探析綠色理念在機械設計制造中的應用

喬文

摘要：機械制造與設計過程是一項十分困難的過程。在傳統的機械制造與設計過程中，經常會出現污染環境與資源浪費的現象。為了糾正這一現象，在進行機械的制造與設計時就應當對其進行基于綠色理念的設計，以提升機械的環保性能和節約性能。作為一種綠色的技術革新方式，綠色理念在機械制造過程中具有十分優秀的作用。

關鍵詞：綠色理念；機械制造；應用

1綠色理念在機械設計制造中的應用價值

在綠色理念作用下，人與環境及其他事項都要處于和諧統一狀態。在機械設計制造中，工作人員、生態環境以及產品制造工作同樣也需要統一，可持續。為了達到此目的，人們需要利用各種技術和手段，來優化機械設計制造整個周期過程，使其得到優化，使其凸顯綠色理念。這樣的機械設計制造對環境和生態及能源都是友好的。在機械設計制造方面，其有自身的設計標準，國內外的設計標準都不同。對于國內的機械設計制造，在融入綠色理念時，需要考慮全面，使該行業整體煥發“綠色生機”。這些方面不僅包括產品市場，還包括造型及產品回收率，材料重復利用等。在機械設計制造中，需要融入節能技術及其他環保技術，使機械能源利用率得到提升，使綠色理念價值得到顯現。

2節能設計理念的特點

2.1環保、低公害

我國經濟的迅速增長，帶來了大量能源消耗，節能環保成為發展過程中最熱門話題。目前節能設計理念已經逐步應用到各個行業，工業生產制造更是首當其沖，環保和低公害，甚至無公害成為設計目標的一部分。在設計理念中融入節能環保理念，將整個機械使用效率提升的同時應用一些先進的技術手段控制能耗，是機械與自動化行業發展的一個方向。

2.2使用環保型材料

在機械制造與自動化控制時，環保型材料的應用是關鍵，各種環保型材料必須保證低排放，低耗能。所以選擇材料要靈活，低耗能的材料不一定是最適合的材料，彈性、塑性、硬度、抗沖擊性等指標都要考慮在內。要盡量避免選擇熱量交換過多的材料，并注意可回收和重復利用性。許多復合材料都能不同程度的滿足設計需要，而環保型材料的機械零部件也在研發當中，通過以上資源整合，可以設計出更加多元化的產品。

3設計理念的融合

為了將節能設計理念更好地融入機械制造行業，需要對質量輕、適用范圍廣、使用時間長等多個目標綜合考量。減輕質量也是為了降低設備的耗能，如果質量過大，就需要加大各方面的投入，違背了原本的節能環保的理念，同時輕質量的機械，是當前機械與自動化設計發展的方向，是工業生產中的一個重要的原則，目的是設計出使用范圍更廣的機械產品，使其在各種施工條件下都能得到高效使用。這種方式能降低產品替換頻率，延長使用期限，有效減少能源消耗，從而達到節能環保的目的，因此設計過程中，需要嚴格按照環保標準，保證機械產品的使用壽命和使用效率。

4綠色理念在機械設計制造中的滲透

4.1對產品進行綠色設計

在產品設計環節，便要引入綠色理念，挖掘更多的綠色設計點，為綠色生產提供更多可能。在機械產品生產制造過程中，需要控制能源的利用率與浪費量，需要考慮其對環境的損害，最大程度控制污染。另外還要考慮產品環境屬性，使產品可回收、可循環使用及可拆卸性增強。在將綠色理念滲透到機械設計制造過程中時，便要樹立綠色設計意識，將綠色產品作為設計生產目標。這要求設計人員同時考慮產品功能和品質、環保、能耗少等。

4.2應用綠色環保制造材料

在制造環節，需要保證制造材料的環保性，如此最終產品才能滿足環保要求。綠色材料選擇工作為工作重點，安全可靠、經濟等是材料選擇基本原則，在此基礎上，應保證材料不會對環境產生負面影響。在新型機械制造工藝中，企業要學會利用無污染、無毒害材料代替傳統的化學物質，還要善于利用回收、循環材料，使資源浪費情況減少。綠色環保材料還要滿足機械制造產品本身的功能要求，使其能在實際應用中發揮原本價值。

4.3產品的可拆卸性設計

有些報廢的機械制造產品還具有很多可取之處，如某些元件或零件還處于完好狀態，如果機械制造產品不可拆卸，這些零件資源就會被白白浪費，這不符合綠色設計理念，所以在綠色設計要求下，還要保證產品的可拆卸性。產品既能有效組裝在一起，又能有序拆卸下來，這不僅節約了資源，還提高了產品運輸的便利性。在可拆卸性設計中，需要保證零部件拆卸規律化、秩序化、完整化，如此拆卸下來的零部件才能再次被有效應用到其他產品組裝中。另外還要保證拆卸過程的簡潔化，使綠色材料回收與零部件可循環利用過程創造更大的價值和利潤。

4.4產品的可回收性設計

該設計過程主要發生在初始設計中，在草圖設計中，設計人員要具備材料可回收利用理念和意識，最大程度增加材料回收利用的可性能，提高材料的回收價值，并使整個回收過程簡單化、有效化，此外還要考慮其他回收問題，使產品綠色理念融入更深。回收設計水平高，產品零部件及相關能源、資源的利用率擦最大，產品報廢損失也會降低，這對環境也是友好的。

5節能設計理念在機械制造中的應用

5.1節能技術在機械設計階段的運用

任何設備的生產制造，設計往往是第一位的。在設計時對這些系統全面規劃，對可能發生能源損耗的部分提前預判。選用發動機時，需要選擇低油耗、低噪音和高效率的發動機，將整個能源消耗降到最低。液壓系統設置時需要重視環保情況，避免液壓系統發生滲漏對環境造成影響。油料也要相應的選擇環保油料，提高整個液壓系統管道的抗腐蝕能力，避免發生管路老化，產生泄漏。機械設計需要提前實施虛擬化實驗，模擬設計運行，及時發現產品中發可能發生的缺陷，縮短生產周期，提高效率。

5.2機械設備在選材方面的調整

選擇材料時優先選擇環?？苫厥盏牟牧?，這樣能夠讓機械制造工藝更加科學化，達到最佳的節能設計效果。傳統的機械制造過程中若忽視節能設計，使用大能耗的材料，不僅影響到機械的節能性，還會對機械的使用壽命產生影響。通過創新設計方式，選擇更加優質的環保材料，優化系統的構建，都可以延長機械設備使用的年限。隨著當前科學技術的不斷發展，機械部件之間的關系也越來越密切，所以需要優化設計機械元件，綜合分析材料在使用過程中的損耗。

5.3改善生產工藝

優化產品結構。越簡單的機械結構需要的零部件越少，加工方法也越簡單，在生產制造的過程中耗能和產生的污染也會減少。因此，在改善生產工藝之前先要對產品進行充分的調研，在確保功能性的前提下，進行結構和形狀的優化，通過優化形狀和結構降低加工難度，從而達到節能減排的目的。

根據加工材料合理選擇加工工藝。根據不同原材料需要選擇適合的加工工藝，同一種原材料有不同種類的加工方法，需要根據企業現有的加工設備和節能減排的要求來選擇適當的加工工藝，比如鍛壓是常見的零件加工方法，有冷、溫和熱鍛壓3種方式，其中，熱鍛壓的能源利用率低于前2種，但是冷鍛壓工藝比后兩者造成更多的環境破壞，因此，要選取溫鍛壓工藝進行零件加工。

6結語

在新時代的要求之下，綠色的設計與制造理念是一種保證機械工藝得以進一步發展的新模式。為了維持工業發展的可持續性與高效性，為此需要綠色的設計制造理念作為指路的標牌。為了我國的經濟能夠持續發展，并與自然協調統一，為此要在機械的設計與制造過程中加入綠色理念，并使我國的經濟得到更好的發展，進而營造出一種環境友好型工業發展方式，使我國的工業發展更加進步，以達到世界領先水平。

參考文獻：

[1]章熠辰.綠色理念在機械設計制造中的應用[J].科技風，2018（34）.

（作者單位：江蘇申利達機械制造有限公司）