試論機械設計節能基本原理的分析與應用

戴存

摘 要： 隨著社會經濟的迅猛發展，機械制造行業得到顯著的發展和壯大，與此同時，對于能源的消耗量逐漸增加，能源短缺的問題日益加劇，而在機械設計中采用節能設計的方式則能夠有效減少對能源的利用，實現對整個社會資源與環境的保護。本文將對機械設計節能基本原理進行分析，并對其實際應用效果加以闡述。

關鍵詞： 機械設計；節能原理；實際應用

引言：在經濟建設持續發展的背景下，環境污染與能源短缺問題逐漸加劇，這些問題將會反作用到經濟中，對經濟的發展產生較大的阻礙。因此，我國企業以及相關部門應采取多種措施，將此類問題進行合理妥當的解決。而在機械設計中，采用節能基本原理，加工能夠獲得顯著的節能效果，進而極大的推動經濟發展的步伐。

1.機械設計節能基本原理

在機械設計中，其節能基本原理指的是對設備的動能輸出以及消耗的無用功進行整理，并且利用函數的形式對其進行分析和研究，進而總結出對機械設備的節能設計方法，本文將對以下幾方面的節能原理進行簡要的分析。

1.1在動能方面

在以往傳統的機械設計中，工程師通常會注重動能變化與輸出功率之間的關系，以及前者對后者產生的影響，進而對設備的波動、加工精度以及使用周期等方面進行適當的改善和調節，降低對系統產生的影響。在新時期背景下，應加強機械設計中的節能性，打破以往傳統中機械設計的弊端，將設備中的動能進行充分的開發，在具體的加工過程中，將動能進行及時的回收和轉化，并且在節能的基礎上，對系統周圍動能的變化程度進行適當的調節，使其范圍能夠得到有效的縮小。

1.2在輸出力方面

由于在不同工作要求的條件下，機械設備在具體的加工過程中，在輸出力方面也表現得各不相同，即便是對于相同型號的機械設備來說，其在面對不同工作要求時，也能夠展現出不同的輸出力。因此，應在此方面進行節能和改善。在根據具體的實際情況，對現象發生的原因進行分析和研究之后得出，在具體的加工過程中，使得機械設備的輸出力上升的主要原因是在較短的時間內，力的波動變大所影響，此種現象在函數當中將以周期函數的形式呈現。因此，要想實現真正的節能，應采取科學合理的措施將輸出力的波動進行有效的控制，使其能夠始終處于合理的范圍之內，進而達到節能的效果。

1.3在減少無用功方面

對于任何一種型號的設備來說，其在工作過程中都將不可避免的產生摩擦或者阻力，并且這些阻力將會產生一定程度的無用功，使其節能效果受到較大的不利影響，對于摩擦阻力的形成，則與設計過程中應用到零件的精度以及在工作過程中使用的潤滑方式具有密切聯系，這些無用功的存在將會對設備的使用效率產生較大的不利影響。因此，在對機械設備進行設計的過程中，應對其各個方面的節能要素進行綜合考慮，使其無用功得到有效的降低，進而使其使用效率得到顯著提升[1]。

2.機械設計節能的應用效果分析

2.1人才培養方面

隨著科學技術的迅猛發展，越來越多的新技術、新設備被研制出來，機械設計技術如若不緊跟時代發展潮流，積極進行原理與實踐方面的創新，很容易遭到時代的淘汰，因此機械設備的設計應做到與時俱進，不斷與新型技術相結合，加強對節能技術的應用。此外，當今時代激烈的市場競爭其本質是人才的競爭，在機械設計節能原理的研究以及節能設計的開展過程中，擁有大量的相關人才才能夠得以完成，對此，應加強對相關工作人員的培訓工作，使其理論知識與實踐能力得到顯著的提升，進而在機械設計中，能夠更加靈活的利用信息技術，將其節能效果變得更加顯著。

2.2加工設備的設計方面

在機械加工的過程中，其主軸的質量與波動將會對產品的質量產生較大的影響，因此，在進行產品的生產時，要著重注意主軸的運行狀態。為了能夠將此類問題得以良好的解決，可以采用在機器轉動的過程中加入飛輪的形式，使其通過自身轉動的慣性調整主軸中產生的波動程度，同時也能夠對其中不符合要求的系數進行適當的調節。如果機械始終處于一種不均勻的狀態下工作，那么其功率也會難以保證平穩，工作中產生的波動將會形成大量的資源損耗，導致資源浪費現象發生，因此在此過程中應注重利用添加飛輪等措施進行解決，達到節能效果。

2.3升降機械設計

在大部分施工現象中，都能夠應用到升降機，但是對其進行使用的同時也造成了一定程度的資源浪費。為了能夠積極迎合國家提倡的節能環保號召，有效減少機械加工中產生的能源浪費現象，需要在升降機的使用過程中，采取相應措施，融入節能理念，使其實現節能操作。通常來講，升降機的主要作用是進行空中作業以及移動，在空中完成物品的調配和運輸，這同樣也是其能源消耗最多的環節。在實際運用的過程中，應根據具體的實際情況，利用節能基本原理對其進行調整，使升降機的結構得到不斷的優化和更新，進而為生產施工提供更加良好服務的同時，也保障了其節能性。

2.4強化電子控制系統

要想實現機械設計中的節能性，需要獲得電子控制系統的支持，其主要作用是能夠對節能設計過程中具體細節進行監控，并做出詳細記錄，再通過人工形式對記錄內容進行檢查，進而對其節能效果加以判斷。對于功率輸出方面，能夠實現有效控制，進而有效的降低了對能源和資源的消耗量，減少浪費現象的發生。此外，通過對電子控制系統的利用，還能夠實現實時監控以及對自身進行檢測，當發現問題時能夠進行有效的處理和解決，進而使機械的使用壽命得到有效的延長[2]。

結束語：綜上所述，隨著科學技術的發展，信息技術水平逐漸提升，節能已經成為機械設計發展的總體趨勢。目前，在現代化的機械設計中主要原理是采用降低輸入的形式，使機械的使用效率得到顯著的提升，進而達到少投入、多回報的節能目標。同時，在機械設計的過程中，注重節能基本原理，也能夠減少對資源的消耗和浪費，這也與當前機械市場中的發展趨勢完全相符。

參考文獻

[1]胡曉博.塔機（門座式起重機）的能耗分析與節能設計研究[D].長安大學，2014.

[2]孫軍強.混凝土攪拌樓粉料儲存輸送系統節能分析與研究[D].長安大學，2014.endprint