機械設(shè)計環(huán)保節(jié)能基本原理分析與應用

何明

【摘 要】現(xiàn)階段，隨著節(jié)能減排政策的實施和落實，使得企業(yè)越來越重視節(jié)能的重要性。特別是機械制造業(yè)對于環(huán)境的污染較大，對資源的浪費較大等問題，使得我國機械設(shè)備的能耗越來越大，面對這些問題亟需引起機械企業(yè)的重視和關(guān)注。因此，機械制造業(yè)需要將環(huán)保節(jié)能融入到機械設(shè)計中，能夠有效減少環(huán)境污染、資源浪費的問題。基于此，本文主要以機械設(shè)計環(huán)保節(jié)能基本原理為出發(fā)點，從升降機械方面的應用、機械加工設(shè)備方面的應用、大型壓路機等三個方面的應用進行全面的分析和探究。

【關(guān)鍵詞】機械設(shè)計;環(huán)保節(jié)能;基本原理;應用

機械制造行業(yè)在提升我國綜合國力方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。特別是我國科學技術(shù)的不斷提高，機械制造行業(yè)得到了迅速發(fā)展的趨勢。但是在發(fā)展經(jīng)濟的同時對我國環(huán)境的污染較大，相比于其他行業(yè)來講，其環(huán)境污染占到了一半以上。并且每年我國產(chǎn)生的廢舊電器對資源的浪費較大，將機械設(shè)計環(huán)保節(jié)能融入到機械設(shè)計中，對減少資源的浪費，降低環(huán)境污染等方面發(fā)揮著重要意義。以下著重對機械設(shè)計節(jié)能的基本原理進行了詳細的分析，以在合理應用的過程中能夠凸顯出機械設(shè)計環(huán)保節(jié)能的優(yōu)勢，促進機械制造行業(yè)的長久發(fā)展。

1 機械設(shè)計節(jié)能基本原理

機械設(shè)備環(huán)保節(jié)能的基本原理就是通過降低輸出的功率，減少無用功率等為出發(fā)點，結(jié)合功率平衡的多個方面的措施，通過相互之間的結(jié)合和統(tǒng)一，從而達到環(huán)保節(jié)能的目的。一方面，在機械系統(tǒng)設(shè)計過程中，以系統(tǒng)的勢能和動能作為常量，控制其在允許的范圍內(nèi)。另一方面，機械設(shè)計節(jié)能還能夠?qū)⑤敵龅南墓δ芎蜔o用功率等都控制在最小的范圍內(nèi)。同時，通過節(jié)能設(shè)計還能夠?qū)⑤敵龅南暮蛣幽艿淖兓实乳_展有效的控制，并對勢能的變化率也進行嚴格的控制，當機械導致輸出功率超出一定的范圍或者數(shù)值外，需要及時采取有效措施，根據(jù)輸出功率相同周期的新裝置進行重新的配置，在新裝置進行合成后能夠?qū)⒑瘮?shù)的幅度控制在最小的范圍內(nèi)。另外，還可以采取另外一種有效的措施，即配置具有能量儲存和轉(zhuǎn)換功能的新系統(tǒng)，這樣在發(fā)揮新系統(tǒng)的優(yōu)勢基礎(chǔ)上使機械設(shè)備系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中保持相對較低的功率水平，從而能夠使有限的能量得到合理的利用。

另外，部分機械裝置實際輸入功率出現(xiàn)過高或者功率無法發(fā)揮出最大限度的利用價值的主要與以下幾個方面的原因有著直接的關(guān)系。其詳情如下：

一方面，系統(tǒng)的勢能和運能、輸出和無用功率等無法在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的變化。另一方面，如果機械處于長時間的循環(huán)工作時發(fā)生減速的現(xiàn)象，系統(tǒng)的勢能或者動能并沒有得到充分的儲存或者轉(zhuǎn)化，這很容易導致輸入功率不能得到合理的利用，從而造成資源浪費嚴重，同時還能夠?qū)Νh(huán)境污染產(chǎn)生極大地威脅。

2 機械設(shè)計環(huán)保節(jié)能基本原理具體應用

2.1在升降機械方面的應用

升降機械主要被用于高空維修作業(yè)或者高空施工作業(yè)，其通過鏈條和大壓力容器的移動下對設(shè)備進行升降。因此，在正常的生產(chǎn)和經(jīng)營過程中，升降機械只有加強自身的動力能量，才能有效將升降設(shè)備運送到一定的高度，才能滿足生產(chǎn)和高空作業(yè)的需求。由此可見，升降機械設(shè)備在運轉(zhuǎn)時需要消耗較大的功率，但是在消耗更大的功率時，其會產(chǎn)生非常大的無用功率。如果降低無功功率產(chǎn)生的消耗，需要及時采取有效的節(jié)能措施。

根據(jù)機械設(shè)計節(jié)能的優(yōu)勢，需要借助電梯的設(shè)計原理，對升降機械進行設(shè)計和優(yōu)化，這樣才能達到降低損耗的目的。例如：曳引驅(qū)動機構(gòu)所發(fā)揮的作用不僅能夠保持升降機械的平衡，還能夠?qū)λ栉锲吩谶\輸過程中減少能源的損耗，特別是當升降機械與曳引驅(qū)動機構(gòu)速度相同時對同等質(zhì)量貨物進行有效的提升，這樣才能將升降機械的系統(tǒng)勢能維持在合理的范圍之內(nèi)。

2.2在機械加工設(shè)備方面的應用

生活中我們對于機械加工設(shè)備并不陌生。機械加工設(shè)備在正常的運轉(zhuǎn)過程中會消耗較大的能源。因此，為了能夠降低損耗和生產(chǎn)的成本，機械加工設(shè)備需要采取有效的措施，在達到節(jié)能的目的基礎(chǔ)上降低設(shè)備的輸入功率。例如：牛頭刨床這一機械設(shè)備主要是依靠主軸進行具體的操作，在操作過程中不僅能夠保障設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，還能夠達到降低設(shè)備能耗的目的。特別是機械加工設(shè)備在應用環(huán)保節(jié)能設(shè)計時，通過應用機械設(shè)計節(jié)能的基本原理，通過增加飛輪，其中該飛輪的功能主要是慣量較大，這種飛輪能夠降低設(shè)備主軸的速度，還能夠達到提升機械加工設(shè)備功率，節(jié)約能源消耗的目的。另外，在對桌椅或者電腦等生活設(shè)備進行加工過程中，通過利用電腦機械化的優(yōu)勢，開展加工生產(chǎn)工作，從而減少沖壓、焊接等設(shè)備的應用，這對降低資源的浪費等發(fā)揮著重要的作用。

2.3 在大型壓路機上的應用

大型壓路機的組成部分主要由前沖擊輪和后沖擊輪構(gòu)成的，其形狀主要是三邊弧形。其中沖擊輪的勢能所呈現(xiàn)的具體方式主要由周期函數(shù)來體現(xiàn)的，其變化空間和變化氛圍較大。因此，結(jié)合機械設(shè)計節(jié)能的基本原理，將其應用到大型壓路機中，能夠?qū)Υ笮蛪郝窓C系統(tǒng)勢能的變化范圍進行把握，并將其縮小到一定的范圍之內(nèi)。同時大型壓路機前沖擊輪和后沖擊輪的勢能在最小的范圍之內(nèi)，需要將相位達到一定的條件。特別是當重心最低時候的沖擊輪勢能變化縮小到最小的區(qū)間內(nèi)，如果區(qū)間越小，就說明大型壓路機在應用基本原理后，其所發(fā)揮的節(jié)能效果最佳。

結(jié)語

由此可見，本文在對機械設(shè)計環(huán)保節(jié)能基本原理進行有效的推敲和對輸入功率過高的原因做出合理的解釋和分析后，能夠?qū)ζ鋺冒l(fā)揮指導的作用。本文從升降機械方面的應用、機械加工設(shè)備方面的應用、大型壓路機等三個方面應用機械設(shè)計環(huán)保節(jié)能基本原理后，能夠有效降低設(shè)備運轉(zhuǎn)的功率，從而達到降低能源消耗和成本過多支出的目的，同時還能夠達到節(jié)能的目標，提高機械設(shè)備運轉(zhuǎn)的高效性和時效性。可見，其在以后的應用過程中具有較為明朗的發(fā)展前景。

參考文獻：

[1]胡洪銘.節(jié)能環(huán)保下工程機械自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計與應用研究[J].科技風，2019（21）：154.

[2]朱仁官.自動化控制技術(shù)在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的應用分析[J].科技視界，2019（12）：48-49.

[3]張明愷.節(jié)能設(shè)計理念在機械制造中的有效應用研究[J].南方農(nóng)機，2019，50（05）：90.

[4]李征.機械設(shè)計節(jié)能基本原理的分析與應用策略[J].內(nèi)燃機與配件，2017（10）：130.

（作者單位：四川省大邑中學）