機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)保節(jié)能基本原理分析與應(yīng)用

何明

【摘 要】現(xiàn)階段，隨著節(jié)能減排政策的實(shí)施和落實(shí)，使得企業(yè)越來(lái)越重視節(jié)能的重要性。特別是機(jī)械制造業(yè)對(duì)于環(huán)境的污染較大，對(duì)資源的浪費(fèi)較大等問(wèn)題，使得我國(guó)機(jī)械設(shè)備的能耗越來(lái)越大，面對(duì)這些問(wèn)題亟需引起機(jī)械企業(yè)的重視和關(guān)注。因此，機(jī)械制造業(yè)需要將環(huán)保節(jié)能融入到機(jī)械設(shè)計(jì)中，能夠有效減少環(huán)境污染、資源浪費(fèi)的問(wèn)題?；诖耍疚闹饕詸C(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)保節(jié)能基本原理為出發(fā)點(diǎn)，從升降機(jī)械方面的應(yīng)用、機(jī)械加工設(shè)備方面的應(yīng)用、大型壓路機(jī)等三個(gè)方面的應(yīng)用進(jìn)行全面的分析和探究。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì);環(huán)保節(jié)能;基本原理;應(yīng)用

機(jī)械制造行業(yè)在提升我國(guó)綜合國(guó)力方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。特別是我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷提高，機(jī)械制造行業(yè)得到了迅速發(fā)展的趨勢(shì)。但是在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)對(duì)我國(guó)環(huán)境的污染較大，相比于其他行業(yè)來(lái)講，其環(huán)境污染占到了一半以上。并且每年我國(guó)產(chǎn)生的廢舊電器對(duì)資源的浪費(fèi)較大，將機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)保節(jié)能融入到機(jī)械設(shè)計(jì)中，對(duì)減少資源的浪費(fèi)，降低環(huán)境污染等方面發(fā)揮著重要意義。以下著重對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的基本原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析，以在合理應(yīng)用的過(guò)程中能夠凸顯出機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)保節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理

機(jī)械設(shè)備環(huán)保節(jié)能的基本原理就是通過(guò)降低輸出的功率，減少無(wú)用功率等為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合功率平衡的多個(gè)方面的措施，通過(guò)相互之間的結(jié)合和統(tǒng)一，從而達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。一方面，在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，以系統(tǒng)的勢(shì)能和動(dòng)能作為常量，控制其在允許的范圍內(nèi)。另一方面，機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能還能夠?qū)⑤敵龅南墓δ芎蜔o(wú)用功率等都控制在最小的范圍內(nèi)。同時(shí)，通過(guò)節(jié)能設(shè)計(jì)還能夠?qū)⑤敵龅南暮蛣?dòng)能的變化率等開(kāi)展有效的控制，并對(duì)勢(shì)能的變化率也進(jìn)行嚴(yán)格的控制，當(dāng)機(jī)械導(dǎo)致輸出功率超出一定的范圍或者數(shù)值外，需要及時(shí)采取有效措施，根據(jù)輸出功率相同周期的新裝置進(jìn)行重新的配置，在新裝置進(jìn)行合成后能夠?qū)⒑瘮?shù)的幅度控制在最小的范圍內(nèi)。另外，還可以采取另外一種有效的措施，即配置具有能量?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)換功能的新系統(tǒng)，這樣在發(fā)揮新系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上使機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中保持相對(duì)較低的功率水平，從而能夠使有限的能量得到合理的利用。

另外，部分機(jī)械裝置實(shí)際輸入功率出現(xiàn)過(guò)高或者功率無(wú)法發(fā)揮出最大限度的利用價(jià)值的主要與以下幾個(gè)方面的原因有著直接的關(guān)系。其詳情如下：

一方面，系統(tǒng)的勢(shì)能和運(yùn)能、輸出和無(wú)用功率等無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的變化。另一方面，如果機(jī)械處于長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)工作時(shí)發(fā)生減速的現(xiàn)象，系統(tǒng)的勢(shì)能或者動(dòng)能并沒(méi)有得到充分的儲(chǔ)存或者轉(zhuǎn)化，這很容易導(dǎo)致輸入功率不能得到合理的利用，從而造成資源浪費(fèi)嚴(yán)重，同時(shí)還能夠?qū)Νh(huán)境污染產(chǎn)生極大地威脅。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)保節(jié)能基本原理具體應(yīng)用

2.1在升降機(jī)械方面的應(yīng)用

升降機(jī)械主要被用于高空維修作業(yè)或者高空施工作業(yè)，其通過(guò)鏈條和大壓力容器的移動(dòng)下對(duì)設(shè)備進(jìn)行升降。因此，在正常的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，升降機(jī)械只有加強(qiáng)自身的動(dòng)力能量，才能有效將升降設(shè)備運(yùn)送到一定的高度，才能滿足生產(chǎn)和高空作業(yè)的需求。由此可見(jiàn)，升降機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要消耗較大的功率，但是在消耗更大的功率時(shí)，其會(huì)產(chǎn)生非常大的無(wú)用功率。如果降低無(wú)功功率產(chǎn)生的消耗，需要及時(shí)采取有效的節(jié)能措施。

根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，需要借助電梯的設(shè)計(jì)原理，對(duì)升降機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，這樣才能達(dá)到降低損耗的目的。例如：曳引驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所發(fā)揮的作用不僅能夠保持升降機(jī)械的平衡，還能夠?qū)λ栉锲吩谶\(yùn)輸過(guò)程中減少能源的損耗，特別是當(dāng)升降機(jī)械與曳引驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)速度相同時(shí)對(duì)同等質(zhì)量貨物進(jìn)行有效的提升，這樣才能將升降機(jī)械的系統(tǒng)勢(shì)能維持在合理的范圍之內(nèi)。

2.2在機(jī)械加工設(shè)備方面的應(yīng)用

生活中我們對(duì)于機(jī)械加工設(shè)備并不陌生。機(jī)械加工設(shè)備在正常的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)消耗較大的能源。因此，為了能夠降低損耗和生產(chǎn)的成本，機(jī)械加工設(shè)備需要采取有效的措施，在達(dá)到節(jié)能的目的基礎(chǔ)上降低設(shè)備的輸入功率。例如：牛頭刨床這一機(jī)械設(shè)備主要是依靠主軸進(jìn)行具體的操作，在操作過(guò)程中不僅能夠保障設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還能夠達(dá)到降低設(shè)備能耗的目的。特別是機(jī)械加工設(shè)備在應(yīng)用環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的基本原理，通過(guò)增加飛輪，其中該飛輪的功能主要是慣量較大，這種飛輪能夠降低設(shè)備主軸的速度，還能夠達(dá)到提升機(jī)械加工設(shè)備功率，節(jié)約能源消耗的目的。另外，在對(duì)桌椅或者電腦等生活設(shè)備進(jìn)行加工過(guò)程中，通過(guò)利用電腦機(jī)械化的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展加工生產(chǎn)工作，從而減少?zèng)_壓、焊接等設(shè)備的應(yīng)用，這對(duì)降低資源的浪費(fèi)等發(fā)揮著重要的作用。

2.3 在大型壓路機(jī)上的應(yīng)用

大型壓路機(jī)的組成部分主要由前沖擊輪和后沖擊輪構(gòu)成的，其形狀主要是三邊弧形。其中沖擊輪的勢(shì)能所呈現(xiàn)的具體方式主要由周期函數(shù)來(lái)體現(xiàn)的，其變化空間和變化氛圍較大。因此，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的基本原理，將其應(yīng)用到大型壓路機(jī)中，能夠?qū)Υ笮蛪郝窓C(jī)系統(tǒng)勢(shì)能的變化范圍進(jìn)行把握，并將其縮小到一定的范圍之內(nèi)。同時(shí)大型壓路機(jī)前沖擊輪和后沖擊輪的勢(shì)能在最小的范圍之內(nèi)，需要將相位達(dá)到一定的條件。特別是當(dāng)重心最低時(shí)候的沖擊輪勢(shì)能變化縮小到最小的區(qū)間內(nèi)，如果區(qū)間越小，就說(shuō)明大型壓路機(jī)在應(yīng)用基本原理后，其所發(fā)揮的節(jié)能效果最佳。

結(jié)語(yǔ)

由此可見(jiàn)，本文在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)保節(jié)能基本原理進(jìn)行有效的推敲和對(duì)輸入功率過(guò)高的原因做出合理的解釋和分析后，能夠?qū)ζ鋺?yīng)用發(fā)揮指導(dǎo)的作用。本文從升降機(jī)械方面的應(yīng)用、機(jī)械加工設(shè)備方面的應(yīng)用、大型壓路機(jī)等三個(gè)方面應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)保節(jié)能基本原理后，能夠有效降低設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的功率，從而達(dá)到降低能源消耗和成本過(guò)多支出的目的，同時(shí)還能夠達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)，提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的高效性和時(shí)效性?？梢?jiàn)，其在以后的應(yīng)用過(guò)程中具有較為明朗的發(fā)展前景。

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（作者單位：四川省大邑中學(xué)）