機(jī)械工程綠色設(shè)計(jì)研究

趙傳芳

摘要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，可持續(xù)發(fā)展已成為人類文明的共識(shí)。傳統(tǒng)工程機(jī)械的發(fā)展落后于時(shí)代觀念的發(fā)展，不能適應(yīng)社會(huì)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的要求，工程機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)需要改進(jìn)。在此背景下，本文對(duì)工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)與制造技術(shù)進(jìn)行了研究。本文首先分析了綠色設(shè)計(jì)和工程機(jī)械制造技術(shù)應(yīng)用的背景和必要性，闡述了綠色設(shè)計(jì)的分析、綠色材料的理解和綠色技術(shù)的理解，并討論了工程機(jī)械綠色設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的具體應(yīng)用。對(duì)工程機(jī)械綠色設(shè)計(jì)和制造技術(shù)具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程;綠色設(shè)計(jì);研究

前言：

隨著我國(guó)工業(yè)化水平的提高，工程機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展受到了推動(dòng)，但同時(shí)也出現(xiàn)了環(huán)境污染、生態(tài)破壞等問(wèn)題。因此，工程機(jī)械綠色設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的研究具有重要意義，它決定了工程機(jī)械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展方向。

一、綠色設(shè)計(jì)和制造技術(shù)分析

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的節(jié)能環(huán)保意識(shí)逐年提高，現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了工程機(jī)械綠色設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展。設(shè)計(jì)的目的是充分考慮設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的節(jié)能環(huán)保，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，提高工程機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的資本利用率。采用工程機(jī)械綠色設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，一方面增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益，另一方面體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的理念，增加社會(huì)效益，有利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。作為制造業(yè)的重要組成部分，其生產(chǎn)方式的進(jìn)步對(duì)于促進(jìn)綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、降低能耗、減少“三廢”排放、減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響具有重要意義。目前工程機(jī)械制造過(guò)程中仍存在大量的污染和浪費(fèi)，如用于熱處理和調(diào)理的淬火油、用于預(yù)涂的酸性洗滌磷化液、油漆中的重金屬和“三苯”含量、電鍍液中含有致癌物質(zhì)的六價(jià)鉻等已成為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向，因此大力發(fā)展工程機(jī)械綠色制造技術(shù)，減少加工過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響，提高產(chǎn)品的能耗，成為企業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。本文從綠色制造的理念出發(fā)，探討了如何通過(guò)技術(shù)改造、新材料、新設(shè)備的引進(jìn)，在工程機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)綠色制造和清潔生產(chǎn)。

（一）綠色設(shè)計(jì)的分析

工程機(jī)械領(lǐng)域的綠色設(shè)計(jì)主要是指在工程設(shè)計(jì)的早期階段考慮工程機(jī)械對(duì)環(huán)境的影響，通過(guò)不同的設(shè)計(jì)手段達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。在綠色設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮到產(chǎn)品技術(shù)、設(shè)計(jì)壽命及相關(guān)的并行工程，以及設(shè)計(jì)工程機(jī)械對(duì)環(huán)境的影響，使工程機(jī)械能夠循環(huán)利用，正常生產(chǎn)。工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)主要包括生命周期的設(shè)計(jì)方法、并行工程方法和模塊化設(shè)計(jì)方法。其主要目的是設(shè)計(jì)符合科學(xué)發(fā)展觀的工程機(jī)械，減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，降低工程機(jī)械和設(shè)備在整個(gè)生命周期的能耗，從根本上減少環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。

（二）對(duì)環(huán)保材料的認(rèn)識(shí)

綠色材料在工程機(jī)械制造過(guò)程中的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械綠色設(shè)計(jì)和制造的必要組成部分。綠色材料的應(yīng)用要求設(shè)計(jì)者不僅要考慮產(chǎn)品的性能和使用壽命，還要考慮設(shè)備對(duì)環(huán)境的影響。在選擇綠色材料時(shí)，應(yīng)首先考慮回收利用或可再生材料的可能性，提高工程機(jī)械的利用率，降低資源波動(dòng)費(fèi)。對(duì)于不能用回收或再利用材料制造的設(shè)備部件和組件，應(yīng)選擇低能耗和污染較小的材料，同時(shí)盡量減少對(duì)人體健康有害的材料。

（三）對(duì)綠色工藝的理解

綠色工藝用于機(jī)械產(chǎn)品的制造。所謂綠色過(guò)程主要是指在產(chǎn)品的制造過(guò)程中，不降低產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，考慮到制造過(guò)程對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。產(chǎn)品的核心是提高生產(chǎn)效率，減少有害過(guò)程，減少產(chǎn)品對(duì)用戶的不利影響。工程機(jī)械制造過(guò)程中的綠色技術(shù)主要包括加工工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)、刀具使用的優(yōu)化和清洗技術(shù)。首先是機(jī)械加工工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在機(jī)械產(chǎn)品的加工中采用綠色技術(shù)首先要優(yōu)化產(chǎn)品的加工順序，將具有相似加工材料和加工設(shè)備的零件和部件進(jìn)行集中加工，以降低不合理的工藝安排造成的資源成本。注意加工過(guò)程中各環(huán)節(jié)生產(chǎn)時(shí)間的控制，加強(qiáng)對(duì)加工過(guò)程各環(huán)節(jié)的監(jiān)控。第二，優(yōu)化工具使用。在綠色制造過(guò)程中，選擇的加工工具應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，保證工程機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，降低產(chǎn)品質(zhì)量和不合理加工工具造成的能源浪費(fèi)等問(wèn)題的發(fā)生概率，提高綠色制造過(guò)程中資源的有效利用率。第三，清潔技術(shù)的選擇。在工程機(jī)械制造過(guò)程中，合理選擇清潔技術(shù)可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗，減少制造過(guò)程對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，提高機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)率和合格率。

二、機(jī)械綠色設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的具體應(yīng)用

在工程機(jī)械中，充分利用綠色設(shè)計(jì)和制造技術(shù)不僅滿足了當(dāng)代環(huán)保節(jié)能發(fā)展的要求，而且促進(jìn)了工程機(jī)械工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，綠色設(shè)計(jì)和綠色制造是工程機(jī)械企業(yè)提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。

（一）工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)

在工程機(jī)械綠色設(shè)計(jì)的早期階段，應(yīng)科學(xué)、合理地分析其生產(chǎn)環(huán)境和資源，使設(shè)計(jì)的工程機(jī)械和設(shè)備既能節(jié)能環(huán)保，又能重復(fù)使用。這要求設(shè)計(jì)者充分了解機(jī)械設(shè)備的性能、設(shè)備的使用壽命和設(shè)備使用的環(huán)境。此外，有必要掌握設(shè)備設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)，使工程機(jī)械設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能夠在不影響生產(chǎn)的情況下保護(hù)生態(tài)環(huán)境和資源的循環(huán)利用。工程機(jī)械綠色設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是節(jié)約資源。在綠色設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種節(jié)能的工程機(jī)械產(chǎn)品，在不影響工程機(jī)械產(chǎn)品整體性能的前提下，最大限度地減少資源消耗。這樣做可以從根本上改變我國(guó)資源緊張的狀況。例如，改變?cè)傅兜脑O(shè)計(jì)，使用夾式非重磨刀，可以節(jié)省刀柄材料。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，變頻器的使用不僅能改變?cè)O(shè)備的功率，而且還能減少耗電量，保護(hù)環(huán)境。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，我們應(yīng)該充分考慮到在機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中給操作者帶來(lái)的損害。工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)主要有三種方法：第一是生命周期設(shè)計(jì)方法。生命周期設(shè)計(jì)方法是分析從設(shè)計(jì)到工程機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)和報(bào)廢的過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，獲得生產(chǎn)過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)所需的能源總量，充分考慮過(guò)程中可能對(duì)環(huán)境造成的損害，并研究工程機(jī)械的適當(dāng)產(chǎn)品。第二，并行工程法則。所謂“并行工程方法”是指工程機(jī)械制造過(guò)程中，對(duì)產(chǎn)品的制造成本、質(zhì)量、功能和用戶要求進(jìn)行統(tǒng)一的分析，最終實(shí)現(xiàn)信息的整合，以確保設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不僅能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，而且能滿足用戶的要求。第三，模塊化設(shè)計(jì)方法，即所謂的“模塊化設(shè)計(jì)方法”，主要是根據(jù)工程機(jī)械產(chǎn)品的功能，將工程機(jī)械產(chǎn)品分成不同的模塊。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們只需對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行分析，以確保每個(gè)模塊都能滿足節(jié)能環(huán)保的要求，并將綠色設(shè)計(jì)完美地體現(xiàn)在工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展。

（二）工程機(jī)械的綠色制造

目前影響工程機(jī)械綠色制造的因素很多，其中綠色技術(shù)的選擇最為重要。在工程機(jī)械的生產(chǎn)和制造過(guò)程中，必須選擇無(wú)毒無(wú)害的材料和綠色環(huán)保材料，選擇綠色環(huán)保技術(shù)，始終保持生態(tài)環(huán)境和節(jié)約資源為基本出發(fā)點(diǎn)，以指導(dǎo)工程機(jī)械的生產(chǎn)和制造。這一方面可導(dǎo)致減少有害環(huán)境的生產(chǎn)工序和形成密集的生產(chǎn)方法，另一方面可導(dǎo)致提高生產(chǎn)效率和數(shù)量。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，工程機(jī)械制造業(yè)要滿足社會(huì)節(jié)能環(huán)保的要求，就必須利用工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，減少對(duì)環(huán)境的破壞。同時(shí)，應(yīng)將能耗降至最低，提倡資源回收和再利用，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅正球.關(guān)于工程機(jī)械綠色設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的相關(guān)思考[J].橡塑技術(shù)與裝備，2015，24（ 12） ：65 ～ 66.

[2]宋延超，薛偉，江麗.粉末噴涂在工程機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用 [J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2014，17（3）：37-40.

[3]于克強(qiáng).過(guò)程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)與制造技術(shù)[J]. 黑龍江科技信息，2008，17（ 6） ：24

[4]劉新權(quán).綠色制造技術(shù)在機(jī)械制造過(guò)程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（3）：65-68.

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