張雄風（湖南省瀏陽第一中學 湖南省瀏陽 410304）

對機械設(shè)計節(jié)能基本原理的分析與應用探究

張雄風
（湖南省瀏陽第一中學 湖南省瀏陽 410304）

當前節(jié)能環(huán)保意識已經(jīng)深入人心，可以預見，在未來的行業(yè)發(fā)展中，節(jié)能原理的應用會受到越來越多的重視，對機械設(shè)計行業(yè)而言，其機械設(shè)計和生產(chǎn)中存在著能源浪費現(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)能基本原理應用于行業(yè)生產(chǎn)是我們重點思索的問題。我們從高中生的認知角度出發(fā)，對機械設(shè)計節(jié)能進行了分析，針對節(jié)能原理的應用提出了自己的建議。

機械設(shè)計；節(jié)能原理；應用探究

1 機械節(jié)能設(shè)計的基本原理

機械設(shè)計秉承了節(jié)能低碳的發(fā)展理念，平衡設(shè)計過程中能源的應用，從功率匹配節(jié)能、減少設(shè)備摩擦、優(yōu)化動力驅(qū)動等三個方面入手，強化工藝設(shè)計的科學性，從而降低了生產(chǎn)過程中的能源消耗，實現(xiàn)機械設(shè)計過程的節(jié)能環(huán)保。

1.1 動力驅(qū)動節(jié)能設(shè)計

對于機械生產(chǎn)而言，機械設(shè)備發(fā)動機是主要的動力驅(qū)動，這也是節(jié)能設(shè)計優(yōu)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在維持設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的前提下，最大限度的降低驅(qū)動設(shè)備的輸入功率，提升設(shè)備電能轉(zhuǎn)化率，發(fā)揮其熱能、動能、勢能高輸出的性能，從而提高能源的利用效率。對于機械設(shè)計而言，在節(jié)能設(shè)計環(huán)節(jié)的實際工作時，設(shè)備啟動和減速停止是兩個急需優(yōu)化的重要環(huán)節(jié)，也是動力源節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵所在，設(shè)計人員要優(yōu)化發(fā)動機運行，將啟動和停止過程中產(chǎn)生的功能進行存儲，并將這部分能量作為設(shè)備啟動的動力能源。

1.2 節(jié)能設(shè)計中減少摩擦原理

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

1.3 功率匹配設(shè)計

機械設(shè)備的節(jié)能設(shè)計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)計與之相匹配的運行功率。例如，設(shè)計裝卸工廠傳送帶的運行功率必然會遠大于設(shè)計食品加工傳送帶的運行功率，同時在節(jié)能設(shè)計中，對設(shè)備進行功率檔位的設(shè)計，也體現(xiàn)了功率匹配的節(jié)能原理。

2 機械設(shè)計中資源浪費的原因探析

通過對機械設(shè)計行業(yè)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，資源浪費的現(xiàn)象依然存在，低碳節(jié)能的設(shè)計理念依然沒有徹底貫徹，首先是節(jié)能合計理念缺乏，我國機械設(shè)計理念沒有跟上時代發(fā)展的要求，沒有從提升機械設(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，機械設(shè)備的運轉(zhuǎn)、負載能力、運行強度設(shè)計缺乏節(jié)能規(guī)劃，從而影響了機械設(shè)計的節(jié)能性。再者是相關(guān)從業(yè)設(shè)計人員的專業(yè)能力較差，沒有秉承節(jié)能原理的設(shè)計要求，再加上很多設(shè)計人員的專業(yè)設(shè)計能力較差，不能從宏觀的角度出發(fā)研究設(shè)計節(jié)能理論的應用，因此其產(chǎn)品設(shè)計和實際生產(chǎn)脫節(jié)，忽略了設(shè)備在具體環(huán)境下的節(jié)能應用效果。此外我國機械設(shè)計整體行業(yè)水平偏低，節(jié)能設(shè)計理論和技術(shù)不能及時轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，雖然構(gòu)建了理想化的節(jié)能設(shè)計方案，但是在實際中卻無法投入使用，從而制約了機械設(shè)計節(jié)能原理的工程應用。

3 機械設(shè)計節(jié)能設(shè)計原理的應用

3.1 材料和動力驅(qū)動設(shè)計

機械設(shè)計技能原理的應用應當從材料選擇和動力驅(qū)動設(shè)備設(shè)計入手，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新材料應用于機械設(shè)備中，其動力驅(qū)動設(shè)備也不斷升級，因此在設(shè)計過程中，要在保證機械設(shè)備性能的基礎(chǔ)上，優(yōu)先設(shè)計選擇高性能、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力源，落實貫徹節(jié)能設(shè)計要求。再者要不斷開發(fā)新型可取代能源，擴展綠色能源的比重，逐步取代傳統(tǒng)的化石能源，在不影響機械設(shè)備運行效率的前提下，設(shè)計人員要選擇太陽能、風能驅(qū)動的設(shè)備，例如可以考慮環(huán)保型水冷增壓發(fā)動機或是電控節(jié)能型發(fā)動機。

3.2 電子控制技術(shù)應用

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，其應用逐漸擴展到機械設(shè)計領(lǐng)域中，電子控制技術(shù)應用極大提高了生產(chǎn)效率，縮減了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的時間，從而提高了能源的利用效率。當前無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計算機技術(shù)聯(lián)合應用構(gòu)建了系統(tǒng)化的電子控制技術(shù)，實現(xiàn)了對機械生產(chǎn)的精細化控制，滿足了節(jié)能減排的生產(chǎn)目的。在機械設(shè)計過程中，引入電子控制技術(shù)可以對整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行監(jiān)控和調(diào)整，對生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)進行實時調(diào)控，通過智能終端系統(tǒng)調(diào)整工藝流程，減少能源浪費節(jié)點，達到了節(jié)能優(yōu)化的效果。

3.3 新技術(shù)的應用

新技術(shù)應用是支撐機械設(shè)計節(jié)能的關(guān)鍵所在，技能設(shè)計方案實施離不開技術(shù)平臺支撐，因此我們應當強化對節(jié)能新技術(shù)的資金投入支撐，加大先進技術(shù)的引進力度，將更多的節(jié)能技術(shù)應用到設(shè)計方案中。再者設(shè)計工作者也應在設(shè)計方案中嘗試引入更多的新型節(jié)能技術(shù)，激勵和引導我國節(jié)能技術(shù)進步與發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，機械設(shè)計節(jié)能基本原理的應用是當前行業(yè)發(fā)展的要求和趨勢，因此從業(yè)設(shè)計人員要強化專業(yè)設(shè)計知識的學習，掌握扎實的機械設(shè)計方法，將低碳節(jié)能的理念融入到設(shè)計工作中，從革新技術(shù)和創(chuàng)新理論入手，實現(xiàn)機械設(shè)計技術(shù)與時俱進，實現(xiàn)行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

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[2]楊增光.淺析機械設(shè)計節(jié)能基本原理的分析與應用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（11）.

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1004-7344（2016）29-0278-01

2016-9-27