基于礦山機械的綠色設計分析

李國勝

摘 要：資源的可持續利用，一直以來都是環保領域的重要研究課題，也是社會各界廣泛關注的熱點問題。基于此，本文就礦產機械的綠色設計展開分析，簡要介紹了綠色設計方法，進一步對相關綠色設計方法的應用，進行了重點分析，包括綠色設計內容、機械清潔化設計、機械降噪設計、油污泄漏治理設計，以期為相關研究提供可靠參考。

關鍵詞：礦山機械；綠色設計；機械降噪

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.088

0 前言

綠色設計這一理念的運用，應體現在產品的設計、研發以及生產的全過程，以綠色環保理念，引導每一個環節的工作執行。而礦山機械的綠色設計，除機械本身的設計、研發與生產應符合綠色設計標準，具有一定的回收性、可再利用性，不含有毒物質，還應進一步保證機械產品具有較高的先進性，能夠滿足相關生產需求。

1 綠色設計方法概述

在資源環境壓力下，礦山機械的綠色設計方法成為行業內外關注的焦點，相關綠色設計方法得到快速發展。包括并行式設計分析方法、生命周期法和模塊化設計方法等，都在礦山機械綠色設計中得到廣泛應用。

其中，并行式設計是綠色設計的重要方法，在應用過程中，通過對各設計要素進行綜合分析，并對設計環節產生的信息進行實時交流反饋，及時發現并解決違背綠色設計要求的問題，確保產品設計質量和開發速度。生命周期法是一種傳統綠色設計方法，將產品生命周期劃分為產品規劃、產品設計開發、產品制造、產品使用、產品維護和產品回收等階段，使產品在全生命周期內符合綠色設計標準。模塊化設計將產品的功能、性能和規格要求作為設計要點，通過對不同功能模塊進行排列組合，使其充分融入綠色環保理念，并滿足客戶的產品需求[1]。

隨著現代化技術的發展與應用，計算機輔助設計方法也在礦山機械綠色設計中得到廣泛應用，利用信息化系統進行分析計算，可以進一步提高產品設計的合理性，加快綠色產品設計研發速度。

2 綠色設計方法在礦山機械設計中的應用

2.1 綠色設計內容

礦山機械綠色設計的內容主要包括以下幾點：（1）材料選擇，在礦山機械綠色設計過程中，對材料的選擇和應用具有嚴格要求，必須提高對材料選用的重視，并掌握科學的選用方法。在綠色設計理念要求下，礦山機械材料不僅要滿足機械基本使用功能，還要充分考慮與環境的協調性，優先使用來源充足的材料，基于產品全生命周期進行考慮，確保材料的可回收和再利用，避免機械設備淘汰后，材料難以降解，對生態環境造成污染；

（2）將可回收性作為礦山機械設計的重點內容，從設計前期準備階段開始，做好市場調查和材料分析工作，采用有效的方法，識別可回收材料，明確可回收材料的基本標志，構建完整的可回收材料識別體系。加大力度對可回收材料制造工藝的研究，分析其結構特性和經濟性，在滿足綠色設計要求的同時實現效益最大化；

（3）注重可拆卸性分析，在礦山機械的使用過程中，部分構件容易出現損壞，而且會影響機械設備的整體使用，需要對其進行維修或更換。因此，在設計過程中，應充分考慮產品的可拆卸性，為構件拆卸維修或更換提供方便，提高部分材料的可回收性，并延長產品整體的使用壽命。比如在礦山機械中通常采用螺紋連接方式，卸下的螺釘可以繼續使用，能夠體現綠色設計思想。在設計過程中，應盡量追求拆卸簡便性和拆卸下來零件的可回收性。

2.2 機械清潔化設計

我國礦山機械產品生產技術水平相比與國際先進水平仍有較大差距，在一定程度上限制了我國礦山產業的發展。在眾多類型的礦山機械產品中，機械性能和功能都不盡相同，在設計方面存在較高的復雜性。為實現礦山機械綠色設計目標，首先要對礦山機械進行清潔化處理，降低其在運行和使用過程中產生的環境污染。在此方面可借鑒國外先進設計經驗，通過在設計過程中采用清潔化技術，對機械設備所使用的能源和材料進行處理，降低其環境污染性。將加大力度研究降低礦山機械設備在使用過程產生廢氣、廢液和廢渣的方法，有限采用風能、太能能、地熱能等新能源技術為機械設備功能，從而做到生產過程零污染。對于部分無法進行回收利用的機械構件，必須采用易降解的原材料，在機械設備報廢后，及時對其進行回收和集中降解，避免對土壤或水體環境產生危害。

2.3 機械降噪設計

機械噪音污染是礦山機械綠色設計中需要處理的關鍵性問題，在傳統的礦山機械設備運行過程中，采用的齒輪泵等構件會產生非常大的噪音，其主要原因是齒輪嚙合傳動會產生周期性流量脈動，遇到阻抗時，就會形成壓力波動，進而產生較大的脈動噪音。此外，齒輪嚙合過程中的吸油腔和排油腔容易產生瞬時液壓沖擊，會帶來沖擊噪音。在齒輪轉速較高時，噪音污染也會加劇。因此，在設計過程中必須綜合考慮這些問題，采取有效的解決方法。比如采用雙模數或雙壓力角齒輪，適當增加機械進油區域出油區體積，從而增加機械設備的吸油和排油能力，降低壓力波動，減小噪音污染。與此同時，減小齒輪泵體積還可以達到節約材料的目的，提高產品的綠色化程度。雖然礦山生產現場一般遠離居民居住區，帶過高的噪音污染也會對施工人員產生影響，進而增加施工操作風險。因此，在機械綠色設計過程中，必須控制好機械噪音問題。

2.4 泄漏油污染治理

在礦山生產過程中，機械設備運行難免會產生泄油或漏油現象，這是礦山機械生產的常見現象，不僅會造成石油資源浪費，還會影響設備的正產運行，對環境造成污染。因此，在綠色設計過程中，必須積極研究泄漏油污染治理技術，通過創新密封技術和油料技術，減少機械設備運行過程中的泄油、漏油現象。比如加快水壓系統、植物油系統的研究，將生態油壓系統應用到實際機械設備生產中，利用水和植物油代替石油，從根本上解決石油材料泄漏和浪費現象，降低礦山生產對不可再生能源的依賴，從而降低可能對環境造成的污染和影響。

3 結束語

綜上所述，分析礦山機械的綠色設計，對促進礦山機械的長遠發展具有重要意義。通過相關分析，科學的綠色設計理念與方法，能夠讓礦山機械，在其整個壽命周期中，所產生的經濟效益與環保效益，均達到相關要求，以環保為前提，滿足客戶對產品的多樣化需求。因此，應重視綠色設計理念與方法，在礦山機械設計中的應用，這對礦產企業的可持續發展，能夠起到極大的促進作用，對于能源與環境保護，也具有重要意義。

參考文獻：

[1]王波.礦山機械并行式綠色設計[J].礦山機械，2017（09）：149-151+6.