)用在實(shí)際中還是一個(gè)比較困難的過(guò)程，這需要設(shè)計(jì)人員對(duì)綠色理念有一個(gè)明確的了解，然后使其與機(jī)械設(shè)計(jì)充分結(jié)合，獲取更多的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)健康發(fā)展。