機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理及其運(yùn)用研究

廖善海 李俊怡 李楊添

摘 要：隨著能源緊缺問(wèn)題日益顯著，在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)于節(jié)能減排越來(lái)越重視。分析機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理，合理應(yīng)用此原理進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，可以為節(jié)能型設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)?；诖?，筆者主要對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理以及運(yùn)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探究分析，僅供參考

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理;運(yùn)用研究;節(jié)能減排

機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能逐漸成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要內(nèi)容，重視機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能理念，在科學(xué)的理念支持之下合理設(shè)計(jì)，可以提升資源的利用效率，為節(jié)能型社會(huì)的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)原理

在一般狀況之下，在機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理研究中，要始終遵循能量守恒定律，基于其為基礎(chǔ)，進(jìn)行節(jié)能方式的研究與設(shè)計(jì)。

1.1 基于是能機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能方式

利用機(jī)械設(shè)計(jì)能量守恒定律研究勢(shì)能機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能方式。綜合此定律，了解系統(tǒng)勢(shì)能會(huì)對(duì)勢(shì)能消耗功率大小造成的影響。在整個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響以及變化。例如，在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中，勢(shì)能就會(huì)出現(xiàn)一定的波動(dòng)，這種變化較為短暫，就會(huì)導(dǎo)致部分勢(shì)能無(wú)法轉(zhuǎn)換可以應(yīng)用的勢(shì)能，這樣就會(huì)造成能源的消耗與浪費(fèi)問(wèn)題。在實(shí)踐中，為了避免此種問(wèn)題，合理的降低資源消耗問(wèn)題，就要綜合實(shí)際狀況探究有效的解決對(duì)策與手段。在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，要將勢(shì)能變化范圍進(jìn)行合理控制，降低范圍進(jìn)而達(dá)到節(jié)約能量的效果與目的。

1.2 基于動(dòng)能機(jī)械設(shè)計(jì)的節(jié)能方式

在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中，機(jī)械動(dòng)能具有較為重要的作用。機(jī)械設(shè)備可以將消耗能源轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，利用勢(shì)能維護(hù)自身的穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)能量守恒定律的基本原理對(duì)動(dòng)能進(jìn)行控制，但是因?yàn)椴煌瑱C(jī)械設(shè)備具有一定的復(fù)雜性，結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜，操作困難，不同的變化都會(huì)影響能量變化，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。

為了解決此種問(wèn)題，降低資源能源消耗等問(wèn)題，在機(jī)械設(shè)備工作中要減少運(yùn)行中不同零部件之間的摩擦力，進(jìn)而提升資源能源的利用率。在一般狀況之下，在實(shí)踐中可以通過(guò)以下方式進(jìn)行處理：

第一，檢驗(yàn)零件之間的裝配，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的檢驗(yàn)分析，提升整體的精準(zhǔn)度，增強(qiáng)配合性;第二，通過(guò)先進(jìn)的材料，利用優(yōu)良性能，降低消耗資源以及能源的損耗問(wèn)題;第三，減少機(jī)械設(shè)備啟停程序與次數(shù)的方式達(dá)到控制的效果。

1.3 降低消耗功率

在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中會(huì)受到各種因素的影響出現(xiàn)無(wú)用功的問(wèn)題，為了解決此種問(wèn)題就要通過(guò)合理的方式減少其存在的問(wèn)題與不足，達(dá)到節(jié)能的效果。第一，機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中各個(gè)零部件以及物體之間會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)用功的問(wèn)題;第二，材料受到質(zhì)量以及機(jī)械設(shè)備做功因素的影響，出現(xiàn)材料變形而誘發(fā)的大量功率性損耗問(wèn)題。

因此，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程重要綜合材料性能、設(shè)備運(yùn)行熱量因素、功率自身的損耗等因素，探究合理的解決對(duì)策，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的效果。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理的合理應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能設(shè)計(jì)有利于環(huán)境保護(hù)，在機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能中為了減少能源的浪費(fèi)問(wèn)題，就要對(duì)其系統(tǒng)的分析，綜合機(jī)械體系動(dòng)力勢(shì)能、機(jī)械運(yùn)行失效、速率等因素對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)化的調(diào)整分析，提升機(jī)械應(yīng)用的時(shí)效性與有效性，降低機(jī)械設(shè)備的能源損耗，達(dá)到優(yōu)化機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力勢(shì)能變化速率與機(jī)械運(yùn)行功率有效結(jié)合的目的，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。在實(shí)踐中，可以通過(guò)不同的周期函數(shù)表示機(jī)械體系，通過(guò)對(duì)動(dòng)能結(jié)合的計(jì)算分析，就可以提升能源利用效率。

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理在升降機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

升降機(jī)械的利用就是通過(guò)液態(tài)壓力容器以及鏈條的方式實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的效果，主要的責(zé)任就是實(shí)現(xiàn)高空作業(yè)以及維修處理，因?yàn)樯翟O(shè)備屬于高空作業(yè)，在實(shí)踐中要通過(guò)足夠的動(dòng)力容量才可以達(dá)到高度，進(jìn)行相關(guān)操作。

對(duì)此，升降機(jī)械在運(yùn)行總會(huì)產(chǎn)生大量的能源，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，可以提升資源的利用效率。綜合升降機(jī)實(shí)際工作流程，了解到在升降過(guò)程總會(huì)消耗大量的能源，也會(huì)產(chǎn)生較大的功率。對(duì)此，機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能工作原理可以應(yīng)用在升降機(jī)設(shè)計(jì)中。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要綜合電梯設(shè)備準(zhǔn)，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的優(yōu)化分析，降低升降機(jī)械的產(chǎn)生的耗能量。

2.2 機(jī)械加工設(shè)備設(shè)計(jì)中應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理

機(jī)械加工就是通過(guò)機(jī)械設(shè)備對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行外觀形狀以及效能方面的轉(zhuǎn)變方式，在實(shí)踐中，不同的日常設(shè)備都是利用機(jī)械加工的方式形成，而因?yàn)樯a(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中對(duì)效率與質(zhì)量較為關(guān)注，會(huì)應(yīng)用沖壓以及焊接等相關(guān)機(jī)械設(shè)備，在應(yīng)用這些設(shè)備中就會(huì)造成能源的浪費(fèi)問(wèn)題。

因?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理，可以減少能源消耗等問(wèn)題，對(duì)此，在設(shè)計(jì)中要合理的應(yīng)用此點(diǎn)內(nèi)容。機(jī)械涉及節(jié)能的基本原理就是利用質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)定理研發(fā)，質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能訂立就是在精致的參考系統(tǒng)中，通過(guò)不同的質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成，而不同的質(zhì)點(diǎn)中應(yīng)用動(dòng)能定理，求和獲得質(zhì)點(diǎn)組動(dòng)能定理，綜合質(zhì)點(diǎn)組功能變化是質(zhì)點(diǎn)組外力以及內(nèi)力的之和，利用此原理進(jìn)行設(shè)計(jì)則可以提升能源的利用效率。

2.3 調(diào)節(jié)功率匹配節(jié)能，合理應(yīng)用節(jié)能技術(shù)手段

合理的分析在不同狀況與環(huán)境之下機(jī)械設(shè)備要耗費(fèi)的功率大小，綜合設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)功率為基礎(chǔ)，綜合具體的要求合理的配置功率，可以達(dá)到提升資源利用效率的效果。例如，在飲品加工傳動(dòng)帶中其需要的功率相對(duì)于裝卸工廠中的傳動(dòng)帶來(lái)說(shuō)就要小，在設(shè)計(jì)中就可以根據(jù)其具體的需求合理的配置發(fā)動(dòng)機(jī)以及相關(guān)制造材料等，這樣就可以提升資源利用效率，避免能源損耗等問(wèn)題的出現(xiàn)。

同時(shí)，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能過(guò)程中要綜合實(shí)際狀況系統(tǒng)開(kāi)展，合理的應(yīng)用各種先進(jìn)的技術(shù)手段，要綜合實(shí)際技術(shù)水平大膽嘗試，合理應(yīng)用新型的技術(shù)手段，這樣才可以避免不必要的能源損耗問(wèn)題。

2.4 優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)工藝

為了確保能夠完成整個(gè)節(jié)能目標(biāo)，除了要選取合適的材料之外，還要對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)加以重視。引入節(jié)能理念能夠優(yōu)化機(jī)械制造產(chǎn)品，避免浪費(fèi)產(chǎn)品能源，由于如果生產(chǎn)工序不同，資源的消耗也會(huì)有所不同，無(wú)論是前期設(shè)計(jì)還是后期加工都要盡量減少能源的消耗。設(shè)計(jì)人員要通過(guò)機(jī)械自動(dòng)化的生產(chǎn)效率不斷減少制作的工藝，讓能源消耗達(dá)到最低。

2.5 優(yōu)化材料選取

機(jī)械制造材料在設(shè)計(jì)的最初階段盡量選取可再生材料，讓資源消耗降到最低。不但能夠有效減少?gòu)U氣和廢水的排放，而且能夠降低工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的破壞程度。機(jī)械的零件盡量選取環(huán)保的材料，以低能耗、長(zhǎng)壽命作為節(jié)能理念，減少機(jī)械制造的能源耗費(fèi)。材料中不可含有石棉等有害物質(zhì)材料，避免對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。如果材料選取為低污染物質(zhì)，在確保節(jié)能的基礎(chǔ)上降低材料的成本。

2.6 優(yōu)化機(jī)械內(nèi)置結(jié)構(gòu)

一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械部件的構(gòu)造與最終使用效果呈正相關(guān)性，機(jī)械部件的支承情況與機(jī)械力學(xué)性能緊密相連。要想提升機(jī)械內(nèi)置結(jié)構(gòu)的科學(xué)性，就需要優(yōu)化內(nèi)部配件，必須保證各個(gè)配件的質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，只有在一定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)才能夠支撐機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)，有效地減少能耗，提高機(jī)械生產(chǎn)效率。如：在外墻保溫及裝飾中的EIFS系統(tǒng)，建筑保溫絕熱中的SIPS系統(tǒng)，隔熱水泥模板中的ICFS外墻系統(tǒng)等，都是通過(guò)優(yōu)化內(nèi)置結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的。

3 結(jié)束語(yǔ)

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，節(jié)能減排是社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)。綜合機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理為基礎(chǔ)，合理的運(yùn)用此技術(shù)手段，在實(shí)踐中根據(jù)能量守恒定律，在科學(xué)的指導(dǎo)之下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到節(jié)能的效果，可以為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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