李國勝

摘 要：資源的可持續(xù)利用，一直以來都是環(huán)保領域的重要研究課題，也是社會各界廣泛關注的熱點問題。基于此，本文就礦產(chǎn)機械的綠色設計展開分析，簡要介紹了綠色設計方法，進一步對相關綠色設計方法的應用，進行了重點分析，包括綠色設計內(nèi)容、機械清潔化設計、機械降噪設計、油污泄漏治理設計，以期為相關研究提供可靠參考。

關鍵詞：礦山機械；綠色設計；機械降噪

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.088

0 前言

綠色設計這一理念的運用，應體現(xiàn)在產(chǎn)品的設計、研發(fā)以及生產(chǎn)的全過程，以綠色環(huán)保理念，引導每一個環(huán)節(jié)的工作執(zhí)行。而礦山機械的綠色設計，除機械本身的設計、研發(fā)與生產(chǎn)應符合綠色設計標準，具有一定的回收性、可再利用性，不含有毒物質，還應進一步保證機械產(chǎn)品具有較高的先進性，能夠滿足相關生產(chǎn)需求。

1 綠色設計方法概述

在資源環(huán)境壓力下，礦山機械的綠色設計方法成為行業(yè)內(nèi)外關注的焦點，相關綠色設計方法得到快速發(fā)展。包括并行式設計分析方法、生命周期法和模塊化設計方法等，都在礦山機械綠色設計中得到廣泛應用。

其中，并行式設計是綠色設計的重要方法，在應用過程中，通過對各設計要素進行綜合分析，并對設計環(huán)節(jié)產(chǎn)生的信息進行實時交流反饋，及時發(fā)現(xiàn)并解決違背綠色設計要求的問題，確保產(chǎn)品設計質量和開發(fā)速度。生命周期法是一種傳統(tǒng)綠色設計方法，將產(chǎn)品生命周期劃分為產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品設計開發(fā)、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品使用、產(chǎn)品維護和產(chǎn)品回收等階段，使產(chǎn)品在全生命周期內(nèi)符合綠色設計標準。模塊化設計將產(chǎn)品的功能、性能和規(guī)格要求作為設計要點，通過對不同功能模塊進行排列組合，使其充分融入綠色環(huán)保理念，并滿足客戶的產(chǎn)品需求[1]。

隨著現(xiàn)代化技術的發(fā)展與應用，計算機輔助設計方法也在礦山機械綠色設計中得到廣泛應用，利用信息化系統(tǒng)進行分析計算，可以進一步提高產(chǎn)品設計的合理性，加快綠色產(chǎn)品設計研發(fā)速度。

2 綠色設計方法在礦山機械設計中的應用

2.1 綠色設計內(nèi)容

礦山機械綠色設計的內(nèi)容主要包括以下幾點：（1）材料選擇，在礦山機械綠色設計過程中，對材料的選擇和應用具有嚴格要求，必須提高對材料選用的重視，并掌握科學的選用方法。在綠色設計理念要求下，礦山機械材料不僅要滿足機械基本使用功能，還要充分考慮與環(huán)境的協(xié)調(diào)性，優(yōu)先使用來源充足的材料，基于產(chǎn)品全生命周期進行考慮，確保材料的可回收和再利用，避免機械設備淘汰后，材料難以降解，對生態(tài)環(huán)境造成污染；

（2）將可回收性作為礦山機械設計的重點內(nèi)容，從設計前期準備階段開始，做好市場調(diào)查和材料分析工作，采用有效的方法，識別可回收材料，明確可回收材料的基本標志，構建完整的可回收材料識別體系。加大力度對可回收材料制造工藝的研究，分析其結構特性和經(jīng)濟性，在滿足綠色設計要求的同時實現(xiàn)效益最大化；

（3）注重可拆卸性分析，在礦山機械的使用過程中，部分構件容易出現(xiàn)損壞，而且會影響機械設備的整體使用，需要對其進行維修或更換。因此，在設計過程中，應充分考慮產(chǎn)品的可拆卸性，為構件拆卸維修或更換提供方便，提高部分材料的可回收性，并延長產(chǎn)品整體的使用壽命。比如在礦山機械中通常采用螺紋連接方式，卸下的螺釘可以繼續(xù)使用，能夠體現(xiàn)綠色設計思想。在設計過程中，應盡量追求拆卸簡便性和拆卸下來零件的可回收性。

2.2 機械清潔化設計

我國礦山機械產(chǎn)品生產(chǎn)技術水平相比與國際先進水平仍有較大差距，在一定程度上限制了我國礦山產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在眾多類型的礦山機械產(chǎn)品中，機械性能和功能都不盡相同，在設計方面存在較高的復雜性。為實現(xiàn)礦山機械綠色設計目標，首先要對礦山機械進行清潔化處理，降低其在運行和使用過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染。在此方面可借鑒國外先進設計經(jīng)驗，通過在設計過程中采用清潔化技術，對機械設備所使用的能源和材料進行處理，降低其環(huán)境污染性。將加大力度研究降低礦山機械設備在使用過程產(chǎn)生廢氣、廢液和廢渣的方法，有限采用風能、太能能、地熱能等新能源技術為機械設備功能，從而做到生產(chǎn)過程零污染。對于部分無法進行回收利用的機械構件，必須采用易降解的原材料，在機械設備報廢后，及時對其進行回收和集中降解，避免對土壤或水體環(huán)境產(chǎn)生危害。

2.3 機械降噪設計

機械噪音污染是礦山機械綠色設計中需要處理的關鍵性問題，在傳統(tǒng)的礦山機械設備運行過程中，采用的齒輪泵等構件會產(chǎn)生非常大的噪音，其主要原因是齒輪嚙合傳動會產(chǎn)生周期性流量脈動，遇到阻抗時，就會形成壓力波動，進而產(chǎn)生較大的脈動噪音。此外，齒輪嚙合過程中的吸油腔和排油腔容易產(chǎn)生瞬時液壓沖擊，會帶來沖擊噪音。在齒輪轉速較高時，噪音污染也會加劇。因此，在設計過程中必須綜合考慮這些問題，采取有效的解決方法。比如采用雙模數(shù)或雙壓力角齒輪，適當增加機械進油區(qū)域出油區(qū)體積，從而增加機械設備的吸油和排油能力，降低壓力波動，減小噪音污染。與此同時，減小齒輪泵體積還可以達到節(jié)約材料的目的，提高產(chǎn)品的綠色化程度。雖然礦山生產(chǎn)現(xiàn)場一般遠離居民居住區(qū)，帶過高的噪音污染也會對施工人員產(chǎn)生影響，進而增加施工操作風險。因此，在機械綠色設計過程中，必須控制好機械噪音問題。

2.4 泄漏油污染治理

在礦山生產(chǎn)過程中，機械設備運行難免會產(chǎn)生泄油或漏油現(xiàn)象，這是礦山機械生產(chǎn)的常見現(xiàn)象，不僅會造成石油資源浪費，還會影響設備的正產(chǎn)運行，對環(huán)境造成污染。因此，在綠色設計過程中，必須積極研究泄漏油污染治理技術，通過創(chuàng)新密封技術和油料技術，減少機械設備運行過程中的泄油、漏油現(xiàn)象。比如加快水壓系統(tǒng)、植物油系統(tǒng)的研究，將生態(tài)油壓系統(tǒng)應用到實際機械設備生產(chǎn)中，利用水和植物油代替石油，從根本上解決石油材料泄漏和浪費現(xiàn)象，降低礦山生產(chǎn)對不可再生能源的依賴，從而降低可能對環(huán)境造成的污染和影響。

3 結束語

綜上所述，分析礦山機械的綠色設計，對促進礦山機械的長遠發(fā)展具有重要意義。通過相關分析，科學的綠色設計理念與方法，能夠讓礦山機械，在其整個壽命周期中，所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益與環(huán)保效益，均達到相關要求，以環(huán)保為前提，滿足客戶對產(chǎn)品的多樣化需求。因此，應重視綠色設計理念與方法，在礦山機械設計中的應用，這對礦產(chǎn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，能夠起到極大的促進作用，對于能源與環(huán)境保護，也具有重要意義。

參考文獻：

[1]王波.礦山機械并行式綠色設計[J].礦山機械，2017（09）：149-151+6.