機械設計節(jié)能原理分析與應用的內(nèi)容

　　摘要：機械設計作為機械工程領(lǐng)域的重要組成部分，其工作質(zhì)量至關(guān)重要，不僅關(guān)系到機械制造企業(yè)的工作效益，還決定著機械產(chǎn)品的性能。因此，在機械設計工作中，我們不僅要牢牢遵循機械設計的基本原理，還要兼顧當今社會發(fā)展所倡導的節(jié)能環(huán)保要求。從機械設計的基本原理入手，就其節(jié)能設計要點做了深入分析。

　　關(guān)鍵詞：機械設計；節(jié)能；環(huán)保；原理

　　隨著時代的發(fā)展，生態(tài)問題與能源危機日益嚴峻，極大影響了人們生活與生產(chǎn)，在這種時代背景下，節(jié)約能源、保護環(huán)境已成為全球共識。機械生產(chǎn)作為社會發(fā)展中不可或缺的產(chǎn)業(yè)，節(jié)能環(huán)保問題不容忽視。機械設計作為機械工程領(lǐng)域的第一工序，其在產(chǎn)品設計中除了考慮產(chǎn)品性能、質(zhì)量外，更要注重設備的節(jié)能型，盡可能的節(jié)省資源浪費，避免因為設備不具備節(jié)能性能而造成大量材料的浪費。文章從機械設計節(jié)能的原理入手，從實際出發(fā)通過能量分析提出了機械設計的節(jié)能方法。

　　1機械設計節(jié)能的重要性

　　我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)與西方國家相比，有著起步晚、起點低的特征，但伴隨改革開放以來國內(nèi)經(jīng)濟的迅速發(fā)展，機械生產(chǎn)行業(yè)也得到了前所未有的發(fā)展，在國家經(jīng)濟中占有重要地位。機械設計作為機械工程領(lǐng)域的重要組成部分，其對機械工程有著很大影響，近幾年來，受到國家節(jié)能減排、保護環(huán)境政策的影響，機械設計節(jié)能工作的開展已成為不可逆的趨勢，在這種時代背景下，要求機械設計人員充分考慮各種因素，除了保證機械產(chǎn)品的最初性能外，更要做好節(jié)能環(huán)保及經(jīng)濟性要求，我們首先要對這些內(nèi)容分析和整理，正確認識這些環(huán)節(jié)的工作要求。因此，在機械設計的時候，我們要對設備的配合及應用更加注意，力求機械設計在保持正常運轉(zhuǎn)的時候，盡可能的降低能量損耗，從而讓機械設計達到當前可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。

　　2機械設計的節(jié)能原理

　　在機械設計工作中，需要遵守的原則很多，但是在不同時代、不同環(huán)境下，機械設計原則也需要隨之變化。近些年來，隨著國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施和節(jié)能環(huán)保理念的提出，機械設計中加入節(jié)能要求已刻不容緩。在機械設計工作中，節(jié)能策略不僅要從機械消耗功率入手，更是要對機械設計的各個環(huán)節(jié)分析。在機械設計中，其原理包含了機械系統(tǒng)的動能、勢能、輸出作用力以及機械系統(tǒng)所消耗的功率等。我們首先要對這些內(nèi)容分析和整理，正確認識這些環(huán)節(jié)的工作要求。

　　2.1機械設計在動能方面的節(jié)能

　　在以前的機械設計工作中，工作人員通常都將工作重點只放在機械動能的變化以及輸入輸出功率的控制上，通過調(diào)節(jié)機械波動、提高機械周期以及機械工作精度等方式來保證機械產(chǎn)品的設計質(zhì)量，很少主動的去分析動能變化對機械產(chǎn)品造成的影響，以致機械產(chǎn)品設計質(zhì)量往往得不到有效的保證。另外，在傳統(tǒng)的機械設計中，動能一直沒有得到有效的發(fā)揮，究其原因是機械在工作中動能并沒有得到有效的轉(zhuǎn)換，機械設計中基本工作原理還沿用傳統(tǒng)模式，只要機械系統(tǒng)中的動能能夠保持在很小的范圍，那么機械設計的目的已經(jīng)達到了。

　　2.1.1機械設計在其他輸出力方面的節(jié)能

　　不同的機械設備在工作過程中所表現(xiàn)的輸出力是不一樣的，而且相同的一款機械設備在不同的工作過程中其輸出力也不盡相同，所以機械的輸出力在不同的工作階段形式也是不一樣的。在機械工作過程中造成輸出力消耗過高的主要原因是在比較短的時間內(nèi)輸出力變化較大，如果把周期函數(shù)形式的輸出力消耗保持在比較小的范圍內(nèi)變化就能達節(jié)能到節(jié)能的目的。

　　2.1.2在機械設計時要盡量降低無用功的損耗

　　任何機器在運轉(zhuǎn)過程中，由于阻力、摩擦、形變等原因一定會產(chǎn)生無用功的損耗，這與機械在設計中考慮到的精度、潤滑程度等都有莫大的關(guān)系，無用功的損耗大大地降低了機械設備的使用效率，所以在機械設計時我們要以節(jié)能的基本原理為基礎(chǔ)，盡量減少無用功，以期提高機械的節(jié)能性。

　　2.1.3對機械設計節(jié)能原理的基本歸納和整理

　　本文主要是在動能的機械設計節(jié)能、減少無用功功率方面以及減少其他輸出力功率方面對機械設計節(jié)能基本原理進行了簡單的介紹，工程師們在進行機械設計時，只要考慮到將機械系統(tǒng)里面的一些參數(shù)常量等保持在很小的變化范圍內(nèi)，就能極大地增加機械節(jié)能性，但是想要做到這一點，其實還是有一定的難度的，這就需要我們廣大的機械工程師們更加努力的進行設計了。

　　2.2機械設計節(jié)能基本原理的應用范圍

　　機械設計節(jié)能基本原理在工程設計方面的應用：

　　2.2.1機械節(jié)能原理在升降機械設計中的應用

　　升降機械在工作中消耗的功率是比較大的，為此我們需要對其進行節(jié)能設計改善，那么我們要從哪方面開始著手呢，首先我們要分析主要消耗功率的原因，其主要消耗功率的是機械在提升或下降貨物的過程中消耗功率比較大，經(jīng)過試驗我們得出按照電梯標準進行設計的機械要比傳統(tǒng)的機械消耗功率要小的多。要想在升降機械上進行節(jié)能設計就要參考電梯的設計方案。把機械設計原理應用在升降機的節(jié)能上。我們主要應用的公式即為：Q(t)r1=Pr2其中：r1表示貨物卷筒半徑，r2表示配重卷筒半徑，P表示衡量的配重，Q（t）表示可以提升的物體的質(zhì)量。

　　2.2.2機械節(jié)能原理在加工設備設計中的應用

　　機械設計節(jié)能基本原理在加工設備中的應用可以說最為廣泛，加工設備在我們?nèi)粘Ｉ�活中是必備的產(chǎn)品，可見其節(jié)能性對我們是多么重要。以下我們就針對生產(chǎn)加工中的設備牛頭刨床進行應用。牛頭刨床其機械內(nèi)有一個慣性很大的主軸，它能夠保證機械的正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，但是為了考慮其輸入功率的降低等因素，我們要根據(jù)機械原理在原來設備的基礎(chǔ)上再加設一組牛頭刨床裝置，使新牛頭刨床功率是原來的二倍，這就達了提高功率的目的。

　　2.2.3機械節(jié)能原理在大型沖擊壓路機設計中的應用

　　大型沖擊壓路機其沖擊輪表面特征并不是以周期函數(shù)進行體現(xiàn)的，它的變化幅度是比較大的，因此這就給我們的節(jié)能設計帶來一定的難度，所以要想達到我們預期的目的，我們必須得要把沖擊輪系統(tǒng)的勢能在重心最低時其勢能能夠在最大范圍內(nèi)進行變化，只要能夠達到以上要求，就能夠達到節(jié)能目的。

　　機械設計節(jié)能是可持續(xù)發(fā)展觀念下對機械領(lǐng)域提出的新要求，更是符合我國社會主義特色社會建設的發(fā)展理念，只有在工作中將節(jié)能理念深入到底，落實到每一個工作人員的心中，強化設計人員自身專業(yè)技術(shù)，提高設計人員素質(zhì)，才能夠真正的做到節(jié)能設計。

　　作者:張宇 單位:中車長春軌道客車股份有限公司

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