现代机械环保产品设计方法浅析
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摘要：伴随科技的不断发展，机械工程产品数量的不断增加，其所造成的资源消耗、环境污染问题越发引起人们的重视，在机械产品的制造行业逐渐兴起一股以绿色环保设计为代表理念的改革浪潮。利用设计中的关键技术和使用该技术的方法，研发出绿色环保节能机械产品，对促进人机和谐，实现可持续发展，都有着重要的意义。
关键词：机械产品；环保设计；方法；现代
Abstract: With the development of science and technology, the number of mechanical engineering products is increasing, which caused by the consumption of resources, environmental pollution problems become more and more people pay attention to in the manufacturing industry, mechanical products gradually rise of a green design as the representative idea reform tide. Methods using the technique of using the key technology in the design and development of green environmental protection, energy-saving machinery products, to promote a harmonious man-machine, achieve sustainable development, it all have the vital significance.
Key words: mechanical products; design method; modern environmental protection;
中图分类号：TH122
机械设计就是从使用要求出发，对机械的工作原理、结构、运动形式、力和能量的传递方式，机械结构中各零件的材料尺寸和形状，以及对机械的使用维护等问题进行构思，分析和决策的创造性过程。设计方法可以理解为设计中的一般过程及解抉具体设计问题的方法和手段，前者可认为是战略问题，后者是战术问题。设计方法的研究包括设计步骤和程式以及与之相联系的解决具体设计问题的方法和手段的研究现代机械设计是相对传统机械设计而言的，一般把过去长期使用的设计方法称为传统的或常规的设计方法，近几十年发展起来的设计方法称为现代设计方法，现代设计方法具有程式性、创造性、系统性、优化性、综合性等特点，传统的机械设计方法是静态的、经验的、手工的被动地重复分析产品的性能，而现代机械设计方法是动态的、科学的、计算机化的、能创造性地设计产品参数。
1 机械产品环保设计理念的要求
环保设计也可以叫做生命周期设计，环境设计或者是生态设计，它是指从产品的整个使用周期来考虑产品的一些环境属性，比如可拆卸性，可回收性，可维护性及可重复利用性，并且将这些属性作为设计的目标，而且同时也要保证产品具有应有的功能，以及满足产品的质量，经济和使用寿命的要求。环保设计的核心就是不仅要减少材料和资源的消耗，减少排放有害的物质，还要使产品及其零部件可以方便的进行分类回收并且循环再生或者重新利用。
2改善机械设备环保性的方法
机械产品的环保性是指机械在作业时保护环境的性能，此环境指作业人员的工作环境和作业区周围的环境。机械设备作业时污染环境的因素有噪声、振动及废气排放时的有害气体、微粒粉尘等，故改善机械设备的环保性是一项跨行业、跨部门的系统工程，但主要可以从选用环保性材料，机械产品回收，机械产品寿命、发动机和零部件等各方面综合考虑采取措施。
2.1 绿色材料的选择
机械产品的设计与选用的材料密切相关。所谓的绿色材料，是指其本身具有优良的使用性能与功能，对资源与能源耗损较少，对环境污染较小，利于人类健康，而且可反复再生或者可以降解进行循环使用。选择绿色材料时，不光要考虑材料的工艺性能，机械性能及经济性，还要考虑环境属性。选择的原则是优先选择可再生材料，尽量选择容易回收，耗能较低，污染较少，环境兼容性好的材料，并提高资源的回收率，来实现可持续发展。尤其是结构件的设计应该尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料，要以提高工程机械材料的再生率为目的。注意要避免选择有毒害和有辐射的材料。应该尽量选用新型的高科技环保材料。
2.2 机械产品的回收性设计
回收性设计就是指在产品设计的时候 ，要充分去考虑产品零部件和材料的回收的可能性，回收的处理方法，回收的价值大小，回收处理结构工艺性以及与可回收性相关的一些问题，来达到零部件和材料资源的高效利用，并且有如何在回收过程中将对环境的污染降为最小的设计思想与方法。首先要对机械产
品中可以回收的零部件进行标记 ，然后在产业内部研制出对回收而来的零部件进行处理的工艺方法，并且考虑好回收的经济价值。在对机械产品的结构设计中 ，要遵循以下几条准则 ，一是产品结构便于拆卸维修和调整，二是使可重用零件便于识别，三是尽量选用可翻新的零件 ，四是对回收零件的清洁化 ，五是
尽量去减少材料的种类，六是进行系列化和模块化的结构设计。
2.3 机械产品寿命性的设计
要本着长寿命、减轻重量的原则。延长产品的寿命就是减少生产、降低报废率。降低能耗就是减少污染，减轻重量就是减少材料和资源的消耗。基于这一原则，在设计中应该在保持主机各项性能参数的前提下，尽最大可能减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量，同时提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能，以实现机械系统的轻量化和高效率。要选择低环境负荷的材料，各部件的材料尽量不要选择含氯橡胶、 树脂及石棉等有害材料，在仪表、 散热器及蓄能电池的生产中，应该尽可能减少铅的使用量。，
2 4 选用环保性好的发动机和零部件
发动机是机械设备产生噪声、振动和排气污染的主要污染源，选用低公害发动机 发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件，所以选择环保性好的发动机是改善机械环保性的主要措施。由于电动机产生的噪声，振动比内燃机小，而且无排气污染，所以在能满足机械设备动力性和行走性的前提条件下应首选电动机作为机械设备的动力，若需选用内燃机则应将其噪声振动，排气烟度及有害成分含量作为选用的主要考核指标之一，选择有高可靠性、动力性、低油耗和优良环保性的内燃机作为动力机。
关于选用环保性好的机械零部件主要是指在运行时噪声小、振动小的零部件。如在桩工机械中应用噪声小、振动小的液压锤，电磁锤代替噪声大、振动大的柴油锤；在振动压路机中用振荡部件代替常规的垂直振动部件，不仅压实效果好而且对周围环境的振动影响小；
2.5降低机械产品的振动和噪音
减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。例如在装载机设计中，动力装置采用双向减振悬挂系统就能克服整机动力传动系统与车架之间的共振 噪声及对动力系统的疲劳破坏；后桥设计成中心摆动结构能使后桥摆动中心与动力输入中心重合，很好地减少附加力矩对传动系统不停冲击所产生的振动与噪音，避免在崎岖不平道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声 除选择低噪声的发动机外，主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动，而可单独由液压马达带动，这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来，从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部，降低噪声对环境的影响；通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动 阀节流和油管振动产生的噪声；可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料；可设计全密封整体式驾驶室，密封减震，隔音降噪，真正体现"以人为本"的设计宗旨。
3小结及建议
环保机械是环保产业的主体，是我国机械工业优化产业结构调整中重点发展的领域。为了使环保机械更快更好发展，必须用先进的设计理念和方法，达到机械产品的环境谐和。机械环保设计要求同时对社会，经济和生态效益进行考虑，使这三者可以和谐统一的发展。它可以将生态环境和经济社会进行连接，让其成为一个共同发展的整体，让环境与资源满足当前的经济发展需求。
我们必须坚持自主创新，加大研发力度和资金投入，追踪科技前沿，使环保机械行业保持可持续健康发展。
参考文献
[1]孔凌嘉，王晓力.机械设计， 北京理工大学出版社， 2011
[2] 马晓春，我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程， 2002
［3］谢敏，张学召.现代机械行业未来前景探讨［J］ .魅力中国， 2010 （28）