新時期人性化的綠色環保機械設計探索

□陳 功

現如今機械發展歷經了幾個世紀的洗禮，設計原理愈加成熟，近現代的機械產品設計要求更高，功能愈加復雜，用處較廣，局限在生產效率以及生產質量中未過多考慮到使用者的舒適情況。人性化的綠色機械設計，一是基于環保保護，加強對能耗的考量，從廢棄零件再利用、低能耗、少污染角度展開設計，二是以使用者感受為主，以機械使用的舒適度以及操作手感為設計切入點，做到提高使用者的安全性與舒適度。本文主要從機械設計的人性化與綠色化切入點為主，針對機械設施，堅持國家的可持續發展戰略，以符合生態環境的需求為主，展開綠色機械設計與人機交互設計的探討，從設計元素大量引入與環保材料選擇入手，提供一些人性化設計建議與啟示。

一、合理選擇機械材料

人性化綠色機械設計，可在保證產品質量前提下，選擇綠色材料可有效減少污染、增強機械設計的可持續性、提高對產品性能的保障。因此，選擇機械綠色材料中，第一，要以可回收、易分解、可再生等加工原則為主，選擇無污染環境材料，確保在生產、加工中盡可能不出現材料污染問題。特別是在機械結構構件選擇與設計中，以可拆分、裝配、有足夠強度、無污染的材料，用材料的再生率為衡量指標選擇合適的機械材料。第二，要以壽命為指標，堅守產品使用壽命長、減輕產品重量的原則，若能夠提高機械材料的使用壽命，就可有效降延長產品報廢時限，可有效降低報廢材料對環境的污染，減輕產品質量可降低材料損害時，使得產品愈加輕便，提高驅動的節能性，降低污染排放污染范圍，設計中要先確保主機各項性能參數，盡可能地減少主機與輔助作業裝飾的重量與體積，以提高產品零部件的強度與耐久性能，做到機械系統輕量化與高效率。第三，不少機械必須要用污染型材料，則要遵從最少化原則，盡可能在保證機械使用無誤的前提下，減少污染型材料的使用，并加大研究力度尋找替代型的無污染材料。第四，在廢舊材料處理中，以分類處理，針對銷毀、再生利用為主，對不同的材料采用不同的處理方式，最大程度地對材料進行再利用，變廢為寶，減少污染同時提高效益。

二、引入豐富的人性化元素

新時期機械設計要貫徹落實以人為本的理念，設計綠色環保機械產品的同時，選擇綠色材料，引入人性化元素，確保機械設計可滿足使用者的要求。新時期人性化設計目的在保障工作人員的安全之下，運用更多合理設計理念融入其中，滿足使用者對設備的舒適度要求，最大化滿足使用者的操作要求：駕駛室設計中要依據機械工程學原理，以安全環保為前提，保障使用者安全性的同時，簡化操作，提高舒適度，從而極大地提升操作者的精確度。第一，要做好外觀設計，從色彩、造型以及識別牌等入手，以人的親切舒適度感覺為準，在外觀元素提取中，最大化迎合操作者的愉悅心情；第二，以自動化控制為主，結合計算機技術、智能控制等為主，解放人力操作，將自動化理念深入應用到機械設計中，采用動感、自動感應操作，提高產品的安全性以及可靠性；第三，要以簡約為主，在設計中盡可能地減少零部件使用，選用可靠、使用壽命長的零部件，將控制頻率控制在最低頻次，同時提高產品的性能減少環境污染，以滿足人性化的需求；第四，要優化潤滑設計，降低灰塵、顆粒等物品，避免對潤滑的影響，人性化設計要構建自動阻擋的作用，以自動感應加入為主確保潤滑劑的加入，可延長產品的使用壽命，降低維修成本。

三、人性化綠色機械設計要注意的事項

(一)合理選擇發動機，降低噪音污染。機械設備發動機的選擇牽一發而動全身，選擇合理的噪音能降低機械運轉中的聲響，減少耗油量，選擇市面上符合標準、耗油量低、噪音小以及排放污染低的環保型的發動機產品。主要是以環境污染為主，衡量機械材料、構建、設備的優劣，以機器與設備的實際高速運轉狀況測定機械水平。因此在機械設計中，要盡可能地考慮噪聲音量，一是以減少共振的方法，在裝載機設計中為動力裝置匹配雙向減振懸掛系統，以減少動力傳動系統與車架之間的共振、噪聲等破壞，降低噪聲對動力系統的損壞；后橋設計中，圍繞中心擺動結構組合構建，將后橋擺動中心與動力輸入中心重疊，降低附加力矩對傳動系統的振動與噪音，這樣一來，即使是在崎嶇不平的道路，也能夠降低各部件、組件之間的沖擊，降低噪聲生產。二是以部件咬合為主，實現噪聲控制。而液壓系統噪聲控制中，也可以優化液壓管路排列，降低液壓油泵振動以及油管振動等，在機罩等覆蓋件設計中提高緊密度以及使用吸音、隔音材料，降低內部件之間的振動；主體結構系統則可以通過冷卻途徑以及密封性設計，降低造影對操作人員的影響，采用風扇冷卻途徑由液壓馬達實現，以控制噪音。

(二)選擇優質可靠的液壓設備。液壓設備的選擇，要從壓強、各部件、整體運動運轉等進行考慮，以維護和保養為切入點，設計中注重防塵性、潤滑以及磨損，采用機罩、其他密封處理等，減少雜質的滲透，既可以降低液壓設備的磨損，也可減輕部件的消耗量，提高部件的使用壽命以及工作效益。此外，針對油耗量的考量，要針對油溫、工作介質密封性等為主，針對整個系統運轉需求將油溫控制在合適范圍之內，嚴格控制工作介質的密封性，避免液壓油滲透對系統造成影響，降低污染范圍。總而言之，液壓設備的選擇要以精密度、密封性以及油箱排列等為主，選用合格的油箱及管道，防止油料滲漏。

(三)人性化設計。人性化設計主要通過操作員模擬，以操作員的操作感受，從安全性與舒適度為主，按照人機工程學原理，布置好合理可調節座椅，設置防強光與紫外線玻璃為主，便于操作桿與方向盤操作，在資金保障的前提下，安裝空調，最大化提高操作員的舒適度與安全性。此外，還要設置多個潤滑設備，采用集中潤滑系統，以感應裝置自動注入潤滑油，環保方便，避免人工添加對人體的傷害。按照可靠性與舒適性原則，圍繞綠色環保的要求，選擇耐久使用的元部件，避免經常更換，以自動控制為主減少人工勞動量，降低對使用者的負擔。

四、結語

綜上所述，新時期人性化的綠色環保機械設計，可選擇綠色環保的材料，最大化挖掘材料使用價值，避免廢棄機械對環境的污染；引入人性化元素，以使用者的舒適度與安全性為主，合理設計機械外觀與駕駛室等，提高機械設計水平。