張雄風(fēng)（湖南省瀏陽第一中學(xué) 湖南省瀏陽 410304）

對機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理的分析與應(yīng)用探究

張雄風(fēng)
（湖南省瀏陽第一中學(xué) 湖南省瀏陽 410304）

當(dāng)前節(jié)能環(huán)保意識(shí)已經(jīng)深入人心，可以預(yù)見，在未來的行業(yè)發(fā)展中，節(jié)能原理的應(yīng)用會(huì)受到越來越多的重視，對機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)而言，其機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中存在著能源浪費(fèi)現(xiàn)象，這就違背了低碳環(huán)保的發(fā)展理念，因此如何將節(jié)能基本原理應(yīng)用于行業(yè)生產(chǎn)是我們重點(diǎn)思索的問題。我們從高中生的認(rèn)知角度出發(fā)，對機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能進(jìn)行了分析，針對節(jié)能原理的應(yīng)用提出了自己的建議。

機(jī)械設(shè)計(jì)；節(jié)能原理；應(yīng)用探究

1 機(jī)械節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原理

機(jī)械設(shè)計(jì)秉承了節(jié)能低碳的發(fā)展理念，平衡設(shè)計(jì)過程中能源的應(yīng)用，從功率匹配節(jié)能、減少設(shè)備摩擦、優(yōu)化動(dòng)力驅(qū)動(dòng)等三個(gè)方面入手，強(qiáng)化工藝設(shè)計(jì)的科學(xué)性，從而降低了生產(chǎn)過程中的能源消耗，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)過程的節(jié)能環(huán)保。

1.1 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)節(jié)能設(shè)計(jì)

對于機(jī)械生產(chǎn)而言，機(jī)械設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī)是主要的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，這也是節(jié)能設(shè)計(jì)優(yōu)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在維持設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，最大限度的降低驅(qū)動(dòng)設(shè)備的輸入功率，提升設(shè)備電能轉(zhuǎn)化率，發(fā)揮其熱能、動(dòng)能、勢能高輸出的性能，從而提高能源的利用效率。對于機(jī)械設(shè)計(jì)而言，在節(jié)能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的實(shí)際工作時(shí)，設(shè)備啟動(dòng)和減速停止是兩個(gè)急需優(yōu)化的重要環(huán)節(jié)，也是動(dòng)力源節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在，設(shè)計(jì)人員要優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，將啟動(dòng)和停止過程中產(chǎn)生的功能進(jìn)行存儲(chǔ)，并將這部分能量作為設(shè)備啟動(dòng)的動(dòng)力能源。

1.2 節(jié)能設(shè)計(jì)中減少摩擦原理

設(shè)備摩擦是能量消耗的重要部分，設(shè)備零部件在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生相互摩擦，從而造成了動(dòng)力消耗，因此機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能要做好設(shè)備摩擦處理，減少零部件之間的摩擦損害，如動(dòng)力傳輸帶、傳送柱、齒輪等部件，在實(shí)際的節(jié)能設(shè)計(jì)中，可以對直接摩擦的原件進(jìn)行特殊處理，例如可以進(jìn)行表面磨光，或者是及時(shí)應(yīng)用潤滑油，這種設(shè)計(jì)方式可以有效減少摩擦的能源消耗。

1.3 功率匹配設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)需遵循功率匹配的原理，即根據(jù)設(shè)備具體使用環(huán)境與情況設(shè)計(jì)與之相匹配的運(yùn)行功率。例如，設(shè)計(jì)裝卸工廠傳送帶的運(yùn)行功率必然會(huì)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)食品加工傳送帶的運(yùn)行功率，同時(shí)在節(jié)能設(shè)計(jì)中，對設(shè)備進(jìn)行功率檔位的設(shè)計(jì)，也體現(xiàn)了功率匹配的節(jié)能原理。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中資源浪費(fèi)的原因探析

通過對機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，資源浪費(fèi)的現(xiàn)象依然存在，低碳節(jié)能的設(shè)計(jì)理念依然沒有徹底貫徹，首先是節(jié)能合計(jì)理念缺乏，我國機(jī)械設(shè)計(jì)理念沒有跟上時(shí)代發(fā)展的要求，沒有從提升機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)效益和生產(chǎn)能力上轉(zhuǎn)移到節(jié)能生產(chǎn)的理念上，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)、負(fù)載能力、運(yùn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)缺乏節(jié)能規(guī)劃，從而影響了機(jī)械設(shè)計(jì)的節(jié)能性。再者是相關(guān)從業(yè)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)能力較差，沒有秉承節(jié)能原理的設(shè)計(jì)要求，再加上很多設(shè)計(jì)人員的專業(yè)設(shè)計(jì)能力較差，不能從宏觀的角度出發(fā)研究設(shè)計(jì)節(jié)能理論的應(yīng)用，因此其產(chǎn)品設(shè)計(jì)和實(shí)際生產(chǎn)脫節(jié)，忽略了設(shè)備在具體環(huán)境下的節(jié)能應(yīng)用效果。此外我國機(jī)械設(shè)計(jì)整體行業(yè)水平偏低，節(jié)能設(shè)計(jì)理論和技術(shù)不能及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，雖然構(gòu)建了理想化的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，但是在實(shí)際中卻無法投入使用，從而制約了機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理的工程應(yīng)用。

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

3.1 材料和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)技能原理的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)從材料選擇和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)入手，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新材料應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備中，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備也不斷升級(jí)，因此在設(shè)計(jì)過程中，要在保證機(jī)械設(shè)備性能的基礎(chǔ)上，優(yōu)先設(shè)計(jì)選擇高性能、無污染、易處理、綠色型的環(huán)保材料，優(yōu)先選擇尾氣排放量小的動(dòng)力源，落實(shí)貫徹節(jié)能設(shè)計(jì)要求。再者要不斷開發(fā)新型可取代能源，擴(kuò)展綠色能源的比重，逐步取代傳統(tǒng)的化石能源，在不影響機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效率的前提下，設(shè)計(jì)人員要選擇太陽能、風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的設(shè)備，例如可以考慮環(huán)保型水冷增壓發(fā)動(dòng)機(jī)或是電控節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)。

3.2 電子控制技術(shù)應(yīng)用

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用逐漸擴(kuò)展到機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，電子控制技術(shù)應(yīng)用極大提高了生產(chǎn)效率，縮減了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的時(shí)間，從而提高了能源的利用效率。當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用構(gòu)建了系統(tǒng)化的電子控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對機(jī)械生產(chǎn)的精細(xì)化控制，滿足了節(jié)能減排的生產(chǎn)目的。在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，引入電子控制技術(shù)可以對整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整，對生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控，通過智能終端系統(tǒng)調(diào)整工藝流程，減少能源浪費(fèi)節(jié)點(diǎn)，達(dá)到了節(jié)能優(yōu)化的效果。

3.3 新技術(shù)的應(yīng)用

新技術(shù)應(yīng)用是支撐機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的關(guān)鍵所在，技能設(shè)計(jì)方案實(shí)施離不開技術(shù)平臺(tái)支撐，因此我們應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化對節(jié)能新技術(shù)的資金投入支撐，加大先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)力度，將更多的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)方案中。再者設(shè)計(jì)工作者也應(yīng)在設(shè)計(jì)方案中嘗試引入更多的新型節(jié)能技術(shù)，激勵(lì)和引導(dǎo)我國節(jié)能技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理的應(yīng)用是當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的要求和趨勢，因此從業(yè)設(shè)計(jì)人員要強(qiáng)化專業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)的學(xué)習(xí)，掌握扎實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法，將低碳節(jié)能的理念融入到設(shè)計(jì)工作中，從革新技術(shù)和創(chuàng)新理論入手，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)現(xiàn)行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

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[2]楊增光.淺析機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理的分析與應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（11）.

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1004-7344（2016）29-0278-01

2016-9-27