新时期人性化的绿色环保机械设计探索

□陈 功

现如今机械发展历经了几个世纪的洗礼，设计原理愈加成熟，近现代的机械产品设计要求更高，功能愈加复杂，用处较广，局限在生产效率以及生产质量中未过多考虑到使用者的舒适情况。人性化的绿色机械设计，一是基于环保保护，加强对能耗的考量，从废弃零件再利用、低能耗、少污染角度展开设计，二是以使用者感受为主，以机械使用的舒适度以及操作手感为设计切入点，做到提高使用者的安全性与舒适度。本文主要从机械设计的人性化与绿色化切入点为主，针对机械设施，坚持国家的可持续发展战略，以符合生态环境的需求为主，展开绿色机械设计与人机交互设计的探讨，从设计元素大量引入与环保材料选择入手，提供一些人性化设计建议与启示。

一、合理选择机械材料

人性化绿色机械设计，可在保证产品质量前提下，选择绿色材料可有效减少污染、增强机械设计的可持续性、提高对产品性能的保障。因此，选择机械绿色材料中，第一，要以可回收、易分解、可再生等加工原则为主，选择无污染环境材料，确保在生产、加工中尽可能不出现材料污染问题。特别是在机械结构构件选择与设计中，以可拆分、装配、有足够强度、无污染的材料，用材料的再生率为衡量指标选择合适的机械材料。第二，要以寿命为指标，坚守产品使用寿命长、减轻产品重量的原则，若能够提高机械材料的使用寿命，就可有效降延长产品报废时限，可有效降低报废材料对环境的污染，减轻产品质量可降低材料损害时，使得产品愈加轻便，提高驱动的节能性，降低污染排放污染范围，设计中要先确保主机各项性能参数，尽可能地减少主机与辅助作业装饰的重量与体积，以提高产品零部件的强度与耐久性能，做到机械系统轻量化与高效率。第三，不少机械必须要用污染型材料，则要遵从最少化原则，尽可能在保证机械使用无误的前提下，减少污染型材料的使用，并加大研究力度寻找替代型的无污染材料。第四，在废旧材料处理中，以分类处理，针对销毁、再生利用为主，对不同的材料采用不同的处理方式，最大程度地对材料进行再利用，变废为宝，减少污染同时提高效益。

二、引入丰富的人性化元素

新时期机械设计要贯彻落实以人为本的理念，设计绿色环保机械产品的同时，选择绿色材料，引入人性化元素，确保机械设计可满足使用者的要求。新时期人性化设计目的在保障工作人员的安全之下，运用更多合理设计理念融入其中，满足使用者对设备的舒适度要求，最大化满足使用者的操作要求：驾驶室设计中要依据机械工程学原理，以安全环保为前提，保障使用者安全性的同时，简化操作，提高舒适度，从而极大地提升操作者的精确度。第一，要做好外观设计，从色彩、造型以及识别牌等入手，以人的亲切舒适度感觉为准，在外观元素提取中，最大化迎合操作者的愉悦心情；第二，以自动化控制为主，结合计算机技术、智能控制等为主，解放人力操作，将自动化理念深入应用到机械设计中，采用动感、自动感应操作，提高产品的安全性以及可靠性；第三，要以简约为主，在设计中尽可能地减少零部件使用，选用可靠、使用寿命长的零部件，将控制频率控制在最低频次，同时提高产品的性能减少环境污染，以满足人性化的需求；第四，要优化润滑设计，降低灰尘、颗粒等物品，避免对润滑的影响，人性化设计要构建自动阻挡的作用，以自动感应加入为主确保润滑剂的加入，可延长产品的使用寿命，降低维修成本。

三、人性化绿色机械设计要注意的事项

(一)合理选择发动机，降低噪音污染。机械设备发动机的选择牵一发而动全身，选择合理的噪音能降低机械运转中的声响，减少耗油量，选择市面上符合标准、耗油量低、噪音小以及排放污染低的环保型的发动机产品。主要是以环境污染为主，衡量机械材料、构建、设备的优劣，以机器与设备的实际高速运转状况测定机械水平。因此在机械设计中，要尽可能地考虑噪声音量，一是以减少共振的方法，在装载机设计中为动力装置匹配双向减振悬挂系统，以减少动力传动系统与车架之间的共振、噪声等破坏，降低噪声对动力系统的损坏；后桥设计中，围绕中心摆动结构组合构建，将后桥摆动中心与动力输入中心重叠，降低附加力矩对传动系统的振动与噪音，这样一来，即使是在崎岖不平的道路，也能够降低各部件、组件之间的冲击，降低噪声生产。二是以部件咬合为主，实现噪声控制。而液压系统噪声控制中，也可以优化液压管路排列，降低液压油泵振动以及油管振动等，在机罩等覆盖件设计中提高紧密度以及使用吸音、隔音材料，降低内部件之间的振动；主体结构系统则可以通过冷却途径以及密封性设计，降低造影对操作人员的影响，采用风扇冷却途径由液压马达实现，以控制噪音。

(二)选择优质可靠的液压设备。液压设备的选择，要从压强、各部件、整体运动运转等进行考虑，以维护和保养为切入点，设计中注重防尘性、润滑以及磨损，采用机罩、其他密封处理等，减少杂质的渗透，既可以降低液压设备的磨损，也可减轻部件的消耗量，提高部件的使用寿命以及工作效益。此外，针对油耗量的考量，要针对油温、工作介质密封性等为主，针对整个系统运转需求将油温控制在合适范围之内，严格控制工作介质的密封性，避免液压油渗透对系统造成影响，降低污染范围。总而言之，液压设备的选择要以精密度、密封性以及油箱排列等为主，选用合格的油箱及管道，防止油料渗漏。

(三)人性化设计。人性化设计主要通过操作员模拟，以操作员的操作感受，从安全性与舒适度为主，按照人机工程学原理，布置好合理可调节座椅，设置防强光与紫外线玻璃为主，便于操作杆与方向盘操作，在资金保障的前提下，安装空调，最大化提高操作员的舒适度与安全性。此外，还要设置多个润滑设备，采用集中润滑系统，以感应装置自动注入润滑油，环保方便，避免人工添加对人体的伤害。按照可靠性与舒适性原则，围绕绿色环保的要求，选择耐久使用的元部件，避免经常更换，以自动控制为主减少人工劳动量，降低对使用者的负担。

四、结语

综上所述，新时期人性化的绿色环保机械设计，可选择绿色环保的材料，最大化挖掘材料使用价值，避免废弃机械对环境的污染；引入人性化元素，以使用者的舒适度与安全性为主，合理设计机械外观与驾驶室等，提高机械设计水平。