綠色理念在機械設計制造中的應用分析

李璐岑 劉曉華

(湖南農業(yè)大學機電工程學院，湖南 長沙 410128)

0 引言

可持續(xù)發(fā)展是綠色理念的重點內容，伴著時代的變化和科技的進步，傳統的機械設計制造雖然在我國經濟的發(fā)展中發(fā)揮了很大的作用，但卻一直有著低效率、高耗能、易產生污染的缺點。如今，國家在強調節(jié)能減排和“綠水青山就是金山銀山”，意味著傳統的機械設計制造行業(yè)必須開始轉型并與綠色設計理念緊密結合，增強機械的節(jié)能特性和環(huán)保特性，以提高生產效率和能源使用率，推動可持續(xù)健康發(fā)展，實現最大經濟效益。

1 運用綠色理念在機械設計制造中的優(yōu)勢

1.1 推動經濟快速發(fā)展

雖然傳統的機械設計制造為經濟發(fā)展做出了巨大貢獻，但考慮到可持續(xù)發(fā)展，綠色理念因此被廣泛運用在機械設計制造行業(yè)中，隨之而來的是一系列新型產業(yè)如雨后春筍般誕生，并帶動其它綠色產業(yè)發(fā)展，例如，與材料的回收與再利用、新型綠色材料的研發(fā)等相匹配的行業(yè)。新行業(yè)的產生，不僅可以為社會提供就業(yè)崗位，緩解失業(yè)問題，還可以促進當地的經濟發(fā)展，帶動與生產行業(yè)相配套的服務業(yè)發(fā)展。

1.2 推動技術創(chuàng)新發(fā)展

隨著綠色理念的加入，結合生命周期設計、模塊化設計和可拆卸設計這3種方案，可以根據行業(yè)需求研發(fā)出新的技術。在新技術的生產發(fā)展階段中，必然還會引起其它機械行業(yè)的模仿，或行業(yè)之間的合作[1]。以最初的新技術為基礎制造企業(yè)還會繼續(xù)根據綠色理念研發(fā)出有效性和科學性更好的技術，提高生產效率和產品質量及環(huán)保性，實現技術創(chuàng)新升級，在保護環(huán)境的前提下獲取最大利益。

1.3 減少原材料和能源的耗費

機械設計制造行業(yè)是一個很消耗材料和能源的行業(yè)，其在綠色理念的引導下，可以提高產品的合格率和循環(huán)使用率，延長機械設備的使用壽命，并使能源最大程度地得到利用[2]。但是應該注意的是，在整個生產與設計的過程中，不能為了降低成本而偷工減料，影響到機械和產品的質量。

1.4 實現廢棄物的循環(huán)回收利用

傳統的機械設計制造行業(yè)沒有回收并循環(huán)利用廢棄物的意識，也沒有相關的機械設備。綠色理念的提出使創(chuàng)新技術得到研發(fā)，推動與廢棄物循環(huán)回收利用相關企業(yè)的發(fā)展。在獲得經濟利益、為循環(huán)工業(yè)發(fā)展制造良好環(huán)境的同時，還保護了生態(tài)環(huán)境，促進可持續(xù)發(fā)展。

2 綠色理念在機械設計中的應用分析

2.1 選擇節(jié)能、無公害、易回收材料

目前我國的傳統機械設計制造材料一般含有汞、鉛等重金屬，使用的能源也大多是不可再生能源，不僅在生產階段對工作人員身體健康產生危害，排放的廢氣、廢水對環(huán)境產生傷害，還對后續(xù)的回收再利用產生影響。綠色理念注重對環(huán)境的無污染，因此在選材上要遵循節(jié)能、無公害、易回收、可降解的原則，在供能能源上也選用環(huán)境友好型能源。

2.2 優(yōu)化產品設計

優(yōu)化內部零件結構和形狀，減少零件至合理的數量，減輕零件重量，使得減小零件之間的阻力，降低不必要的能耗[3]；優(yōu)化可拆卸設計，減緩或避免對零部件的損傷，延長機械使用年限；優(yōu)化可回收設計，使得各個零件和材料發(fā)揮其最大的作用，降低生產成本[4]；使用AutoCAD、Solidworks、ANASY等軟件，實施虛擬化設計和運行實驗，及時發(fā)現不足，選擇最優(yōu)設計方案。

2.3 建立相關數據庫

通過建立數據庫來充分了解掌握原材料情況和設計參數是將綠色理念融入機械設計制造的重要方式之一。建立動態(tài)材料數據庫，對材料的狀態(tài)、性能進行核查，可以了解和掌握機械設計當中材料的選用和相關開支等，以及有針對性地對回收所得的材料進行利用和處理，減少浪費[5]。建立綠色機械設計數據庫，對機械設計制造過程中有關參數進行備份，并且通過對設計數據的分析和系統化的存儲，有利于綠色設計的實踐。

3 結束語

根據我國節(jié)能減排政策，綠色設計理念會成為機械設計制造可持續(xù)健康發(fā)展的指路牌。雖然綠色可持續(xù)發(fā)展是當代機械行業(yè)的發(fā)展趨勢，但將其充分運用在實際中還是一個比較困難的過程，這需要設計人員對綠色理念有一個明確的了解，然后使其與機械設計充分結合，獲取更多的經濟和社會效益，實現可持續(xù)健康發(fā)展。