人性化綠色環(huán)保機械設計探索

時間:2022-04-01 11:04:20

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人性化綠色環(huán)保機械設計探索

摘要:進入21世紀以來綠色發(fā)展和環(huán)保的理念深入人心,各個行業(yè)在生產(chǎn)和發(fā)展的過程中,深刻踐行綠色環(huán)保理念。當前,工業(yè)化進程不斷加快,使得污染問題越來越嚴重,嚴重地影響到了社會生活的方方面面,機械設備制造和開發(fā)的過程中,消耗的能量較大,不利于踐行綠色環(huán)保理念。因此,在機械設計的過程中引入環(huán)保理念,突出綠色環(huán)保節(jié)能,有利于減少能源的消耗,降低污染,進一步優(yōu)化生活環(huán)境?;诖耍疚尼槍π聲r期人性化綠色環(huán)保機械設計進行了探索。

關鍵詞:新時期;人性化;綠色環(huán)保;機械設計;探索

1引言

社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,使得科技水平越來越高,現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的過程中,各種機械的應用推動了生產(chǎn)效率的提升,越來越復雜的機械設備應用于各個行業(yè)的生產(chǎn)。但隨之而來的是能源消耗加劇,環(huán)境污染加劇,進入21世紀以來,國家和社會越來越重視綠色環(huán)保,在企業(yè)生產(chǎn)和社會發(fā)展的過程中,不僅要考慮經(jīng)濟效應,更要考慮到環(huán)境問題。因此,在機械設計的過程中融入環(huán)保理念,能夠極大的降低后期生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的能源消耗和污染問題。在探索人性化的綠色機械環(huán)保設計過程中,以環(huán)保作為出發(fā)點和落腳點,通過投入專項資金,增強設備的節(jié)能環(huán)保性能,提倡以人為本的設計理念,能夠在推動社會生產(chǎn)發(fā)展的同時,更好地踐行綠色環(huán)保理念。

2人性化的綠色環(huán)保機械設計理念概述

機械設備是工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展過程中必不可少的基礎元素,機械生產(chǎn)設備的水平高低直接關系到工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展。機械設備在設計過程中主要由人進行設計,因此,在進行綠色環(huán)保機械設計的過程中,要求設計者自身具備較高的綠色環(huán)保理念,能夠在設計中體現(xiàn)以人為本的設計思想。傳統(tǒng)的機械設備中,未能考慮到以人為本的設計思想,導致大多數(shù)機械設備在使用的過程中,影響了人的使用,在新時期,人的主體作用被進一步強化,更加關注以人為本。基于傳統(tǒng)思想設計的機械設備不斷被淘汰,加之人機工程學和設計美學的不斷發(fā)展,人性化設計元素也逐漸成為現(xiàn)代機械設備的重要理念之一。通過人性化的設計理念和綠色環(huán)保的機械設計理念,逐步實現(xiàn)機械設計適應人的需要,以機器為中心轉向以人為中心。在當前的時代環(huán)境下,綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展理念逐漸體現(xiàn)在社會生產(chǎn)的方方面面,在機械生產(chǎn)中,融入綠色環(huán)保的設計理念,要求在充分發(fā)揮機械設備的功能,且要求生產(chǎn)發(fā)展需要的基礎上,減小不必要的能耗,加大能源和資源的使用效率??傮w上來說,基于人性化的綠色環(huán)保機械設計,是指在機械設計過程中,滿足實際需求,確保機械設備的外觀、性能滿足生產(chǎn)需要,實現(xiàn)機械與人、機械與環(huán)境的和諧發(fā)展。

3人性化的綠色環(huán)保機械特征及設計基本要求

3.1人性化的綠色環(huán)保機械設計特征。利用機械設備進行生產(chǎn)的過程中,生產(chǎn)環(huán)節(jié)的方方面面都有可能對環(huán)境產(chǎn)生不利影響,也有可能在每一個環(huán)節(jié)中不利于人的使用。而人性化的綠色環(huán)保機械設計,要求機械設計的過程中首先體現(xiàn)出經(jīng)濟效益和社會效益的同步發(fā)展,在滿足生產(chǎn)和發(fā)展需要的同時,體現(xiàn)出綠色環(huán)保的發(fā)展理念,滿足人的使用要求,體現(xiàn)以人為本的設計理念,這樣才能使機械設備在使用的過程中,在各個環(huán)節(jié)中都能節(jié)約資源和能源,最大限度地發(fā)揮機械設備的價值。3.2人性化的綠色環(huán)保機械設計要求。3.2.1安全無毒。傳統(tǒng)的機械設備在設計的過程中,沒有考慮到機械制造的材料,因此,大多數(shù)機械材料主要以化工產(chǎn)品為主,而這些化工產(chǎn)品中包含一定量的有毒有害物質,影響了使用者的安全,也不利于產(chǎn)品的生產(chǎn)。在新時代,體現(xiàn)人性化的綠色環(huán)保機械設計要求設計人員在進行機械設計的過程中,要考慮到原材料的應用,確保利用這些原材料在機械制造時無害無毒,這樣才能生產(chǎn)出安全健康的產(chǎn)品,滿足人們的需要。3.2.2節(jié)能耐用以往的機械設備設計和制造的過程中,不考慮機械設備的耐用性,大多數(shù)機械設備使用一段時間后性能下降,無法再滿足生產(chǎn)需要,因此會被淘汰,而這一淘汰過程,加大了能源損耗。在人性化綠色環(huán)保機械設計理念下,要加強機械設備的耐用程度設計,全面優(yōu)化機械設備的性能,使其能夠更好地滿足生產(chǎn)需要,延長其使用壽命,避免因快速淘汰而產(chǎn)生的能源損耗。3.2.3回收處理為了更好地體現(xiàn)人性化的綠色環(huán)保機械設計,要考慮設備在老化和無法使用之后的回收,通過回收實現(xiàn)資源的重復利用,有利于節(jié)約資源,降低能源消耗。因此,在進行機械設計的過程中,設計者要充分考慮到資源的可回收性,避免資源和材料的浪費。同時,要結合機械設備的具體用途,考慮設備的材料性質,避免因過于強調回收處理而影響了機械設備的性能,導致機械設備最終無法滿足生產(chǎn)。3.2.4降低污染。降低污染要求設計者在進行機械設備的過程中,考慮模塊化的設計思想,這有利于設備的便捷保護和便捷拆卸。在機械設備出現(xiàn)故障發(fā)生問題時,通過拆卸出現(xiàn)問題的模塊,能夠最大限度地保留原有機械的問題,從而避免機械設備整體更換,也有利于實現(xiàn)資源的重復利用,體現(xiàn)綠色環(huán)保的理念。除此之外,在設計過程中要考慮到環(huán)境的載荷,盡量選擇對環(huán)境和人危害性較低的原材料,例如在選擇蓄電池和散熱器時,要選擇含鉛量少的原材料,這樣才能更好地保護使用者的安全,也能避免設備淘汰后,鉛元素對環(huán)境的污染。

4新時期人性化的綠色環(huán)保機械設計路徑選擇

一般來說,機械設計的過程中主要涉及的模塊包括了發(fā)動機、機械產(chǎn)品在使用過程中產(chǎn)生的振動和噪聲污染,機械設備的液壓系統(tǒng)、節(jié)能等四個環(huán)節(jié)中。因此,探討人性化的綠色環(huán)保機械設計路徑選擇的過程中,要從以下四個方面進行分類討論。4.1機械設備的發(fā)動機設計。機械設備在生產(chǎn)使用的過程中,噪聲污染是常見的污染來源,噪聲噪聲污染的主要污染源是發(fā)動機。因此,體現(xiàn)人性化的綠色環(huán)保設計理念過程中,首先要對機械設備的發(fā)動機進行優(yōu)化設計,確保機械設備滿足生產(chǎn)性能的基礎上,選擇能量消耗較低,且噪聲小的發(fā)動機,并且針對發(fā)動機做好消音處理,這樣才能使發(fā)動機在使用過程中盡量降低污染,體現(xiàn)綠色環(huán)保的理念。4.2機械設備的震動與噪聲處理。機械設備在生產(chǎn)中,出現(xiàn)噪聲污染不僅僅來源于發(fā)動機,還來源于機械設備的整機噪聲。因此,設計者在人性化的綠色環(huán)保機械設計過程中,要深入貫徹環(huán)保的思想,體現(xiàn)以人為本的設計內(nèi)涵。例如,設計者在設計裝載機時,可以采用雙向減震懸掛系統(tǒng)作為動力裝置,既可以降低傳動系統(tǒng)和車架間的噪聲,也能降低傳動系統(tǒng)和車架之間的共振,消除由于共振對機械設備本身造成的影響,也能極大的降低噪聲污染。其次,在后橋設計環(huán)節(jié)中,可以將后橋設計為中心擺動結構,這樣能夠得到最大限度地動力輸出,避免裝載機在連續(xù)使用時有趣的影響,而產(chǎn)生的噪聲和震動。此外,結合裝載機使用的情況不同,還可以對裝載機進行個性化的設計和優(yōu)化,例如裝載機長期處在崎嶇不平道路行駛時,要對裝載機的動力系統(tǒng)進行各個構件的優(yōu)化,增強減震效果,而對于長期處在廠房內(nèi)使用的裝載機,則要根據(jù)廠房地面的情況,對裝載機的車斗進行強化,保證其使用強度。除此之外,在進行機械設備設計的過程中,還要對主機的各個結構和系統(tǒng)進行優(yōu)化,例如一些液壓馬達為驅動手段的機械設備中,可以對驅動冷卻風扇進行替換或者優(yōu)化,以這樣的方式降低噪聲污染。同時,還要對液壓管的排列組合進行優(yōu)化,這樣也能降低由于液壓泵、油管整個構件形成振動而產(chǎn)生的噪聲污染。而為了更好地體現(xiàn)以人為本的設計理念,還可以采用隔音材料,將操作空間形成整體的封閉結構,這樣能夠有效杜絕噪聲污染對處于操作空間內(nèi)工作人員的生理影響。4.3清潔液壓系統(tǒng)做好防滲漏設計。大型機械設備設計過程中,往往需要用到大量的液壓系統(tǒng),而液壓系統(tǒng)是機械設備中最容易出現(xiàn)滲漏的地方,出現(xiàn)滲漏時不僅會加大能源消耗也會對環(huán)境造成影響。因此,人性化的綠色環(huán)保機械設計過程中,要通過有效地設計,優(yōu)化清潔液壓系統(tǒng),做好防滲漏設計。具體來說,首先要對液壓系統(tǒng)進行精密性設計,確保結構的精密,才能使機械磨損對機械設備的影響降到最低,進一步降低機械設備的故障率,延長機械設備的使用時間,也能夠提高機械設備的工作效率。其次,針對機械設備的液壓系統(tǒng)做好清潔工作,例如在油箱外部設計好密封裝置,避免細小灰塵以及其他顆粒性物質進入油箱中而影響油的品質,也能保證設備的使用壽命。另外,在做好防滲漏設計,根據(jù)不同的軟件進行分別優(yōu)化,例如對于輸送油管的材料進行優(yōu)化,也可以選擇優(yōu)質環(huán)保的優(yōu)質膠管,在安裝過程中,確保送油管與各元件緊密連接,有效防止甚情況。4.4做好機械設備的節(jié)能設計。體現(xiàn)綠色環(huán)保,最關鍵的環(huán)節(jié)是在設計過程中體現(xiàn)出節(jié)能,做好節(jié)能設計才能減少能源消耗,體現(xiàn)出綠色環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的理念。設計者在進行機械設計的過程中,不僅要從整體上進行優(yōu)化,使機械設備在生產(chǎn)和使用過程中能夠降低能源消耗,不斷提高生產(chǎn)的效率,更要在各系統(tǒng)以及各結構元件上進行優(yōu)化,不斷運用新的技術,降低生產(chǎn)污染。例如可以考慮雙泵合流技術,通過這樣的技術應用,智能節(jié)能高效又能滿足生產(chǎn)需要。

5人性化的綠色環(huán)保機械設計與未來發(fā)展趨勢

基于人性化的綠色環(huán)保機械設計過程中,要將以人為本和綠色環(huán)保的理念貫穿機械設備的各個環(huán)節(jié)中,不斷優(yōu)化操作人員的使用體驗,關注操作人員的安全和舒適程度。具體來說,在設計過程中要充分考慮人機工程學,確保機械設備的安全環(huán)保,優(yōu)化操作環(huán)境。使機械操作人員能夠在這樣的環(huán)境中,更好地利用機械設備從事生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率和質量。其次,在進行機械設備設計的過程中,體現(xiàn)以人為本、綠色環(huán)保理念,還要考慮到設備操作的簡單性和可維護性,操作的簡單性能夠方便操作人員對機械設備進行操作,可維護性則能夠使維修人員定期及時地對機械設備進行維護管理工作,通過維護延長機械設備的使用壽命,降低機械設備的淘汰率,更有利于實現(xiàn)資源的合理化利用,防止頻繁淘汰產(chǎn)品造成了資源浪費問題。基于人性化的綠色環(huán)保機械設計,在未來發(fā)展的過程中,會不斷加強智能化發(fā)展,設計者在進行機械設計的過程中,將互聯(lián)網(wǎng)和信息技術相關理念應用于其中,通過人工智能,能夠進一步提高機械設備的智能化操作,這樣的方式能夠減少人力資源的支出,也能夠避免進入惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中進行工作。深入踐行了以人為本的設計理念,體現(xiàn)了人性化的綠色環(huán)保機械設計內(nèi)涵,更有利于實現(xiàn)機械設備與人的和諧發(fā)展。

6結語

綜上所述,進入21世紀以來,綠色環(huán)保理念深入人心,社會發(fā)展的過程中越來越體現(xiàn)以人為本的發(fā)展理念。因此新時期的人性化綠色環(huán)保機械設計過程中,要將人性化的綠色環(huán)保理念體現(xiàn)在繼續(xù)升級的各個環(huán)節(jié),對機械設備不斷進行優(yōu)化,積極將新的技術和新的理念應用于機械設計中,確保機械設備滿足生產(chǎn)需要,也能夠降低能源消耗,這樣才能使機械設備在應用的過程中更好地推動社會生產(chǎn)力發(fā)展,實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展。

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作者:朱衛(wèi)興 單位:江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術研究院股份公司