人性化的绿色环保机械设计探讨

王恒东 任春强

摘 要：在我国工业化进程日益加快的今天，新型机械设备正源源不断的开发出来，逐渐替代了传统的人工作业。机械设备给我们带来方便快捷的同时，也伴随着出现严重耗能和对环境的污染程度加深的问题。我国自然资源和能源有限，过度开发资源将严重影响工业化进程的可持续性，环境污染也已逐渐影响人们的正常生产生活活动，在这种情况下，加大节能环保生产设备的开发力度将有助于减轻能源的过度浪费和控制环境的严重污染。

关键词：环保材料；节能；降低污染；人性化设计

科学技术的迅猛发展带动了我国工业现代化进程进入了一个新阶段，自动化智能化的机械生产设备与此应运而生。与传统的设相比，新设备的结构更为精密复杂，操作也更为简单，生产步骤也更精简高效。然而与此同时，庞大的生产设备在运作时也更为耗能，排放的大量废水废气废料也严重污染了环境，这都是在设备设计生产时考虑因素不周全造成的。不仅如此，企业对环境保护的观念远远不如及对企业经济效益的关心，这也影响了设备开发的科学性和人性化设计。所以，在今后的机械设计研发过程中，企业经营者和设计人员应该顺应时代潮流，多从环境保护层面出发，加大设备科技和资金投入力度，开发出更节能环保，更符合人性化需求的生产设备。

1 机械设备制造原料要符合节能环保的要求

制造机械设备之前，要严格审核设备原材料的性能和材质，设计者可以在选择时参考如下标准：

（1）材质的安全性和无毒性。设备的原材料大多都是由化工产品合成而来，有些化工原料含有石棉，甲醛和苯等物质，具有很大的毒性和对人体的危害性，而且还会对环境造成污染，在选择时应尽量避免。

（2）材料的可回收性。环保的理念倡导我们要物尽其用，对于可回收再造的原料要多次利用。设备生产在进行原材料选择时要尽量关注这些特性，一般情况下在机械的结构装配中，大块材料的分解再造性要优于零散的材料，更加易于回收和二次利用。

（3）材料的耐用性和节能性。尽量选择质量好，耐用性强的原材料，这不仅可以从源头上大大降低设备的更换率和生产成本，而且还有利于设备的二次回收利用；另外，要在保证不影响设备功能的条件下，尽量缩小设备的空间占用率，减轻设备的总体重量，进而降低能耗，避免不必要的浪费，实现设备的节能化标准。

（4）材料的低污染性。设备在报废或回收时要易于拆卸，能利用的要再次利用，经焚烧过程处理的部件要严格控制对大气环境的污染程度，还要妥善处理废弃物的去向，最大限度的降低对环境带来的污染。

2 机械在开发设计时应该考虑的因素

2.1 选择发动机时的注意事项

机械设备的噪音来源多半是发电机在运转过程中发出的声响，其耗油量的多少也不尽相同。因此，这就为安装设备时发动机的选择提供了参考标准。在选择时，要挑选耗油量低，运转噪音小，排放污染低的绿色环保型产品。

2.2 尽量降低设备所产生的噪音污染

噪音污染是环境污染的一种，工业生产中机器和设备的高速运转会带来噪音污染。机械设备给人类生活带来便利的同时，也给人类带来了噪音的困扰，既不环保，也不利于人类的生存。在机械设计时，可以通过以下途径来降低设备产生的噪音量：（1）通过减小共振的方法。比如，在装载机的设计中，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，避免在崎岖不平的道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声。（2）发动机的噪音控制。增加发动机设计的精密度，使部件咬合更紧，或者使用阻尼材料减少共振。（3）液压系统的噪音控制。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，还可以在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料。（4）主体结构系统的控制。如对风扇的冷却途径可以由液压马达来实现而不是传统意义上的发动机制冷。驾驶室的设计也要注重密封性，以降低噪音对操作人员的影响。

2.3 要选择优质可靠的液压设备

在生产过程中，液压设备起到传递压强，保证各个部件和整个系统顺利运转的重要作用，要特别的注意维护和保养。设计时要注意液压系统的防尘性考虑，尽量避免细小杂质的进入，防止液压设备的过度磨损，以减轻部件的消耗量，延长系统的工作期限。另外，此举还能降低液压油的消耗量，更好的将油温控制在合适的范围之内。液压系统对工作介质的密封性也较为严格，液压油的渗漏将会对整个液压系统造成影响，同时还会严重的污染环境。所以，在液压系统选择时要选用合格的油箱和管道，以防止油料的渗漏。

2.4 重点考虑节能因素

设备的节能性高低是设计时考虑的重要因素。市面上的发动机品类繁多，规格功效不一，选择时要重点考虑其能耗和环保性是否达标。此外，还可以通过操作技术手段降低能源的消耗量。

3 机械设计时要注重人性化的设计理念

科技以人为本，同时也服务于人类。工业化生产设备归根结底是由人来操控的，设备的人性化设计将有助于提高工作人员的积极性，有利于工作的高效完成。所以在设计时要将人性化理念切实融入进去，综合各方面因素的考量，诸如设备操作的方便性，舒适性和合理性，跟要把安全因素放在第一位。设计人性化包括如下几方面：

机械设备驾驶室的设计要以安全为大前提，对长期暴露在日光下的操作工种而言，驾驶室的玻璃要注重防晒性的需要，以避免紫外线对人体造成的伤害。要注意驾驶室内的设备的安置是否符合人体力学的要求，最大程度符合驾驶员操作的便利性和舒适性。另外，要注意驾驶室的密封性，防止噪声污染对人体的危害。

集中润滑系统的配置，要改善过去手动加注润滑脂的状况，研制自动定时加注润滑脂的设备，比如集中润滑系统，精确计算后自动定量加油，环保方便。对小型机械可以采用密封的销轴或使用新型材料的特殊轴套、或设计二级防尘结构以降低成本，防止油脂排出和异物进入。

个性化外观设计，未来的机械行业将会和 IT产业一样，个性化的产品将会赢得更多的市场份额，因此，要注重产品外观的设计，包括造型、颜色、识标牌等等，给人以美感和亲切感，实现人机和谐。

自动化控制的人性化设计，要采用计算机智能控制技术，实现自动判断，自动配置，通过自动控制和操纵提高舒适度。

可靠性设计，要提高整机的可靠性，采用已经成熟的技术元件，避免过多地更换元件，否则不但会增加污染，同时也不符合人性化的设计原则。

4 结束语

科学发展观注重以人为本和可持续发展的理念，在机械设计过程中，绿色环保的观念深入人心，这不仅是我国工业化发展的客观要求，也是人类对环境的生存需求。文章结合了节能环保的大环境需要，阐述了机械设计领域的突出问题和解决方案，并加之以人性化的考虑，相信在近些年内这将会是机械研发的主要发展方向和研究领域。只有在人与自然和谐发展的基础上，人类的生活才会变得越来越美好。

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