機械設計節能原理及其運用研究

楊超

摘 要：隨著我國社會的進步，各個行業對能源的需求量也在不斷的提升，在這樣的背景下，能源緊缺已經成為了一個社會性問題，為了緩解我國的能源壓力，政府部門提出了節能減排的生產理念，要求各個行業在生產過程中，要對原有的生產模式進行優化，減少對能源的消耗，減少各種有害物質的排放。機械制造業是我國的重要行業，在機械設計的過程中，必須要把節能的理念帶入其中，減少機械設備運行對能源的消耗。對機械設計節能原理及其運用進行分析。

關鍵詞：機械設備;設計理念;節能環保

中圖分類號：TH122 ? ? ? ?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.04.024

0 引言

現階段，節能已經成為了所有行業的發展目標，作為我國的重點行業，機械制造業在機械設計的過程中，也必須要遵循這樣的設計理念，通過設計理念的優化，減少各種機械設備在使用過程中對能源的消耗，這樣的機械設計方式，充分迎合了我國當前的節能理念，同時，也可以緩解現階段的能源壓力。下文對此進行簡要的闡述。

1 機械設計節能技術的原理

地球上任何機械運動都要遵循牛頓的力學定律，機械設計的節能原理，就是以能量守恒為理論基礎，通過能量的高效運用，實現機械設備的節能設計。在機械運動的過程中，各種能量之間可以實現互相轉化。在機械設備運行的過程中，勢能與動能之間往往不能實現完全轉化，勢能在向動能轉化的過程中，會產生一定的變動，這樣就造成了能量的損耗，從而產生能源的過量消耗。而機械節能設計，就是對機械設備運行過程中產生的勢能波動進行控制，使勢能處于合理的范圍之內，提升勢能與動能之間的轉化率，從而達到節能的設計效果;在機械設備的運行過程中，動能是保證設備運行的主要能量，機械設備的結構復雜，許多因素都會對設備的動能造成影響，產生了能量的消耗。為了減少這種現象的發生，在機械設計的過程中，著重減小設備構件之間的摩擦力，降低機械設備運行過程中能量的損耗，通過這樣的方式，來實現機械設備的節能設計。

在實際的設計過程中，可以從以下幾個方面入手，減少設備對能源的需求，首先，對設備的各種配件進行檢查，保證配件之間運行的默契程度，保證配件的精確度與設計精度充分吻合，減少運行問題的發生;其次，要在配件的材料上下功夫，選擇性能優良的材料來制作各種構件;最后，要對機械設備的啟停程序進行優化，通過上述方式，可以實現機械設備對能源的消耗，達到預期的設計目標。

2 機械設計節能原理的運用

機械節能設計對于社會和行業發展都有非常重要的意義，是機械制造行業進步的必然趨勢。通過這種先進設計理念的導入，可以有效減少能源的消耗，緩解我國當前的能源壓力。在機械設備的運行過程中，由于設備種類的不同，其中的結構和運行方式都有很大的差異，各種能量之間的轉換也存在不同。在實際的機械設計過程中，要充分地把節能理念帶入其中，實現各種能量之間的高效轉化，減少設備運行過程中能源的損耗。

2.1 機械設計節能原理在升降機械設備中的應用

升降設備是機械設備中的重要組成部分，這種設備主要是負責垂直運輸的，升降設備的運行模式主要包括壓力傳導方式和鏈條動力傳導方式。由于升降設備運行軌跡的特殊性，需要大量的動力，才能驅動設備運行到指定的高度，實現垂直運輸作業。升降機械在運行中，主要是把能量轉化為重力勢能，這樣的轉化方式，會消耗大量的能源，在對其進行設計的時候，可以對鏈條等動力傳輸裝置進行優化設計，提升能量之間的轉換率，達到節能的目的。

2.2 機械加工設備設計中應用節能原理

機械加工就是把機械設備由圖紙上的方案，轉化為真正的設備。這也是機械制造業的核心工序，所有的機械設備都要通過這項工序才能形成具體的實物。在機械加工設備設計的過程中，要充分融入節能的設計理念，要對機械加工設備的節能系統進行優化，通過這樣的方式，達到節能的目的。

2.3 調節功率匹配節能

在機械設計的過程中，要充分考慮機械設備在不同的環境中對能源消耗的差異性，合理制定設備的運行功率，通過設備功率的優化，發揮出節能理念的重要作用，減少對能源的消耗，保證機械設備的運行功率與實際的需求功率相一致，例如出現小馬拉大車或者功率輸出過大等情況，都會造成能源的浪費。在實際的設計環節，設計人員要對設備的用途和設備在使用時承受的荷載進行精準的分析，合理地對設備的輸出功率進行調節，保證設備的輸出功率與實際的需求功率相匹配，通過這樣的方式，來達到節能的目的。

綜上所述，節能是我國當前社會的主要基調，所有的行業在生產過程中，都必須要遵循節能的理念，減少對能源的消耗。在機械設計的過程中，也必須要把節能理念帶入其中，通過設備結構的優化和功率的調整，實現機械設備的高效運轉，提升設備運行中各種能量之間的轉換率，減少對能源的消耗，達到預期的設計目標。利用節能理念，推動我國機械制造行業的進步。

參考文獻：

[1] 范敬偉.機械設計節能基本原理及其應用的相關研究[J].山東工業技術，2015（6）：10.