對機械設計節(jié)能基本原理的分析與應用探究

張雄風（湖南省瀏陽第一中學 湖南省瀏陽 410304）

對機械設計節(jié)能基本原理的分析與應用探究

張雄風
（湖南省瀏陽第一中學 湖南省瀏陽 410304）

當前節(jié)能環(huán)保意識已經(jīng)深入人心，可以預見，在未來的行業(yè)發(fā)展中，節(jié)能原理的應用會受到越來越多的重視，對機械設計行業(yè)而言，其機械設計和生產(chǎn)中存在著能源浪費現(xiàn)象，這就違背了低碳環(huán)保的發(fā)展理念，因此如何將節(jié)能基本原理應用于行業(yè)生產(chǎn)是我們重點思索的問題。我們從高中生的認知角度出發(fā)，對機械設計節(jié)能進行了分析，針對節(jié)能原理的應用提出了自己的建議。

機械設計；節(jié)能原理；應用探究

1 機械節(jié)能設計的基本原理

機械設計秉承了節(jié)能低碳的發(fā)展理念，平衡設計過程中能源的應用，從功率匹配節(jié)能、減少設備摩擦、優(yōu)化動力驅動等三個方面入手，強化工藝設計的科學性，從而降低了生產(chǎn)過程中的能源消耗，實現(xiàn)機械設計過程的節(jié)能環(huán)保。

1.1 動力驅動節(jié)能設計

對于機械生產(chǎn)而言，機械設備發(fā)動機是主要的動力驅動，這也是節(jié)能設計優(yōu)化的關鍵環(huán)節(jié)，在維持設備正常運轉的前提下，最大限度的降低驅動設備的輸入功率，提升設備電能轉化率，發(fā)揮其熱能、動能、勢能高輸出的性能，從而提高能源的利用效率。對于機械設計而言，在節(jié)能設計環(huán)節(jié)的實際工作時，設備啟動和減速停止是兩個急需優(yōu)化的重要環(huán)節(jié)，也是動力源節(jié)能設計的關鍵所在，設計人員要優(yōu)化發(fā)動機運行，將啟動和停止過程中產(chǎn)生的功能進行存儲，并將這部分能量作為設備啟動的動力能源。

1.2 節(jié)能設計中減少摩擦原理

設備摩擦是能量消耗的重要部分，設備零部件在運行過程中會發(fā)生相互摩擦，從而造成了動力消耗，因此機械設計節(jié)能要做好設備摩擦處理，減少零部件之間的摩擦損害，如動力傳輸帶、傳送柱、齒輪等部件，在實際的節(jié)能設計中，可以對直接摩擦的原件進行特殊處理，例如可以進行表面磨光，或者是及時應用潤滑油，這種設計方式可以有效減少摩擦的能源消耗。

1.3 功率匹配設計

機械設備的節(jié)能設計需遵循功率匹配的原理，即根據(jù)設備具體使用環(huán)境與情況設計與之相匹配的運行功率。例如，設計裝卸工廠傳送帶的運行功率必然會遠大于設計食品加工傳送帶的運行功率，同時在節(jié)能設計中，對設備進行功率檔位的設計，也體現(xiàn)了功率匹配的節(jié)能原理。

2 機械設計中資源浪費的原因探析

通過對機械設計行業(yè)的調查發(fā)現(xiàn)，資源浪費的現(xiàn)象依然存在，低碳節(jié)能的設計理念依然沒有徹底貫徹，首先是節(jié)能合計理念缺乏，我國機械設計理念沒有跟上時代發(fā)展的要求，沒有從提升機械設備生產(chǎn)效益和生產(chǎn)能力上轉移到節(jié)能生產(chǎn)的理念上，機械設備的運轉、負載能力、運行強度設計缺乏節(jié)能規(guī)劃，從而影響了機械設計的節(jié)能性。再者是相關從業(yè)設計人員的專業(yè)能力較差，沒有秉承節(jié)能原理的設計要求，再加上很多設計人員的專業(yè)設計能力較差，不能從宏觀的角度出發(fā)研究設計節(jié)能理論的應用，因此其產(chǎn)品設計和實際生產(chǎn)脫節(jié)，忽略了設備在具體環(huán)境下的節(jié)能應用效果。此外我國機械設計整體行業(yè)水平偏低，節(jié)能設計理論和技術不能及時轉化為生產(chǎn)力，雖然構建了理想化的節(jié)能設計方案，但是在實際中卻無法投入使用，從而制約了機械設計節(jié)能原理的工程應用。

3 機械設計節(jié)能設計原理的應用

3.1 材料和動力驅動設計

機械設計技能原理的應用應當從材料選擇和動力驅動設備設計入手，隨著科學技術的發(fā)展，越來越多的新材料應用于機械設備中，其動力驅動設備也不斷升級，因此在設計過程中，要在保證機械設備性能的基礎上，優(yōu)先設計選擇高性能、無污染、易處理、綠色型的環(huán)保材料，優(yōu)先選擇尾氣排放量小的動力源，落實貫徹節(jié)能設計要求。再者要不斷開發(fā)新型可取代能源，擴展綠色能源的比重，逐步取代傳統(tǒng)的化石能源，在不影響機械設備運行效率的前提下，設計人員要選擇太陽能、風能驅動的設備，例如可以考慮環(huán)保型水冷增壓發(fā)動機或是電控節(jié)能型發(fā)動機。

3.2 電子控制技術應用

隨著電子信息技術的發(fā)展，其應用逐漸擴展到機械設計領域中，電子控制技術應用極大提高了生產(chǎn)效率，縮減了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的時間，從而提高了能源的利用效率。當前無線網(wǎng)絡技術與計算機技術聯(lián)合應用構建了系統(tǒng)化的電子控制技術，實現(xiàn)了對機械生產(chǎn)的精細化控制，滿足了節(jié)能減排的生產(chǎn)目的。在機械設計過程中，引入電子控制技術可以對整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行監(jiān)控和調整，對生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)進行實時調控，通過智能終端系統(tǒng)調整工藝流程，減少能源浪費節(jié)點，達到了節(jié)能優(yōu)化的效果。

3.3 新技術的應用

新技術應用是支撐機械設計節(jié)能的關鍵所在，技能設計方案實施離不開技術平臺支撐，因此我們應當強化對節(jié)能新技術的資金投入支撐，加大先進技術的引進力度，將更多的節(jié)能技術應用到設計方案中。再者設計工作者也應在設計方案中嘗試引入更多的新型節(jié)能技術，激勵和引導我國節(jié)能技術進步與發(fā)展。

4 結語

綜上所述，機械設計節(jié)能基本原理的應用是當前行業(yè)發(fā)展的要求和趨勢，因此從業(yè)設計人員要強化專業(yè)設計知識的學習，掌握扎實的機械設計方法，將低碳節(jié)能的理念融入到設計工作中，從革新技術和創(chuàng)新理論入手，實現(xiàn)機械設計技術與時俱進，實現(xiàn)行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

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[2]楊增光.淺析機械設計節(jié)能基本原理的分析與應用[J].山東工業(yè)技術，2016（11）.

[3]陳巧蓮.機械設計節(jié)能基本原理的分析與應用研究[J].科技展望，2016（13）.

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1004-7344（2016）29-0278-01

2016-9-27