盧雪紅

蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 730021

大工業(yè)機(jī)器時(shí)代的機(jī)械是冰硬的、古板的、沒(méi)有節(jié)制的，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)將機(jī)械視為工業(yè)生產(chǎn)的工具，很少考慮到人的感受和環(huán)境的因素。但是，隨著社會(huì)的進(jìn)步、時(shí)代的發(fā)展和環(huán)境問(wèn)題的惡化，人們開(kāi)始意識(shí)到機(jī)械工程產(chǎn)品是不能離開(kāi)人的感受和外部環(huán)境而存在的。這就催生了機(jī)械設(shè)計(jì)新理念——以提高工程人員操作的舒適度、安全性，降低能耗，減小環(huán)境污染為目的的綠色環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)理念。本文從人性化的角度對(duì)綠色環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探討，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)從業(yè)人員帶來(lái)一定的啟示。

1 綠色環(huán)保材料的選擇

在選擇綠色環(huán)保材料的時(shí)候，盡量要滿足以下原則：

選用可再生利用的材料和資源，材料要滿足可回收、易分解、能再生而且在加工和使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境無(wú)害的要求，尤其是結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能采用比較容易裝配和分解的大模塊化結(jié)構(gòu)和無(wú)毒材料，要以提高工程機(jī)械材料的再生率為目的。

要本著長(zhǎng)壽命、低能耗及減輕重量的原則，延長(zhǎng)產(chǎn)品的壽命就是減少生產(chǎn)、降低報(bào)廢率，降低能耗就是減少污染，減輕重量就是減少材料和資源的消耗?；谶@一原則，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該在保持主機(jī)各項(xiàng)性能參數(shù)的前提下，盡最大可能減少主機(jī)和附屬作業(yè)裝置或機(jī)具的體積和重量，同時(shí)提高動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)零部件的強(qiáng)度和耐久性能，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)的輕量化和高效率。

要選擇低環(huán)境負(fù)荷的材料，各部件的材料盡量不要選擇含氯橡膠、樹(shù)脂及石棉等有害材料，在儀表、散熱器及蓄能電池的生產(chǎn)中，應(yīng)該盡可能減少鉛的使用量，在主機(jī)附屬零部件的使用方面，應(yīng)該盡量選用新型的高科技環(huán)保材料。

處理廢棄零部件要把污染降到最小，降低綜合處理成本，應(yīng)滿足解體方便、破碎容易，能焚燒處理或可作為燃料回收的要求。

2 綠色環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇

在選擇發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)程中，要選擇低油耗、低排放、低噪聲、高效率的低公害發(fā)動(dòng)機(jī)，比如環(huán)保型水冷增壓柴油機(jī)對(duì)環(huán)境的污染就比較小，可以采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、工藝或者燃料來(lái)降低排放、減小噪聲、減小油耗。

2.2 降低機(jī)械產(chǎn)品的振動(dòng)和噪音

這是機(jī)械設(shè)計(jì)中最令人關(guān)注的問(wèn)題，降低整機(jī)的噪音不但體現(xiàn)了環(huán)保理念，也貫徹了人性化的宗旨。比如，在裝載機(jī)的設(shè)計(jì)中，動(dòng)力裝置采用雙向減振懸掛系統(tǒng)就能克服整機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)與車架之間的共振、噪聲及對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的疲勞破壞；后橋設(shè)計(jì)成中心擺動(dòng)結(jié)構(gòu)能使后橋擺動(dòng)中心與動(dòng)力輸入中心重合，很好地減少附加力矩對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)不停沖擊所產(chǎn)生的振動(dòng)與噪音，避免在崎嶇不平的道路上整機(jī)各部件相互沖擊所產(chǎn)生的噪聲。除此之外，主機(jī)的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也可以產(chǎn)生減振降噪的效果，比如可以用液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)方式來(lái)代替發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇，從而實(shí)現(xiàn)降低噪聲的目的，也可以通過(guò)優(yōu)化液壓管路排列來(lái)降低液壓油泵振動(dòng)、閥節(jié)流和油管振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，還可以在機(jī)罩等覆蓋件處設(shè)計(jì)粘貼吸音隔音材料。為了更好地體現(xiàn)人性化的宗旨，可以設(shè)計(jì)全密封整體式駕駛室，實(shí)現(xiàn)密封減振，隔音降噪的目的。

2.3 液壓系統(tǒng)的清潔和防滲漏

機(jī)械工程的液壓系統(tǒng)至關(guān)重要，因此要注意保持液壓系統(tǒng)的清潔。在機(jī)械設(shè)計(jì)階段要精心設(shè)計(jì)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)，這樣可以起到去除油液中微塵垃圾、機(jī)械磨損物等雜質(zhì)的作用，還可以減少部件的磨損與故障，延長(zhǎng)一般部件的使用壽命，降低液壓油的更換頻率。做好液壓系統(tǒng)的清潔還可以避免液壓油在工作中溫度升得過(guò)高過(guò)快，減少污染，延長(zhǎng)換油時(shí)間。此外，還可以通過(guò)采用增壓液壓油箱，改善泵的吸油效果，延長(zhǎng)使用壽命，防止外界灰塵和水分進(jìn)入油箱，達(dá)到保持液壓系統(tǒng)清潔的目的。同時(shí)還要做好液壓系統(tǒng)的防滲透工作，因?yàn)橐坏B漏，造成的環(huán)境污染是非常大的，因此，要采用耐腐蝕、防老化、具備優(yōu)良密封性能的優(yōu)質(zhì)膠管作為液壓管道，要減少軟管的廢棄量，設(shè)計(jì)時(shí)盡可能使用硬管，對(duì)于必須采用軟管的設(shè)計(jì)要提前進(jìn)行優(yōu)化，防止?jié)B漏污染。

2.4 節(jié)能設(shè)計(jì)

降低能耗是機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)重要理念，因此，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要做好高效節(jié)能設(shè)計(jì)。一般在設(shè)備選型的時(shí)候可以選用高效節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)采用雙泵分合流技術(shù)、液壓負(fù)荷傳感技術(shù)和靜液驅(qū)動(dòng)技術(shù)等設(shè)計(jì)方式來(lái)達(dá)到高效節(jié)能的目的。

3 人性化的設(shè)計(jì)

在貫徹機(jī)械設(shè)計(jì)的環(huán)保理念時(shí)，還要始終堅(jiān)持以人為本，貫徹人性化的設(shè)計(jì)策略。人性化設(shè)計(jì)旨在提高操作人員的安全性和舒適度，甚至可以將體驗(yàn)的理念融入到機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)綠色機(jī)械設(shè)計(jì)的個(gè)人化。人性化的設(shè)計(jì)主要包括：

在設(shè)計(jì)駕駛室的過(guò)程中，要充分利用人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)防紫外線的封閉式玻璃安全環(huán)保駕駛室，在充分保證駕駛員安全的前提下，加裝各種裝置來(lái)方便操作，并且提高駕駛室的舒適度，改善從前生產(chǎn)一線的惡劣工作環(huán)境，以提高工作效率。

集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的配置，要改善過(guò)去手動(dòng)加注潤(rùn)滑脂的狀況，研制自動(dòng)定時(shí)加注潤(rùn)滑脂的設(shè)備，比如集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，精確計(jì)算后自動(dòng)定量加油，環(huán)保方便。對(duì)小型機(jī)械可以采用密封的銷軸或使用新型材料的特殊軸套、或設(shè)計(jì)二級(jí)防塵結(jié)構(gòu)以降低成本，防止油脂排出和異物進(jìn)入。

個(gè)性化外觀設(shè)計(jì)，未來(lái)的機(jī)械行業(yè)將會(huì)和IT產(chǎn)業(yè)一樣，個(gè)性化的產(chǎn)品將會(huì)贏得更多的市場(chǎng)份額，因此，要注重產(chǎn)品外觀的設(shè)計(jì)，包括造型、顏色、識(shí)標(biāo)牌等等，給人以美感和親切感，實(shí)現(xiàn)人機(jī)和諧。

自動(dòng)化控制的人性化設(shè)計(jì)，要采用計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷，自動(dòng)配置，通過(guò)自動(dòng)控制和操縱提高舒適度。

可靠性設(shè)計(jì)，要提高整機(jī)的可靠性，采用已經(jīng)成熟的技術(shù)元件，避免過(guò)多地更換元件，否則不但會(huì)增加污染，同時(shí)也不符合人性化的設(shè)計(jì)原則。

4 結(jié)語(yǔ)

人性化設(shè)計(jì)理念和環(huán)保設(shè)計(jì)理念是當(dāng)前工業(yè)設(shè)計(jì)界的兩大理念，機(jī)械工程設(shè)計(jì)也一定會(huì)沿著這一趨勢(shì)前行，因此，從以人為本的角度開(kāi)發(fā)研制環(huán)保型節(jié)能機(jī)械是機(jī)械工程產(chǎn)品今后的發(fā)展趨勢(shì)。

[1]劉杰，李朝峰，孫偉，聞邦椿.基于現(xiàn)代綜合設(shè)計(jì)法的產(chǎn)品廣義質(zhì)量評(píng)價(jià)研究［J］.機(jī)床與液壓，2007（10）.

［2］謝敏，張學(xué)召.現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)未來(lái)前景探討［J］.魅力中國(guó)，2010（28）.

［3］唐勇軍，郭鐘寧.機(jī)械工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題探討［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2008，20（5）.