工程機械產品設計中的節能與環保

鐘小翔 李兆之 李光耀

摘 要：工程機械產品的節能環保問題，是當前國內外業內人士重點關注的對象，對于機械產品而言，關系到其節能與環保的因素有很多，有設計方法選擇、制造材料選擇等方面，本文主要從產品的設計、材料的應用及人性化設計等方面對工程機械產品的節能環保問題進行研究。

關鍵詞：工程機械產品;設計;節能與環保

節能與環保是我們當今社會的一個主題，也是應對當今社會各種資源日益緊缺現狀的一個有效措施。機械制造和自動化設計產業在我國的各項產業中屬于高耗能產業，所以在這一領域有需要貫徹節能與環保理念，通過節能與環保理念的貫徹可以極大提高資源利用率，減少資源浪費，促進整個產業的可持續發展。

1、機械產品節能環保設計的現狀

我國工程機械經過了幾十年的發展，在世界工程機械市場占有了一席之地，出現了三一重工、徐工、柳工等一些知名的企業。但是我國節能環保型工程機械起步較晚，還缺乏相應的技術法規和標準，有關環境、安全、人機等方面的指標過低，阻礙了我國綠色工程機械的發展。例如國產機械噪聲大.尾氣排放不達標的情況一直沒有得到較好地解決.隨著工程機械種類和數量的不斷增加，大量工程機械所消耗的資源，排放的污染物以及施工中產生的噪聲粉塵等對環境產生了巨大的負荷。再者，國內極少有企業能夠生產出，各種具有節能效果的多路閥和液壓泵，難以實現液壓泵與發動機的功率匹配。因此，我國的中高端工程機械產品的液壓元件基本選用進口產品。此外，對于中型以上的工程機械產品，國產的柴油機的綜合性能指標滿足不了要求，且要比國外的扭矩儲備低，可靠性差。

2、應用節能與環保理念的重要性

2.1增強機械設計制造的環保性。在機械設計制造行業中，如果設計方案中，未充分重視環境保護問題，產品生產出來之后必然會造成環境污染。當前，盡管我國的科技水平發展良好，但與發達國家相比，還存在比較大的差距，我國部分機械制造行業在進行設計制造時，依然采用傳統的方法，這種方法單純的追求企業的經濟利益，對于所產生的環境污染、資源浪費等問題直接忽略。但在應用節能環保理念之后，機械制造企業在進行設計與制造時，會對環境污染問題進行的考慮，盡量的將設計方案中的源頭污染降低，在節能環保理念的作用下，機械設計制造所具備的環保性顯著的提升。

2.2 廢棄節能環保機械產品的回收利用率高。經濟水平的提高，促使人們改變了原有的生活方式，機械產品逐漸的成為生活中的必需品。隨著機械制造技術的提升，產品換代的速度提升，導致產品廢棄的量逐漸增加，影響生態環境，而且這些機械產品基本上，都采用傳統方法進行設計和制造，廢棄之后，再利用效率比較差。但在機械設計制造中應用節能環保理念之后，產品帶來的環境污染減小，節省了資源，即使廢棄之后也實現再利用，降低了廢棄節能環保機械產品對環境的危害。

3、節能與環保在機械產品設計中的應用

3.1 環保型材料的利用。在工程機械產品設計中要考慮環保型材料的利用。使用環保型材料主要從以下幾個方面進行：首先，盡量采用能再生利用的材料和資源。在加工過程中，盡量使用可回收利用、對環境無害的材料;在進行結構件的設計時，也盡量采用容易裝配和分解的材料，從而使得工程機械材料的再生率提高。其次，使用環保型材料必須遵守長壽命、低能耗、低負荷的設計原則。要從減少環境負荷的角度考慮各系列產品同類零部件的互換性和通用性。為此應在保持主機各項性能參數前提下，減少主機和附屬作業裝置或機具的體積和重量，提高動力傳動系統零部件的強度和耐久性，實現液壓系統的輕量化和高效率。最后，盡量采用低環境負荷材料。在設計工程機械零部件時，應該盡可能不使用有害材料，例如氟利昂、樹脂、含氯橡膠和石棉等材料。

3.2環保型工程機械產品設計。首先，選用低公害發動機。發動機是工程機械所有系統中對環境影響最大的部件，采用低油耗、低排放、低噪聲高效率的環保型水冷增壓柴油機，能大大降低對環境的負荷。其次，降低整機振動與噪聲。減振與降噪是產品設計中最需關注的焦點問題。例如在裝載機設計中，動力裝置采用雙向減振懸掛系統，就能克服整機動力傳動系統與車架之間的共振、噪聲，及對動力系統的疲勞破壞。后橋設計成中心擺動結構，能使后橋擺動中心與動力輸入中心重合，很好地減少附加力矩對傳動系統不停沖擊所產生的振動與噪音， 避免在崎嶇不平道路上整機各部件相互沖擊所產生的噪聲。最后，液壓系統的清潔和防滲漏。保持傳動液壓油的清潔度，對工程機械的液壓傳動非常重要。因此，精心設計工程機械液壓系統（如：采用高效、高精度過濾裝置）十分必要，這樣就可去除油液中微塵垃圾、機械磨損物等雜質，減少液壓元件故障與磨損、延長常用液壓元件的使用壽命，降低液壓油的更換頻率;同時可有效避免液壓油在工作中溫度升得過高過快，延長換油間隔時間減少對周邊作業環境的污染。

3.3 工程機械產品人性化設計。首先，在駕駛室設計上，設計的加熱空氣懸浮式座椅可全方位調節、防紫外線輻射玻璃的透明天窗、功能集成的單操縱手柄、可調式轉向驅動器、全自動換擋裝置、電子監控與故障自診斷系統，再輔以合理美觀的顏色搭配，大大改善了司機的工作環境，緩解了疲勞，提高了作業效率。.其次，自動加脂裝置和集中潤滑系統的配置也有了提高。傳統的手動加注潤滑脂費時費力，而且經常會有多余的油液溢出來污染周邊環境。目前環保型工程機械已有各種形式的自動定時潤滑設備，保證了潤滑效果且潤滑脂消耗量低，既環保又方便。再者，外觀美學設計。傳統的工程機械產品的外觀基本上都是笨重的，目前新型環保節能型產品比較注重外觀，達到了機器與環境的和諧，從視覺上給人以一種美感，使得人們更愿意去使用它。最后，系統的可靠性和舒適性設計。工程機械技術的發展趨勢，已充分體現在控制技術的電子化上，采用計算機控制技術，可讓機器一直保持良好的工作狀態，并能實現自動診斷功能，不僅減少了發動機的燃油消耗，還能使工程機械保持較高的可靠性，同時也大大提高了作業的舒適性，操縱控制更加方便、簡單。

4、結束語

節能與環保型工程機械是未來工業發展的必然趨勢，這是由當前環境污染，資源浪費嚴重等現象頻繁出現，而提出的要求，同時也是社會發展的必然產物。當前我國節能機械的發展水平還有待提高，因此，需要投入人力、物力加大研究，通過各種方式，實現工程機械運轉過程中的節能降耗，通過資源再回收利用，避免資源的浪費，以達到良好的節能效果。

參考文獻

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[3] 沈登武.工程機械產品設計中的節能與環保分析[J]. 南方農機. 2019（22）

作者簡介：鐘小翔（198510—），性別：男，民族：漢，籍貫：甘肅臨澤，學歷：本科，職稱：助理工程師，現工作單位：小松山推工程機械有限公司，研究方向：工程機械制造;

李兆之（198403—），性別：男，民族：漢，籍貫：山東濟寧，學歷：本科，職稱：助理工程師，現工作單位：小松山推工程機械有限公司，研究方向：工程機械制造;

李光耀（198308—），性別：男，民族：漢，籍貫：安徽壽縣，學歷：本科，職稱：助理工程師，現工作單位：小松山推工程機械有限公司，研究方向：工程機械制造。