鄭貴濤 崔偉 葉敏玲

摘 要：隨著我國可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，節(jié)能減排得到了人們越來越多的重視和關(guān)注。機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理的應(yīng)用對于機(jī)械制造業(yè)的節(jié)能減排具有十分顯著的作用，有利于實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，有利于保護(hù)社會環(huán)境資源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，應(yīng)用和推廣機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理對于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有十分重要的意義?；诖?，本文初步闡述了我國機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的發(fā)展現(xiàn)狀，分析介紹了機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理，最后研究分析了機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；節(jié)能；基本原理

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)對于能源的需求和消耗日益增多，最終導(dǎo)致了我國環(huán)境問題不斷惡化，能源短缺問題日益突顯，嚴(yán)重影響了人們的生產(chǎn)生活。因此環(huán)境問題的發(fā)展和保護(hù)需要人們的不斷重視和關(guān)注。由此可見，研究機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理的應(yīng)用和推廣具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1我國機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能發(fā)展背景

首先，機(jī)械設(shè)備作為人們生產(chǎn)生活中必不可少的設(shè)備，對于我國工業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的意義。但不可避免的是，大量機(jī)械設(shè)備的使用必然會帶來巨大的能源耗費(fèi)和損失。因此，我國在1972年提出了“可持續(xù)發(fā)展”的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長的長期發(fā)展。其次，隨著改革開放的不斷深入和發(fā)展，我國重工業(yè)得到了較多的發(fā)展，導(dǎo)致了資源和能源的過度開采和消耗，最終嚴(yán)重影響我國的生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。因此，我國在2003年提出了“科學(xué)發(fā)展觀”的發(fā)展政策，希望通過減少能源的消耗和污染物的排放，增強(qiáng)資源能源的使用效率，最終實(shí)現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和發(fā)展。最后，目前我國機(jī)械設(shè)備的使用經(jīng)常出現(xiàn)能源消耗和資源浪費(fèi)的問題，機(jī)械使用單位為了實(shí)現(xiàn)成本的節(jié)約和使用效率的提高，會更多的使用節(jié)能的機(jī)械設(shè)備，從而導(dǎo)致機(jī)械制造商逐步認(rèn)識到機(jī)械節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性，不斷在實(shí)際中應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。

2機(jī)械設(shè)計(jì)基本原理

機(jī)械設(shè)計(jì)是指在機(jī)械制造過程中對機(jī)械的工作原理、組成部分、運(yùn)行模式、能量傳送形式等進(jìn)行系統(tǒng)的組織、規(guī)劃、協(xié)調(diào)和分析研究，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)械理論規(guī)劃轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際制造的過程。機(jī)械制造是機(jī)械工程的重要組成部分，對于機(jī)械產(chǎn)品作用的發(fā)揮和效能的實(shí)現(xiàn)具有十分重要的作用。機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理也被稱之為平衡節(jié)能原理，主要是以平衡理念作為主要指導(dǎo)思想，有效整合機(jī)械體系的效能、使用效力以及機(jī)械整體的耗能速率，充分考慮和思考機(jī)械設(shè)備實(shí)際使用過程中存在的能源損耗問題，運(yùn)用相關(guān)的數(shù)學(xué)原理以及函數(shù)關(guān)系進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鲇?jì)算，最后歸納形成科學(xué)合理的機(jī)械設(shè)計(jì)，充分應(yīng)用和改善機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理，最終從源頭上實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理的應(yīng)用

實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能有利于減少資源和能源浪費(fèi)，有利于提高機(jī)械設(shè)備的使用效率，最終達(dá)到環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目的。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理在實(shí)際生活和機(jī)械制造中得到了廣泛的應(yīng)用和推廣，具有十分顯著和重要的實(shí)用性和有效性。

3.1在升降機(jī)械設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用

在升降機(jī)械的使用過程中存在較多的能源消耗問題，我們十分有必要實(shí)現(xiàn)升降機(jī)械的節(jié)能環(huán)保，將機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理運(yùn)用到升降機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中，從而減少能耗損失。升降機(jī)械與其他一般機(jī)械相比， 主要是利用大壓力容器或者鏈條進(jìn)行驅(qū)動，使得升降設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)移動，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程中的高空作業(yè)和高空維修。升降機(jī)械所消耗的功率主要用于將貨物或者人身進(jìn)行上升或下降。升降機(jī)械設(shè)備主要用于高空機(jī)械作業(yè)，在實(shí)踐中需要很大的動力和能量將設(shè)備運(yùn)送至一定的高度，然后才能開展實(shí)際的高空作業(yè)過程。在實(shí)際的工程實(shí)踐過程中不難發(fā)現(xiàn)，將機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理應(yīng)用到新型的升降機(jī)械設(shè)計(jì)中可以實(shí)現(xiàn)升降機(jī)械的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和設(shè)計(jì)，最終降低升降機(jī)的能源消耗和浪費(fèi)。比如，當(dāng)曳引驅(qū)動機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)的升降機(jī)械以相同的速度提升質(zhì)量相等的貨物或者重物時(shí)，前者可以更加有效的實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的平衡，減少升降過程中的能源消耗，使得系統(tǒng)勢能在最小范圍內(nèi)變化甚至維持常量。

3.2在大型沖擊壓路機(jī)設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用

大型平衡沖擊壓路機(jī)是由三邊弧形的前沖擊輪和后沖擊輪組成的。沖擊輪的非圓形表面使得單個(gè)沖擊輪的勢能以周期函數(shù)呈現(xiàn)，存在較大的變化范圍和變化空間。由此可見，要想達(dá)到機(jī)械的節(jié)能使用應(yīng)當(dāng)盡可能使該系統(tǒng)的勢能變化范圍最小。根據(jù)周期函數(shù)所表示的可以使得多個(gè)勢能合成的系統(tǒng)勢能具有盡可能小的變化范圍原理，前后沖擊輪的勢能出相位滿足一定條件時(shí)，由他們所組成的系統(tǒng)勢能可以在最小范圍內(nèi)變化。除此之外，用理論或者作圖法可以發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)沖擊輪系統(tǒng)在重心最低點(diǎn)時(shí)所需要的牽引力和功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于最小范圍變化所需要的牽引力和功率。

3.3在機(jī)械加工設(shè)備設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用

機(jī)械加工是指機(jī)械設(shè)備對需要加工對象的外觀和實(shí)際效能方面進(jìn)行改進(jìn)和改變，從而減少能源和資源的浪費(fèi)。比如，在進(jìn)行牛頭刨床機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中為了減少機(jī)器主軸速度的波動，通常將機(jī)器內(nèi)設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)動慣量較大的飛輪， 依據(jù)平衡理論設(shè)計(jì)新型的牛頭刨床，從而有效控制機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的不均勻系數(shù)，降低能源的損耗和輸出，最大程度上保證機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，提高機(jī)械設(shè)備的功率。另一方面，一般對于生活日程設(shè)備的加工也是采用電腦機(jī)械化進(jìn)行的生產(chǎn)。在進(jìn)行衣柜、電腦、桌椅等生活設(shè)備而生產(chǎn)中，制造商為了提高生產(chǎn)經(jīng)營效率和產(chǎn)品質(zhì)量，在生產(chǎn)過程中大量的使用沖壓、焊接等機(jī)器，從而造成機(jī)械加工流程中生產(chǎn)資源的浪費(fèi)和消耗。

4小結(jié)

綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)原理的發(fā)展和完善，實(shí)現(xiàn)了新型節(jié)能理念的融合，有利于我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展和建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)社會。由此可見，機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理的應(yīng)用有利于降低機(jī)械制造成本，減少環(huán)境污染，減少對資源能源的浪費(fèi)，具有十分重要的實(shí)踐意義。因此，我國機(jī)械制造業(yè)應(yīng)當(dāng)全面開展和推廣機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理，采取一系列行之有效的措施，有效降低機(jī)械設(shè)備使用過程中的能源消耗，最終實(shí)現(xiàn)我國機(jī)械設(shè)備的完善和改進(jìn)，促進(jìn)我國機(jī)械制造業(yè)的綜合發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]于洋，范本正.機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理的分析與應(yīng)用[J].中國機(jī)械，2014，（7）：272-273.

[2]胡文靜，馮進(jìn)程.探討機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理的分析與應(yīng)用[J].中國機(jī)械，2014，（10）：226-227.

[3]張威.機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理的分析與應(yīng)用研究[J].中國電子商務(wù)，2014，（12）：251.