機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)保節(jié)能基本原理分析與應(yīng)用

樓淵

摘要：我國(guó)機(jī)械領(lǐng)域在不斷的提高和更新，其整體發(fā)展雖然能夠?yàn)槲覈?guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)快速且穩(wěn)定的增長(zhǎng)，但是同時(shí)也存在著對(duì)資源過(guò)度開(kāi)采，使用中的資源浪費(fèi)的情況。在制作機(jī)械產(chǎn)品的過(guò)程中存在廢氣污染排放等問(wèn)題，這些問(wèn)題都會(huì)直接影響到我國(guó)環(huán)境的發(fā)展。無(wú)論是任何一種經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其本身都不能夠建立在破壞環(huán)境的基礎(chǔ)上，需要意識(shí)到環(huán)境是保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最重要因素之一。

關(guān)鍵詞：節(jié)能環(huán)保;工程機(jī)械;應(yīng)用

引言

近幾年來(lái)，我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)品的先導(dǎo)——信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)操縱、可視化駕駛、精確定位與作業(yè)、故障診斷與監(jiān)控等功能，工程機(jī)械的科技含量越來(lái)越高。為有效降低其對(duì)環(huán)境帶來(lái)的壓力，關(guān)注工程機(jī)械產(chǎn)品的節(jié)能與環(huán)保成為必然。

1機(jī)械設(shè)計(jì)加工中能耗現(xiàn)狀及原因

1.1機(jī)械設(shè)備的差異性導(dǎo)致能耗程度不同

在開(kāi)展機(jī)械設(shè)計(jì)加工的過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際選擇使用的零部件結(jié)構(gòu)或者材料來(lái)選擇對(duì)應(yīng)機(jī)械設(shè)備。但在實(shí)際設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的過(guò)程中，人占據(jù)主導(dǎo)因素，部分設(shè)計(jì)人員為提升工作效率，選擇了不合適的機(jī)械設(shè)備，造成機(jī)械施工工藝的錯(cuò)誤，尤其是在小零件的設(shè)計(jì)與加工過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員對(duì)其設(shè)計(jì)尺寸盡量選擇偏大的，造成機(jī)械材料的浪費(fèi)[1]。選擇不同的材料會(huì)產(chǎn)生的耗費(fèi)量不同，因此會(huì)造成耗能程度也不同。

1.2不同機(jī)械設(shè)備的不同型號(hào)能耗量不同

針對(duì)同類設(shè)備，不同的型號(hào)其實(shí)際作用過(guò)程中的功率大小是不同的，應(yīng)以實(shí)際的生產(chǎn)規(guī)格來(lái)進(jìn)行機(jī)械加工處理，與企業(yè)展開(kāi)合作，但是在相關(guān)訂單的完成過(guò)程中，會(huì)導(dǎo)致零件生產(chǎn)過(guò)程造成資源浪費(fèi)。例如采用歷史刨床加工就可減輕機(jī)械設(shè)計(jì)加工的能耗，因此在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)以具體訂單量，來(lái)加強(qiáng)設(shè)計(jì)，盡量選擇合適的施工工藝。

2機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)保節(jié)能理念的應(yīng)用

2.1應(yīng)用環(huán)保型材料

1）應(yīng)用再生利用的材料和資源。在設(shè)計(jì)工程機(jī)械產(chǎn)品時(shí)，要盡可能在各系統(tǒng)和部件設(shè)計(jì)中運(yùn)用可回收、易分解、能再生的材料，保證其加工和使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境無(wú)害。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)件時(shí)，要選擇容易裝配和分解的大模塊化結(jié)構(gòu)和無(wú)毒材料，這樣工程機(jī)械材料的再生率會(huì)大大提高。2）長(zhǎng)壽命、低能耗和減輕重量的設(shè)計(jì)。工程機(jī)械產(chǎn)品的壽命延長(zhǎng)，機(jī)械的生產(chǎn)量和降低其報(bào)廢量就會(huì)減少，產(chǎn)品能耗對(duì)環(huán)境的污染也會(huì)隨之減少，要減少材料和資源的消耗必須減輕產(chǎn)品重量，設(shè)計(jì)時(shí)可以從減少環(huán)境負(fù)荷的角度來(lái)對(duì)各系列產(chǎn)品同類零部件的互換性和通用性進(jìn)行分析[2]。在保持主機(jī)各項(xiàng)性能參數(shù)前提下，主機(jī)和附屬作業(yè)裝置或機(jī)具的體積和重量要盡可能減少，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)零部件的強(qiáng)度和耐久性能提高，這樣液壓系統(tǒng)才可以實(shí)現(xiàn)輕量化和高效率。

2.2對(duì)技術(shù)的改進(jìn)

提高對(duì)工程機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)也有著非常積極的作用，特別是對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的噪音以及震動(dòng)的改善，這一點(diǎn)能夠保證系統(tǒng)在使用中減少對(duì)于環(huán)境的污染。以往在使用該系統(tǒng)的過(guò)程，最經(jīng)常困擾著人們的問(wèn)題就是噪音以及振動(dòng)，如果振動(dòng)過(guò)大或者噪音污染過(guò)強(qiáng)，都會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)人體造成非常不好的影響，減輕產(chǎn)品的噪音和震動(dòng)，不僅僅是在保護(hù)環(huán)境，同時(shí)更能體現(xiàn)出該設(shè)計(jì)自身所帶有的人性化。低碳環(huán)保這一背景本身就在強(qiáng)調(diào)要在發(fā)展工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的過(guò)程中提高人性化，重視人們的生存條件。在日常使用機(jī)械系統(tǒng)時(shí)，還需要對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)以及后續(xù)的改變，定期清潔液壓系統(tǒng)能夠延長(zhǎng)液壓系統(tǒng)的使用壽命，同時(shí)根據(jù)液壓系統(tǒng)的實(shí)際情況，需要定期對(duì)其進(jìn)行維修和維護(hù)，防止在實(shí)際使用中出現(xiàn)液壓系統(tǒng)由于內(nèi)部油溫升的過(guò)快而導(dǎo)致的更換機(jī)油時(shí)間過(guò)短，最終導(dǎo)致系統(tǒng)的破壞。

2.3創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)及加工模式

機(jī)械設(shè)計(jì)與加工是緊密關(guān)聯(lián)的，同時(shí)在工藝的選擇上也是密切相關(guān)的。尤其是對(duì)于中小企業(yè)來(lái)說(shuō)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行單件或者整件機(jī)械產(chǎn)品的選擇性加工，對(duì)于控制其能源消耗，大力采用科學(xué)的機(jī)械批量加工，可幫助機(jī)械企業(yè)提升機(jī)械產(chǎn)品的加工成效，進(jìn)而減少加工成本的投入。在完善和整合機(jī)械領(lǐng)域企業(yè)的發(fā)展模式，提高設(shè)計(jì)效率等，應(yīng)以節(jié)能降耗為依據(jù)，對(duì)于提升中小型企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重要理論意義[4]。此外，應(yīng)科學(xué)性的提升機(jī)械加工環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)的加工工序應(yīng)簡(jiǎn)練，具備科學(xué)化，盡量減少資源的利用量。必要情況下，可結(jié)合科學(xué)合理的計(jì)算，不斷的提升機(jī)械設(shè)計(jì)的加工處理環(huán)節(jié)，提升加工成效，促進(jìn)和實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約的科學(xué)化處理。

2.4液壓系統(tǒng)的清潔和防滲漏

在工程機(jī)械的液壓傳動(dòng)中保持傳動(dòng)液壓油的清潔度非常重要，工程機(jī)械液壓系統(tǒng)必須精心設(shè)計(jì)，將油液中微塵垃圾、機(jī)械磨損物等雜質(zhì)去除，延長(zhǎng)常用液壓元件的使用壽命，有效減少液壓元件的故障與磨損，液壓油的更換頻率會(huì)大幅度降低。同時(shí)在工作中液壓油的溫度升溫太高太快，換油間隔時(shí)間被延長(zhǎng)，對(duì)周邊作業(yè)環(huán)境帶來(lái)的污染也相應(yīng)減小。而且也可以運(yùn)用增壓液壓油箱，對(duì)泵的吸油效果進(jìn)行改善，延長(zhǎng)其使用壽命，這樣外界灰塵和水分才不會(huì)進(jìn)入油箱，整個(gè)液壓系統(tǒng)的清潔度大幅度提高。目前部分工程機(jī)械產(chǎn)品中普遍存在液壓系統(tǒng)的滲漏對(duì)周圍環(huán)境的污染，必須選擇耐腐蝕、防老化、具備優(yōu)良密封性能的進(jìn)口優(yōu)質(zhì)膠管進(jìn)行液壓管路設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)還需要盡可能運(yùn)用硬管，有效減少損壞軟管的廢棄量，設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用軟管容易發(fā)生破裂，一旦油液流出，就會(huì)污染環(huán)境。

2.5節(jié)能降耗應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)階段

在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，其設(shè)計(jì)的產(chǎn)品需要與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求相匹配，進(jìn)而滿足機(jī)械產(chǎn)品的要求，提升機(jī)械產(chǎn)品的加工成效，并利用節(jié)能降耗設(shè)計(jì)方案，不斷的增強(qiáng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，盡可能的借助節(jié)能降耗來(lái)減少機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本。因此在機(jī)械加工設(shè)計(jì)的整個(gè)周期內(nèi)，應(yīng)在企業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，植入節(jié)能降耗設(shè)計(jì)理念，并對(duì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行培訓(xùn)工作，切實(shí)提升機(jī)械設(shè)計(jì)人員的本職專業(yè)水平，并能夠切實(shí)加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的節(jié)能降耗設(shè)計(jì)理念。

2.6設(shè)計(jì)節(jié)能環(huán)保工程機(jī)械產(chǎn)品

1）選用低公害發(fā)動(dòng)機(jī)。工程機(jī)械所有系統(tǒng)中對(duì)環(huán)境影響最大的部件就是發(fā)動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)就要選擇低油耗、低排放、低噪聲、高效率的環(huán)保型水冷增壓柴油機(jī)，這樣其對(duì)環(huán)境的負(fù)荷才會(huì)減小。現(xiàn)在發(fā)達(dá)國(guó)家也在研究新的技術(shù)手段措施或應(yīng)用新型的環(huán)保燃料來(lái)降低排放、噪聲等。2）降低整機(jī)振動(dòng)與噪聲。目前工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題就是減振與降噪。在設(shè)計(jì)裝載機(jī)時(shí)，克服整機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)與車架之間的共振、噪聲及對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的疲勞破壞，就需要運(yùn)用雙向減振懸掛系統(tǒng)在動(dòng)力裝置中。在設(shè)計(jì)后橋時(shí)運(yùn)用中心擺動(dòng)結(jié)構(gòu)，這樣后橋擺動(dòng)中心與動(dòng)力輸入中心可以重合，附加力矩對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊會(huì)減小，產(chǎn)生的振動(dòng)與噪音也會(huì)減小[3]。設(shè)計(jì)主機(jī)的結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)時(shí)，比如冷卻風(fēng)扇可以由液壓馬達(dá)單獨(dú)帶動(dòng)，不用發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，將風(fēng)扇與發(fā)動(dòng)機(jī)隔開(kāi)，密封整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，防止噪聲通過(guò)風(fēng)扇出風(fēng)口傳到外部，對(duì)環(huán)境的影響降低。當(dāng)然，也可以通過(guò)優(yōu)化液壓管路排列來(lái)降低產(chǎn)生的噪聲，或者在機(jī)罩等覆蓋件處設(shè)計(jì)粘貼吸音隔音材料等，來(lái)隔音降噪。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，應(yīng)將節(jié)能降耗的設(shè)計(jì)理念應(yīng)用到機(jī)械產(chǎn)品的加工及設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅能夠促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)及加工技術(shù)的進(jìn)步，同時(shí)能夠完全依靠設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源及資源的科學(xué)合理應(yīng)用，并可針對(duì)我國(guó)能源緊缺的問(wèn)題，采取對(duì)應(yīng)的節(jié)能降耗的設(shè)計(jì)方案，盡量減少能源的浪費(fèi)。

參考文獻(xiàn)

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