洪从鲁
摘要:机械设计是机械生产的第一步,它对于机械性能有着非常大的影响,需要工作人员不断的对设计进行优化,才能达到最终的效果,但是从目前来看,在可持续发展的前提下,节能原理在其中的应用有着一定的优势。本篇文章通过对机械设计的内容进行阐述,分析节能原理在机械设计中的具体应用,并且就节能原理应用过程中存在的问题进行论述,从而探讨加强节能原理应用的有效措施。
关键词:机械设计;节能;运用
0 引言
节能是新时期下,依据我国的发展现状,提出来的一项绿色环保理念,它就是指在可以生产、加工以及制作出相同数量、相同质量物品的基础上,减少能源的消耗,节能是一种经济上的应用技术,有效的提高了能源的利用率,是我国“十二五规划”中的重要方针,从目前来看,节能技术已经被应用各行各业中,并且有着非常重要的优势。为了推动全社会节约能源的意识,从根源上保护和改善环境,促进各方面的可持续发展,我国针对节能理念设置了不同的条例和激励措施,并且加强它在应用过程中的管理,围绕设计到生产的各个方面,将节能方法具体的落实进去,减少能源上的损失,在机械设计中,节能原理也有着一定的应用。
1 机械设计的内容
1.1 机械设计的概念
机械设计就是指按照具体的要求对机械的工作原理、结构以及运动方式等元素进行合理设计的过程,包括机械的外形尺寸、内部结构以及原材料构成等多个方面,通过构思、分析以及计算的而方式,将设计理念转化为具体的描述,从而为机械制造的过程提供相应的依据。机械设计是机械工程中的重要组成部分,它是指在有限的条件下,对材料、加工能力、理论知识以及计算手段等进行相应的设计,从而做出相关的优化工作。机械设计是理论与实践的有效结合,在发展的过程中,不断对设计方法和技术进行改善的过程,并且将一些现代化观念应用到其中,从而追求更好的发展。
1.2 机械设计的内容
在机械设计的过程中,它是技术性和创造性的设计过程,可以大致分为以下几个阶段。首先,在机械设计开始之前,工作人员需要做好准备工作,明确所需要设计的具体要求,并且通过分析,对当前的工作环境以及加工设备等方面的限制进行整合,根据具体的数据进行设计文件的编制,明确机器设备的功能、经济性以及质量等方面的估计,为后续的设计工作提供一定的保障。其次,有关人员需要进行方案的设计,包括不同零部件的具体功能工作以及系统整体上的操作,考虑到内部结构设计上的复杂,加强设计图纸上的审核工作,增强系统的可靠性,并且将设计过程中所应用到的材料和有关说明具体的描述到设计图纸中,完成原理图和机械运动简图的绘制,要具有一定的创新性。另外,完成设计图纸工作后,需要对涉及到的技术进行具体的设计,包括一些零部件的尺寸要求,如何实现操作上的完善性,加强不同技术上的管理工作,可以初步的按照设计图纸进行模型试验,从而完成技术过程中的优化。在机械设计的过程中,还需要注意的是在能源上可能造成一定的浪费,这就需要将节能原理具体的应用到机械设计中,从而达到一定的目的。
2 机械设计中节能设计的具体应用
2.1 机械设计中的节能原理
在机械设计的过程中,可能会由于操作上的失误或者设计上的问题,存在浪费能源的现象,在节能环保理念的基础上,节能设计的工作原理就是在保证设计质量和效果不变的情况下,提高能源的利用率,减少成本的投入。对于机械设备来说,它在运行的过程中就是实现不同能量之间的有效转换,包括电能转变为机械能等方面,在这个过程中就是能源消耗的过程,但是从理想设计的角度来说,在能源的互相转换之间是不会造成能源的浪费,它可以达到完全转换的目的,但是在实际的设计过程中,外界环境多多少少的会造成一定的影响,而节能原理在这方面的应用,就是要通过设计细节上的改善降低能源的损耗,包括摩擦阻力等方面,从而达到提高利用率的目的。因此,节能原理也应用于设计过程中的各个阶段。
2.2 节能原理在材料设计中的应用
在机械设计中,材料在其中有着非常广泛的应用,而且类型非常复杂,在大型机械设备的设计中,涉及到的材料可能存在上百种,包括各种类型的螺栓以及軸承等,它们的数量也是非常庞大的,而且有些零部件的尺寸非常精细,很容易在设计过程中对其进行忽略。因此,节能原理在材料设计中的应用,就是要严格控制它的数量范围,对设计过程中的各个材料进行分类,将什么设计技术上可能用到的材料标记清楚,并且做好保管工作,从多个方向上避免材料方面的浪费。另外一方面来说,材料的质量与机械设计过程中能源的消耗也有着一定的联系,需要检查各种配件材料上的精细度,选择性能良好的材料,从而实现各个阶段上的有效优化。
2.3 节能原理在结构设计上的应用
结构设计是机械设计中的重点,它与机械设备的功能有着直接的关系,在设计的过程中需要从设备的性能、外观以及经济性等多个方面进行考虑,并且具有一定的灵活性,节能原理在结构设计中的应用就是要根据各个零部件的受力、强度、尺寸以及重量等进行具体的分析,从而调整在设计过程中可能造成的能源浪费,包括过度磨损以及过度振动等。首先,在结构设计的过程中,可能会由于设计上的问题导致构件与零部件之间的摩擦阻力过大,消耗掉了大量的能源,产生动力上的损耗,而节能原理在这方面的应用就是通过有效的措施减少摩擦阻力的出现,包括对元件上的替换以及润滑等操作,从而提高能源的利用率。其次,有关人员在电气元件的应用过程中,还应该注意功率上的损耗,加强对质量上的检测工作,提高电气设备的应用效率,可以通过提高或者降低功率档位的方法,减轻能源的消耗。另一方面来说,在结构设计的过程中,还应该注意基本的结构形式,从形式上减少无谓能源的消耗,注意细节上的设计,包括一些大功率机械设备,在设计过程中尽量采用双作用下的二冲程设计原理,真正的达到节能和环保的目的。
2.4 节能原理在运动设计中的应用
对于现阶段的机械设备来说,大多都是以电子控制系统为核心内容的设备类型,具有一定的综合性,在运动设计的过程中,需要运用机构学以及动力学等方面的知识内容,从而对动力能源进行有效的优化设计。首先,应该检查动能设备本身的功率消耗情况,对它的性能和质量进行综合检查,并且对它的应用方式进行有效的优化。其次,在实际的设计过程中,工作人员需要特别注意动力设备在启动以及停止过程中可能造成的能源消耗,在这个过程中,如果存在一定的延迟,可能会造成额外的浪费,所以在运动设计的过程中,通过节能原理的应用,应该尽可能的对这些动能进行有效的存储,从而保证能源的合理运用,减少由于机械动力设备造成的能源损耗。
3 节能原理在机械设计应用中存在的问题
3.1 机械人员业务水平低
对于当前的机械设计来说,节能原理在机械设计的应用中有着一定的限制,这主要是由于机械设计人员实际的业务水平不符合当前机械设计技术的发展,一些先进的节能技术在应用中不能得到有效的发挥,而且从目前的设计人员来看,他们大多都有着一定的专业知识,在理论上有着一定的丰富性,但是在实际的运用上,缺乏有效的监督能力上的提升,没有一定的现代化设计经验,在这种情况背景下,一些节能降耗的技术就不能有效的应用到机械设计中。另外一方面来说,出现这种问题的主要原因是有关部门没有对设计人员的综合素质进行培训工作,在招聘过程中缺乏一定的门槛。
3.2 缺乏节能意识
在机械设计的过程中,为了符合客户的基本需求,机械设计需要从机械设备的功能以及性能、质量等多个方面去进行考虑,具有一定的复杂性,在这个过程中,他们判断机械品质的好坏也仅仅以技术指标为主,完全忽略了机械设计中对能源造成的损耗,没有养成一定的节能意识,无论是对于管理负责人还是设计人员来说,都没有加强这方面的宣传工作,存在一定的工作误区,这是应该注意的问题,也是节能设计在应用中不能有效发挥的主要原因。
3.3 节能效果不理想
从实际的机械设计过程中,虽然部分企业已经注意到节能理念的重要性,并且真正的将一些政策应用到其中,但是从结果来看,可能受到环境以及技术水平等方面的影响,节能原理的应用效果差强人意,在提升能源的利用率上始终存在一定的差距。出现这种情况的原因主要是由于工作人员在节能技术的应用上存在一定的偏差,在管理制度上没有对节能方面的工作进行细节上的完善,工作过程中存在过多的漏洞,从而导致不能有效的发挥节能原理在其中的有效应用。
4 加强节能原理在机械设计应用中的措施
4.1 提高工作人员的综合素质
从工作人员方面来看,有关部门应该从根本上提高工作人员的综合素质。首先,应该拔高现有的招聘门槛,为机械设计工作注入新的活力和理念,在招聘的过程中需要注意人才的全面素质,包括学历水平、技术能力以及性格特点,为节能原理的应用提供前提。其次,对于现有的工作人员,也要强化他们的专业素质,通过参加培训教育,使他们对于节能设计有一个新的认知,并且将节能技术真正的应用到具体的工作中,在操作上应该从机械设备的整体性能上去进行考虑,不能由于节能技术的应用忽略其他技术指标,并且强化部门与部门工作上的整体协调,为机械设计建设高素质的人才队伍。
4.2 加强节能理念和技术水平的提升
首先,有关部门应该加强在节能理念上的宣传,帮助工作人员认识到节能的重要性,并且由管理人员带动全体员工,强化工作上的节能意识,创新现有的组织结构,配合节能理念在设计中的提升。另外,对于现有的节能技术,有关人员也应该找到其中存在的问题,并且从国内外引进一些先进的技术,也可以加大在这方面的科研投入,实现机械设计的长期发展。
5 结语
綜上所述,机械设计是我国基础工业中的重点内容,它也是机械工程的前提,对人们的日常生活有着重要的影响,在可持续发展理念的前提下,对于机械设计也提出了节能的要求,通过节能原理在材料设计、结构设计以及动力设计等方面应用,从而达到降低能源消耗的目的,有关人员需要注意应用中存在的问题,并且加强各方面的管理工作。
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