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機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理分析與應(yīng)用的內(nèi)容
摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)作為機(jī)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(jī)械制造企業(yè)的工作效益，還決定著機(jī)械產(chǎn)品的性能。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)工作中，我們不僅要牢牢遵循機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原理，還要兼顧當(dāng)今社會(huì)發(fā)展所倡導(dǎo)的節(jié)能環(huán)保要求。從機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原理入手，就其節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)做了深入分析。
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；節(jié)能；環(huán)保；原理
隨著時(shí)代的發(fā)展，生態(tài)問題與能源危機(jī)日益嚴(yán)峻，極大影響了人們生活與生產(chǎn)，在這種時(shí)代背景下，節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境已成為全球共識(shí)。機(jī)械生產(chǎn)作為社會(huì)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(jī)械設(shè)計(jì)作為機(jī)械工程領(lǐng)域的第一工序，其在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中除了考慮產(chǎn)品性能、質(zhì)量外，更要注重設(shè)備的節(jié)能型，盡可能的節(jié)省資源浪費(fèi)，避免因?yàn)樵O(shè)備不具備節(jié)能性能而造成大量材料的浪費(fèi)。文章從機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的原理入手，從實(shí)際出發(fā)通過能量分析提出了機(jī)械設(shè)計(jì)的節(jié)能方法。
1機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的重要性
我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)與西方國(guó)家相比，有著起步晚、起點(diǎn)低的特征，但伴隨改革開放以來國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)也得到了前所未有的發(fā)展，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。機(jī)械設(shè)計(jì)作為機(jī)械工程領(lǐng)域的重要組成部分，其對(duì)機(jī)械工程有著很大影響，近幾年來，受到國(guó)家節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境政策的影響，機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能工作的開展已成為不可逆的趨勢(shì)，在這種時(shí)代背景下，要求機(jī)械設(shè)計(jì)人員充分考慮各種因素，除了保證機(jī)械產(chǎn)品的最初性能外，更要做好節(jié)能環(huán)保及經(jīng)濟(jì)性要求，我們首先要對(duì)這些內(nèi)容分析和整理，正確認(rèn)識(shí)這些環(huán)節(jié)的工作要求。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們要對(duì)設(shè)備的配合及應(yīng)用更加注意，力求機(jī)械設(shè)計(jì)在保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，盡可能的降低能量損耗，從而讓機(jī)械設(shè)計(jì)達(dá)到當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。
2機(jī)械設(shè)計(jì)的節(jié)能原理
在機(jī)械設(shè)計(jì)工作中，需要遵守的原則很多，但是在不同時(shí)代、不同環(huán)境下，機(jī)械設(shè)計(jì)原則也需要隨之變化。近些年來，隨著國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施和節(jié)能環(huán)保理念的提出，機(jī)械設(shè)計(jì)中加入節(jié)能要求已刻不容緩。在機(jī)械設(shè)計(jì)工作中，節(jié)能策略不僅要從機(jī)械消耗功率入手，更是要對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)分析。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，其原理包含了機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)能、勢(shì)能、輸出作用力以及機(jī)械系統(tǒng)所消耗的功率等。我們首先要對(duì)這些內(nèi)容分析和整理，正確認(rèn)識(shí)這些環(huán)節(jié)的工作要求。
2.1機(jī)械設(shè)計(jì)在動(dòng)能方面的節(jié)能
在以前的機(jī)械設(shè)計(jì)工作中，工作人員通常都將工作重點(diǎn)只放在機(jī)械動(dòng)能的變化以及輸入輸出功率的控制上，通過調(diào)節(jié)機(jī)械波動(dòng)、提高機(jī)械周期以及機(jī)械工作精度等方式來保證機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，很少主動(dòng)的去分析動(dòng)能變化對(duì)機(jī)械產(chǎn)品造成的影響，以致機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量往往得不到有效的保證。另外，在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)中，動(dòng)能一直沒有得到有效的發(fā)揮，究其原因是機(jī)械在工作中動(dòng)能并沒有得到有效的轉(zhuǎn)換，機(jī)械設(shè)計(jì)中基本工作原理還沿用傳統(tǒng)模式，只要機(jī)械系統(tǒng)中的動(dòng)能能夠保持在很小的范圍，那么機(jī)械設(shè)計(jì)的目的已經(jīng)達(dá)到了。
2.1.1機(jī)械設(shè)計(jì)在其他輸出力方面的節(jié)能
不同的機(jī)械設(shè)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(jī)械設(shè)備在不同的工作過程中其輸出力也不盡相同，所以機(jī)械的輸出力在不同的工作階段形式也是不一樣的。在機(jī)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(shí)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(dá)節(jié)能到節(jié)能的目的。
2.1.2在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)要盡量降低無用功的損耗
任何機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于阻力、摩擦、形變等原因一定會(huì)產(chǎn)生無用功的損耗，這與機(jī)械在設(shè)計(jì)中考慮到的精度、潤(rùn)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(jī)械設(shè)備的使用效率，所以在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)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(jī)械的節(jié)能性。
2.1.3對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理的基本歸納和整理
本文主要是在動(dòng)能的機(jī)械設(shè)計(jì)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(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，工程師們?cè)谶M(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，只要考慮到將機(jī)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(jī)械節(jié)能性，但是想要做到這一點(diǎn)，其實(shí)還是有一定的難度的，這就需要我們廣大的機(jī)械工程師們更加努力的進(jìn)行設(shè)計(jì)了。
2.2機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理的應(yīng)用范圍
機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理在工程設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用：
2.2.1機(jī)械節(jié)能原理在升降機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
升降機(jī)械在工作中消耗的功率是比較大的，為此我們需要對(duì)其進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)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(jī)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(yàn)我們得出按照電梯標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的機(jī)械要比傳統(tǒng)的機(jī)械消耗功率要小的多。要想在升降機(jī)械上進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)就要參考電梯的設(shè)計(jì)方案。把機(jī)械設(shè)計(jì)原理應(yīng)用在升降機(jī)的節(jié)能上。我們主要應(yīng)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(jī)械節(jié)能原理在加工設(shè)備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理在加工設(shè)備中的應(yīng)用可以說最為廣泛，加工設(shè)備在我們?nèi)粘Ｉ钪惺潜貍涞漠a(chǎn)品，可見其節(jié)能性對(duì)我們是多么重要。以下我們就針對(duì)生產(chǎn)加工中的設(shè)備牛頭刨床進(jìn)行應(yīng)用。牛頭刨床其機(jī)械內(nèi)有一個(gè)慣性很大的主軸，它能夠保證機(jī)械的正常穩(wěn)定運(yùn)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(jī)械原理在原來設(shè)備的基礎(chǔ)上再加設(shè)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(dá)了提高功率的目的。
2.2.3機(jī)械節(jié)能原理在大型沖擊壓路機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
大型沖擊壓路機(jī)其沖擊輪表面特征并不是以周期函數(shù)進(jìn)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(shè)計(jì)帶來一定的難度，所以要想達(dá)到我們預(yù)期的目的，我們必須得要把沖擊輪系統(tǒng)的勢(shì)能在重心最低時(shí)其勢(shì)能能夠在最大范圍內(nèi)進(jìn)行變化，只要能夠達(dá)到以上要求，就能夠達(dá)到節(jié)能目的。
機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能是可持續(xù)發(fā)展觀念下對(duì)機(jī)械領(lǐng)域提出的新要求，更是符合我國(guó)社會(huì)主義特色社會(huì)建設(shè)的發(fā)展理念，只有在工作中將節(jié)能理念深入到底，落實(shí)到每一個(gè)工作人員的心中，強(qiáng)化設(shè)計(jì)人員自身專業(yè)技術(shù)，提高設(shè)計(jì)人員素質(zhì)，才能夠真正的做到節(jié)能設(shè)計(jì)。
作者:張宇 單位:中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司
參考文獻(xiàn)
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