機械設計節能基本原理的研究分析

秦敬永

摘要：隨著社會經濟建設的快速發展，機械制造對于能源的消耗日益增加。能源短缺問題嚴重地影響了國民經濟的發展。機械設計節能成為機械生產研究的重要問題。機械設計節能效果也在工業生產中的應用逐漸的擴大。開展機械設計節能基本理論的研究能夠提升整體社會對于資源與環境的保護，并且對今后工業發展提出合理化建議。積極深化對機械設計節能基本理論的分析與應用狀況，進一步地促進機械設計節能廣泛的應用到其他領域中。文章對機械設計節能基本原理分分析與應用情況進行研究。

關鍵詞：機械；設計；節能；基本原理

經濟的快速發展將會導致環境污染嚴重和資源短缺情況的出現。這些問題將會反作用到經濟與社會發展中。如何妥善地處理好經濟發展與環境資源保護之間的關系成為社會穩定發展的重點。節能是環境資源保護的重要形式。加強對機械設計節能基本原理的研究，才能夠發揮出機械設計節能效果。機械設計節能應用到工業生產中，對于實現國民經濟可持續發展具有重要的影響意義。

一、機械設計節能基本原理的分析

機械設計節能在動能方面的影響最為明顯。傳統機械設計主要考慮的是輸出功率變化，特別是設備在運行過程中產生的波動。機械設計節能對于設備加工精度與周期影響更為突出，在設備加工的時候，需要根據動能狀況及時地進行能源回收或者轉化。并且根據節能特點，做好設備調節系統動能變化，能夠在最小范圍之內完成能源的回收。輸出力會根據節能狀況進行調整。在不同運行環境中，機械設備輸出力會有明顯的差異。特別是相同機械設備運行過程都會涉及到節能改善。在較短的時間內機械設備運行會產生較大的波動，這些波動出現的阻力都會影響到機械設備的運轉情況，并且會隨著變化減小，節能的效果也會更加的明顯。機械設備在運行的時候都會涉及到摩擦等阻力，調整零件精度或者潤滑的方式都能夠提升設備的使用效率。因此，在機械設計節能效果上要最大限度地降低無用功的產生，對于節能原理要進行充分的總結，處理好動能、輸出力以及無用功之間的關系，能夠根據設備情況進行機械設計節能的改進。通過對參數變化的研究，實現能源的有效節約。

二、機械設計節能基本原理的應用

（一）人才培養與新技術的應用

機械設計節能涉及到很多多方面的知識，需要專業性較強的工作人員才能夠完成。專業人才是開展機械設計節能基本原理研究的核心基礎。針對這種情況要持續進行工作人員專業培訓，這是實現機械設計節能必要條件。在實際技術基礎上進行整體性突破，并且要充分地運用信息技術實現機械設計節能水平的提升。

（二）強化電子控制系統

電子控制系統對于提升機械設計節能效果的準確性具有重要的作用。電子控制系統能夠對機械設計節能進行實時監控，做好機械設計節能控制工作，通過智能化系統對機械設計節能狀況進行判斷。有效地控制功率輸出，并且避免消耗的進一步擴大。使機械設計節能效果達到最大優勢。電子控制系統同時還能夠對自身進行檢測，發現其中存在的限制因素，有效地延長機械使用的壽命。

（三）在升降機械方面的應用

升降機械主要是應用鏈條或者大壓力容器移動升降設備，進行高空維修或者高空作業。在實際的工作中，升降機械需要非常大的動力能量才能將升降設備送到需要的高度。觀察升降機械工作的過程可以看出，升降機械需要消耗很大的功率，從而產生非常大的無用功，亟需采取相應的節能措施。因此，需要根據機械設計節能，再結合電梯的設計原理進行升降機械的設計和優化，以此來降低升降機械的能源浪費以及能源消耗。比如，當升降機械與曳引驅動機構保持一致的速度進行同等質量貨物的提升時，曳引驅動機構可以有效維持升降機械的平衡，降低提升貨物過程中造成的能源損耗，確保升降機械的系統勢能維持常量或者在最小的范圍內變化。

（四）在機械加工設備方面的應用

機械加工設備在生活中的應用非常廣泛，機械加工設備在工作時消耗的能源也非常多，因此，機械加工設備也要采取一定的節能措施。比如，牛頭刨床，這種機械加工設備是依靠一個質量比較大的主軸來進行操作的，這個主軸可以確保設備的穩定運行，要想節約該設備的能耗，就要降低設備的輸入功率，應用機械設計節能的基本原理，在該設備的基礎上增加一個慣量比較大的飛輪，以此來降低設備主軸的速度變化，從而提升機械加工設備的功率，節約能耗。另外，在進行桌椅、衣櫥或者電腦等生活設備的加工時，可以采用電腦機械化來進行加工生產，減少沖壓以及焊接等設備的應用，以此來降低機械加工設備生產時造成的資源浪費。

（五）在大型壓路機上的應用

大型壓路機是由三邊弧形的前沖擊輪以及后沖擊輪所組成的，沖擊輪的勢能是按照周期函數來呈現的，具有很大的變化空間以及變化范圍。因此，根據機械設計節能的基本原理可知，要想使大型壓路機節能，就要縮小大型壓路機系統勢能的變化范圍，當大型壓路機前沖擊輪以及后沖擊輪的勢能出相位達到一定的條件時，系統勢能就會在最小的范圍內變化。另外，還可以將重心最低時候的沖擊輪勢能變化減小到最小的區間內，這個區間越小，大型壓路機的節能效果就越好。

三、結束語

可持續發展成為我國經濟與社會不斷進步的重要載體。可持續發展道路能夠實現自然、資源、人類等方面的和諧統一。特別是工業生產中融入可持續發展理念將會實現節能減排。針對這種情況要強化機械設計節能效果，明確掌握全面的機械設計節能基本原理，通過掌握理論知識指導工業實踐生產，這樣能夠實現成本投入得到有效的控制，避免資源出現嚴重浪費，在根本上保護環境。對于構建和諧文明健康的社會具有重要的意義。機械設計節能在社會發展充分發揮巨大作用。保證機電產品消耗得到控制，實現降低輸入功率。

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