工程機(jī)械的綠色設(shè)計與制造

邵紅艷

摘要：工程機(jī)械在我國裝備工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的過程中占有重要的地位，它的規(guī)模因為產(chǎn)值的需要不斷的擴(kuò)張，但大量的污染廢液及固體廢物也會隨著生產(chǎn)而不斷地增加。能源的消耗也給原本較為嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境帶來了較大的壓力。所以，從綠色角度思考，運用綠色理念進(jìn)行工程機(jī)械的設(shè)計與制造越來越走入工程機(jī)械發(fā)展的視野。我們必須全面了解綠色設(shè)計與綠色制造應(yīng)該怎樣適合的運用在工程機(jī)械的發(fā)展過程中，為未來可持續(xù)發(fā)展的工程機(jī)械事業(yè)提前做好未雨綢繆的思考和準(zhǔn)備。

關(guān)鍵詞：綠色設(shè)計;綠色制造;工程機(jī)械

0? 引言

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也在帶來環(huán)境和資源矛盾化的問題產(chǎn)生，綠色的設(shè)計制造理念應(yīng)該也已經(jīng)成為發(fā)展的一大趨勢。對于機(jī)械制造業(yè)的成長過程，需要盡可能的減少資源的消耗。同時也要在這樣的過程中去解決環(huán)境污染所爆發(fā)出的問題。目前已采取的治理方式也只是發(fā)現(xiàn)了污染去治理污染，并不能從根本上解決制造業(yè)對于能源的固定消耗和環(huán)境污染等造成的問題。所以，綠色設(shè)計和制造承擔(dān)了這一重任，對于工程機(jī)械的發(fā)展，這是一條必然選擇的道路，是不斷促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)化與可持續(xù)發(fā)展融合的有效策略。

1? 綠色設(shè)計與制造理念分析

現(xiàn)代化的機(jī)械工業(yè)發(fā)展在面臨環(huán)境資源處理問題上的選擇時，進(jìn)行綠色的設(shè)計與制造已是必然要求。機(jī)械工業(yè)原本主要是為各個行業(yè)提供他們所需要的生產(chǎn)裝備，同時也是進(jìn)行節(jié)能減排、治理環(huán)境污染問題的重要源頭。相關(guān)的統(tǒng)計指出，機(jī)械工業(yè)對于能源的消耗在整體工業(yè)的能耗中占比較重，而且部分的高能耗裝備在進(jìn)行生產(chǎn)的同時，極易導(dǎo)致污染的產(chǎn)生。它們對于能源的需求是巨大的，所以落實綠色的設(shè)計與制造理念刻不容緩。不僅要貫穿機(jī)械工程生產(chǎn)的所有設(shè)備，同時也要使這些設(shè)備的運營周期全部合格運用在綠色設(shè)計與制造理念之中。這是實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的主要策略，也是實現(xiàn)機(jī)械工業(yè)與綠色設(shè)計理念融合的必然要求。我們不僅要充分考慮環(huán)境資源的影響，要在此基礎(chǔ)上去不斷的提高對于資源的利用效率，使用綠色的材料去進(jìn)行綠色設(shè)計的落實，也要采用綠色的生產(chǎn)技術(shù)使生產(chǎn)制造出的產(chǎn)品同樣能夠綠色節(jié)能、回收循環(huán)的再利用，使整體的工程機(jī)械生產(chǎn)周期是一個可循環(huán)、全面綠色的管理周期。只有這樣，綠色設(shè)計與制造的理念才能夠貫穿機(jī)械制造的始終。對于污染治理和資源效率的提高，才能實現(xiàn)整體的監(jiān)督和管理運用。

2? 工程機(jī)械的綠色設(shè)計

2.1 綠色設(shè)計原則

將綠色設(shè)計的原則運用在工程機(jī)械的生產(chǎn)領(lǐng)域，不僅要從概念的設(shè)計初始便展開整體周期的研究，同樣也要針對不同周期里各個環(huán)節(jié)是否在生產(chǎn)、使用、拆卸、回收等多個工作分析上系統(tǒng)地考慮了每一個階段內(nèi)的流程設(shè)計，使綠色概念運用在每一個細(xì)節(jié)上，這樣才能夠使資源的利用效率從減少污染的思想出發(fā)而提高。首先，綠色設(shè)計的原則要求我們在保證效率的同時注重一切從簡，即產(chǎn)品的設(shè)計要考慮精簡結(jié)構(gòu)的框架運用，不能夠再像從前那樣對于生產(chǎn)資料和能源消耗沒有估計，隨意使用;第二，在資源可利用的回收方面，要注重產(chǎn)品可局部替換、零件可回收的要求完成，因為產(chǎn)品報廢后的一些零部件同樣也能夠發(fā)揮其第二次使用的價值;最后，再生原則?；厥召Y源后，如何經(jīng)過規(guī)劃設(shè)計才能夠使他們合理的成為新的產(chǎn)品，如何才能使它們在減少原來問題之上再次提高利用的效率，這對于減少資源的消耗和浪費是至關(guān)重要的。

2.2 綠色設(shè)計要點

對于工程機(jī)械而言的綠色設(shè)計，首先要從不同的要點進(jìn)行展開論述，才能使整體綠色設(shè)計更有條理性的進(jìn)行。第一，視覺環(huán)境的設(shè)計，工程機(jī)械對于材料要求往往從結(jié)構(gòu)開始，在設(shè)計的同時不僅要全面的落實綠色的理念。在選擇材料工作上，一定要進(jìn)行資源的效率研究。哪些資源和材料是可再生、可回收的，要優(yōu)先選擇那些污染小，對于能源消耗較低的材料。同時，如果必須要運用一些有輻射或者有污染的材料時，要做好詳細(xì)的解釋，使用的過程中應(yīng)該怎樣做好防護(hù)工作，如何使它們在報廢之后做好回收工作，從源頭上減少材料的直接污染。其次，在設(shè)計工程機(jī)械的結(jié)構(gòu)時，對于不同零部件的效率運用，要以點化面的全面考慮。每一個零件都要盡可能的保持可拆解的性能，這樣的回收利用率才是最高的。因為產(chǎn)品不能因為一個零件的損壞，使它們的重組和優(yōu)化不能夠完成。第三，對于工程機(jī)械許多裝備的表面往往帶有色彩和一定的肌紋。不僅能夠體現(xiàn)一定的人文理念，同時也要注入一定的綠色思想。視野上給予裝備應(yīng)帶有的舒適性，也可以提醒減少產(chǎn)品隨意丟棄發(fā)生概率，間接性的減少對于資源的再次浪費。

比如說對于動力裝置的研究運用，它身為工程機(jī)械的核心部分，在綠色設(shè)計理念普及的同時，主要從以下三個部分進(jìn)行。首先，在發(fā)動機(jī)的研究結(jié)構(gòu)上有沒有做到徹底的優(yōu)化設(shè)計，比如說對于噴油器結(jié)構(gòu)能否做到改進(jìn)，在燃燒利用資源的促進(jìn)上同樣也要減少有害氣體的排放;其次，在動力的選擇上是否優(yōu)先選擇考慮電力，對于無污染的清潔能源能否同樣研究并加以運用，使太陽能或天然氣融入在動力裝置的研究過程中;最后，綠色設(shè)計理念能否運用在廢氣凈化的技術(shù)研究過程中。因為發(fā)動機(jī)的污染排放是較大的，凈化技術(shù)及廢氣循環(huán)處理等多項技術(shù)的運用，對于動力裝置的綠色設(shè)計理念普及是最重要的關(guān)鍵。所以，在動力裝置運用到綠色設(shè)計理念的同時，發(fā)動機(jī)的節(jié)能和效率要從環(huán)保出發(fā)，不僅考慮其經(jīng)濟(jì)性，在平衡性能上使綠色技術(shù)和環(huán)保能夠融為一體的運用在動力裝置發(fā)展的過程中。

再比如說，作為工程機(jī)械最為重要的傳動部件，液壓系統(tǒng)的綠色設(shè)計主要體現(xiàn)在對于環(huán)境影響是否減少工作介質(zhì)的遺漏、噪聲的過度產(chǎn)生、能源的消耗等多個方面。所以從這些方面考慮液壓系統(tǒng)的綠色思想介入，主要從以下幾點進(jìn)行重新設(shè)計：首先，對于液壓元件參數(shù)能否做到合理的選擇，在密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)的過程中，能否重視并促進(jìn)綠色的設(shè)計得到加強(qiáng);其次，液壓油的選用是否是無毒無害，對于液壓油的回收利用也能夠進(jìn)行一定的技術(shù)研究;第三，整體系統(tǒng)的裝配零件數(shù)量能否通過系統(tǒng)的集成設(shè)計而減少，通過液壓模塊化的實現(xiàn)，使組合性的設(shè)計得到加強(qiáng);最后，制造期間對于噪聲的控制不僅要做到技術(shù)上的減少，在管理監(jiān)督方面也要促進(jìn)一定的發(fā)展。

3? 工程機(jī)械的綠色制造

3.1 綠色制造戰(zhàn)略

綠色制造是綜合性的考慮到產(chǎn)品性能及其質(zhì)量的同時，對于環(huán)境和資源的影響達(dá)到現(xiàn)在制造模式的制約性。它們既能夠借助現(xiàn)代科技技術(shù)的先進(jìn)性，使產(chǎn)品的整體生命周期不會產(chǎn)生污染或?qū)崿F(xiàn)最小化的污染，對于材料及資源的整體消耗達(dá)到最大的限度，在經(jīng)濟(jì)效益上使企業(yè)與社會的協(xié)調(diào)統(tǒng)一能夠最大化，讓人類可持續(xù)的發(fā)展戰(zhàn)略因為綠色制造戰(zhàn)略的運用，從現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展過程中不斷的深刻體現(xiàn)出來。既達(dá)到了保護(hù)環(huán)境和對資源利用減少及利用效率提高的目標(biāo)，也讓物料轉(zhuǎn)化過程及不同產(chǎn)品的整體生命周期過程得到監(jiān)督管理。從設(shè)計出發(fā)到生產(chǎn)工程及產(chǎn)品運用、資源回收利用多個內(nèi)容上，在管理及技術(shù)研究以及市場監(jiān)督層面都能夠做到最綠色、最全面的管理運用。

3.2 綠色制造模式

從戰(zhàn)略出發(fā)考慮到工程機(jī)械的綠色制造模式普及運用，主要有以下三個方面：首先，對于資源的節(jié)約制造模式。這種模式的主要核心是對于資源的節(jié)約，能夠通過生產(chǎn)過程的整體性優(yōu)化，在原材料的運用上不僅達(dá)到最少，也讓資源的利用效率能夠最大的提高。比如說進(jìn)行涂裝可以優(yōu)先選擇運用粉末涂裝，將表面的修復(fù)技術(shù)運用在局部損傷修理的過程中，既減少了整體報廢情況的產(chǎn)生，也讓資源的浪費達(dá)到了最小。其次是對于能耗降低的制造模式。這樣的制造模式針對的是整體加工過程中對于能耗的減少。比如說熱處理的能耗是較大的，但是采用一些特別調(diào)制的材料使調(diào)制處理的工序通過減少而促進(jìn)對于能耗的過度利用和依賴，使生產(chǎn)效率由此提高。最后是對于環(huán)境保護(hù)型的制造模式。綠色制造的模式要求我們能夠減少或直接去除所有生產(chǎn)過程中對于環(huán)境有污染的物質(zhì)。所以在涂裝作業(yè)的同時運用粉末涂裝可以減少對于重金屬含量較高的油漆的依賴;通過特殊調(diào)制的鋼材的運用也可以減少廢液、廢渣的排放，由此促進(jìn)對于自然環(huán)境的源頭保護(hù)。

4? 工程機(jī)械制造行業(yè)中綠色制造的具體應(yīng)用

4.1 輕量化技術(shù)

綠色設(shè)計的輕量化技術(shù)在我國軍事、汽車等多個領(lǐng)域都已經(jīng)進(jìn)行了采用，它不僅能夠?qū)τ谂涮自O(shè)施進(jìn)行全面性的考慮，在產(chǎn)品的成本和性能上也能夠從細(xì)節(jié)性的因素使效率達(dá)到最高。尤其是對于材料和能源的消耗，不僅不斷地達(dá)到降低，也讓排放量對于環(huán)境的壓力徹底的減少。全面使用輕量化技術(shù)，對于工程機(jī)械制造行業(yè)的制作原料縮減是很有幫助的，讓產(chǎn)品在生產(chǎn)到運輸、使用及回收等整體過程中的消耗能夠不斷的降低，徹底的提高資源的利用效率。

4.2 供熱工藝的改進(jìn)

供熱對于資源的消耗是巨大的，同時產(chǎn)生的廢氣對于環(huán)境的污染也造成了很大的壓力。通過綠色制造的運用，使工程機(jī)械中的供熱工藝做到改進(jìn)，不僅可以使能源利用大量的節(jié)省，也讓環(huán)境的污染極大地減少。尤其是供熱工藝的改進(jìn)，通過綠色設(shè)計理念的運用，使科學(xué)計算的方式運用在脫水器的自動化開關(guān)安裝過程中，使使用量的控制達(dá)到科學(xué)化監(jiān)督。既降低了能耗，也讓資源的利用率提升上去，讓供熱的效果也能夠做到綠色的提高。

4.3 綠色制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用

我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展依舊沒有達(dá)到高科技術(shù)利用效率較高的層次，作為農(nóng)業(yè)大國的我們，在機(jī)械制造業(yè)的利用上還有廣闊的提升空間。對于傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械，如果融入了綠色制造技術(shù)的思想，不僅可以使自動化的水平提高，在機(jī)械作業(yè)的生產(chǎn)效率提升上也有很大的幫助。它可以改變傳統(tǒng)耗能高、污染較大的農(nóng)業(yè)機(jī)械，讓新型的農(nóng)業(yè)機(jī)械通過先進(jìn)的技術(shù)能夠真正的做到與環(huán)境的友好相處。

5? 結(jié)語

總之，綠色理念是所有行業(yè)發(fā)展應(yīng)該完善的主要目標(biāo)。對于工程機(jī)械的產(chǎn)品，從設(shè)計到制作使用的整體過程都要將綠色的理念充分融入，這樣才能對于環(huán)境做到污染減少，對資源才能做到效率提高和節(jié)能降耗，以此促進(jìn)工程機(jī)械行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳學(xué)因.工程機(jī)械的綠色設(shè)計[C]//創(chuàng)新裝備技術(shù)給力地方經(jīng)濟(jì)：第三屆全國地方機(jī)械工程學(xué)會學(xué)術(shù)年會暨海峽兩岸機(jī)械科技論壇，2013.

[2]敬奇鋒，張琦，蘇凡囤.工程機(jī)械混合動力系統(tǒng)設(shè)計與仿真[J].機(jī)械設(shè)計與制造工程，2010，39（5）：29-32.

[3]張一.履帶鏈節(jié)零件的逆向設(shè)計與模具的數(shù)控制造技術(shù)研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2016.