機械設計環保節能基本原理分析與應用

樓淵

摘要：我國機械領域在不斷的提高和更新，其整體發展雖然能夠為我國國民經濟帶來快速且穩定的增長，但是同時也存在著對資源過度開采，使用中的資源浪費的情況。在制作機械產品的過程中存在廢氣污染排放等問題，這些問題都會直接影響到我國環境的發展。無論是任何一種經濟的發展，其本身都不能夠建立在破壞環境的基礎上，需要意識到環境是保證經濟發展的最重要因素之一。

關鍵詞：節能環保;工程機械;應用

引言

近幾年來，我國工程機械產品的先導——信息技術，實現了自動操縱、可視化駕駛、精確定位與作業、故障診斷與監控等功能，工程機械的科技含量越來越高。為有效降低其對環境帶來的壓力，關注工程機械產品的節能與環保成為必然。

1機械設計加工中能耗現狀及原因

1.1機械設備的差異性導致能耗程度不同

在開展機械設計加工的過程中，應結合實際選擇使用的零部件結構或者材料來選擇對應機械設備。但在實際設計與生產的過程中，人占據主導因素，部分設計人員為提升工作效率，選擇了不合適的機械設備，造成機械施工工藝的錯誤，尤其是在小零件的設計與加工過程中，設計人員對其設計尺寸盡量選擇偏大的，造成機械材料的浪費[1]。選擇不同的材料會產生的耗費量不同，因此會造成耗能程度也不同。

1.2不同機械設備的不同型號能耗量不同

針對同類設備，不同的型號其實際作用過程中的功率大小是不同的，應以實際的生產規格來進行機械加工處理，與企業展開合作，但是在相關訂單的完成過程中，會導致零件生產過程造成資源浪費。例如采用歷史刨床加工就可減輕機械設計加工的能耗，因此在實際的生產過程中，應以具體訂單量，來加強設計，盡量選擇合適的施工工藝。

2機械設計環保節能理念的應用

2.1應用環保型材料

1）應用再生利用的材料和資源。在設計工程機械產品時，要盡可能在各系統和部件設計中運用可回收、易分解、能再生的材料，保證其加工和使用過程中對環境無害。在設計結構件時，要選擇容易裝配和分解的大模塊化結構和無毒材料，這樣工程機械材料的再生率會大大提高。2）長壽命、低能耗和減輕重量的設計。工程機械產品的壽命延長，機械的生產量和降低其報廢量就會減少，產品能耗對環境的污染也會隨之減少，要減少材料和資源的消耗必須減輕產品重量，設計時可以從減少環境負荷的角度來對各系列產品同類零部件的互換性和通用性進行分析[2]。在保持主機各項性能參數前提下，主機和附屬作業裝置或機具的體積和重量要盡可能減少，動力傳動系統零部件的強度和耐久性能提高，這樣液壓系統才可以實現輕量化和高效率。

2.2對技術的改進

提高對工程機械自動化控制系統的設計技術也有著非常積極的作用，特別是對機械產品的噪音以及震動的改善，這一點能夠保證系統在使用中減少對于環境的污染。以往在使用該系統的過程，最經常困擾著人們的問題就是噪音以及振動，如果振動過大或者噪音污染過強，都會導致在實際應用中對人體造成非常不好的影響，減輕產品的噪音和震動，不僅僅是在保護環境，同時更能體現出該設計自身所帶有的人性化。低碳環保這一背景本身就在強調要在發展工業和經濟的過程中提高人性化，重視人們的生存條件。在日常使用機械系統時，還需要對液壓系統進行保養以及后續的改變，定期清潔液壓系統能夠延長液壓系統的使用壽命，同時根據液壓系統的實際情況，需要定期對其進行維修和維護，防止在實際使用中出現液壓系統由于內部油溫升的過快而導致的更換機油時間過短，最終導致系統的破壞。

2.3創新機械設計及加工模式

機械設計與加工是緊密關聯的，同時在工藝的選擇上也是密切相關的。尤其是對于中小企業來說，對機械產品進行單件或者整件機械產品的選擇性加工，對于控制其能源消耗，大力采用科學的機械批量加工，可幫助機械企業提升機械產品的加工成效，進而減少加工成本的投入。在完善和整合機械領域企業的發展模式，提高設計效率等，應以節能降耗為依據，對于提升中小型企業的持續穩定發展具有重要理論意義[4]。此外，應科學性的提升機械加工環節，對應的加工工序應簡練，具備科學化，盡量減少資源的利用量。必要情況下，可結合科學合理的計算，不斷的提升機械設計的加工處理環節，提升加工成效，促進和實現能源節約的科學化處理。

2.4液壓系統的清潔和防滲漏

在工程機械的液壓傳動中保持傳動液壓油的清潔度非常重要，工程機械液壓系統必須精心設計，將油液中微塵垃圾、機械磨損物等雜質去除，延長常用液壓元件的使用壽命，有效減少液壓元件的故障與磨損，液壓油的更換頻率會大幅度降低。同時在工作中液壓油的溫度升溫太高太快，換油間隔時間被延長，對周邊作業環境帶來的污染也相應減小。而且也可以運用增壓液壓油箱，對泵的吸油效果進行改善，延長其使用壽命，這樣外界灰塵和水分才不會進入油箱，整個液壓系統的清潔度大幅度提高。目前部分工程機械產品中普遍存在液壓系統的滲漏對周圍環境的污染，必須選擇耐腐蝕、防老化、具備優良密封性能的進口優質膠管進行液壓管路設計。設計時還需要盡可能運用硬管，有效減少損壞軟管的廢棄量，設計過程中運用軟管容易發生破裂，一旦油液流出，就會污染環境。

2.5節能降耗應用于機械設計階段

在機械設計過程中，其設計的產品需要與社會經濟發展的需求相匹配，進而滿足機械產品的要求，提升機械產品的加工成效，并利用節能降耗設計方案，不斷的增強市場的競爭力，盡可能的借助節能降耗來減少機械產品的設計成本。因此在機械加工設計的整個周期內，應在企業的發展過程中，植入節能降耗設計理念，并對設計人員進行培訓工作，切實提升機械設計人員的本職專業水平，并能夠切實加強設計人員的節能降耗設計理念。

2.6設計節能環保工程機械產品

1）選用低公害發動機。工程機械所有系統中對環境影響最大的部件就是發動機，設計產品時就要選擇低油耗、低排放、低噪聲、高效率的環保型水冷增壓柴油機，這樣其對環境的負荷才會減小。現在發達國家也在研究新的技術手段措施或應用新型的環保燃料來降低排放、噪聲等。2）降低整機振動與噪聲。目前工程機械產品設計中的一個焦點問題就是減振與降噪。在設計裝載機時，克服整機動力傳動系統與車架之間的共振、噪聲及對動力系統的疲勞破壞，就需要運用雙向減振懸掛系統在動力裝置中。在設計后橋時運用中心擺動結構，這樣后橋擺動中心與動力輸入中心可以重合，附加力矩對傳動系統的沖擊會減小，產生的振動與噪音也會減小[3]。設計主機的結構或系統的結構時，比如冷卻風扇可以由液壓馬達單獨帶動，不用發動機直接驅動，將風扇與發動機隔開，密封整個發動機，防止噪聲通過風扇出風口傳到外部，對環境的影響降低。當然，也可以通過優化液壓管路排列來降低產生的噪聲，或者在機罩等覆蓋件處設計粘貼吸音隔音材料等，來隔音降噪。

結語

綜上所述，應將節能降耗的設計理念應用到機械產品的加工及設計過程中，不僅能夠促進機械產品設計及加工技術的進步，同時能夠完全依靠設計技術優勢，實現我國能源及資源的科學合理應用，并可針對我國能源緊缺的問題，采取對應的節能降耗的設計方案，盡量減少能源的浪費。

參考文獻

[1]呂玉磊.節能降耗在機械設計加工中的應用[J].江西建材，2015（21）：285+290.

[2]宋俊華.試論工程機械產品設計中的節能與環保[J].中國設計工程，2017（20）：141-142.

[3]方志平.低碳環境下工程機械自動化控制系統的設計探析[J].科技尚品，2015（09）：43-44.