機械設計節能原理及其運用研究

洪從魯

摘要：機械設計是機械生產的第一步，它對于機械性能有著非常大的影響，需要工作人員不斷的對設計進行優化，才能達到最終的效果，但是從目前來看，在可持續發展的前提下，節能原理在其中的應用有著一定的優勢。本篇文章通過對機械設計的內容進行闡述，分析節能原理在機械設計中的具體應用，并且就節能原理應用過程中存在的問題進行論述，從而探討加強節能原理應用的有效措施。

關鍵詞：機械設計;節能;運用

0? 引言

節能是新時期下，依據我國的發展現狀，提出來的一項綠色環保理念，它就是指在可以生產、加工以及制作出相同數量、相同質量物品的基礎上，減少能源的消耗，節能是一種經濟上的應用技術，有效的提高了能源的利用率，是我國“十二五規劃”中的重要方針，從目前來看，節能技術已經被應用各行各業中，并且有著非常重要的優勢。為了推動全社會節約能源的意識，從根源上保護和改善環境，促進各方面的可持續發展，我國針對節能理念設置了不同的條例和激勵措施，并且加強它在應用過程中的管理，圍繞設計到生產的各個方面，將節能方法具體的落實進去，減少能源上的損失，在機械設計中，節能原理也有著一定的應用。

1? 機械設計的內容

1.1 機械設計的概念

機械設計就是指按照具體的要求對機械的工作原理、結構以及運動方式等元素進行合理設計的過程，包括機械的外形尺寸、內部結構以及原材料構成等多個方面，通過構思、分析以及計算的而方式，將設計理念轉化為具體的描述，從而為機械制造的過程提供相應的依據。機械設計是機械工程中的重要組成部分，它是指在有限的條件下，對材料、加工能力、理論知識以及計算手段等進行相應的設計，從而做出相關的優化工作。機械設計是理論與實踐的有效結合，在發展的過程中，不斷對設計方法和技術進行改善的過程，并且將一些現代化觀念應用到其中，從而追求更好的發展。

1.2 機械設計的內容

在機械設計的過程中，它是技術性和創造性的設計過程，可以大致分為以下幾個階段。首先，在機械設計開始之前，工作人員需要做好準備工作，明確所需要設計的具體要求，并且通過分析，對當前的工作環境以及加工設備等方面的限制進行整合，根據具體的數據進行設計文件的編制，明確機器設備的功能、經濟性以及質量等方面的估計，為后續的設計工作提供一定的保障。其次，有關人員需要進行方案的設計，包括不同零部件的具體功能工作以及系統整體上的操作，考慮到內部結構設計上的復雜，加強設計圖紙上的審核工作，增強系統的可靠性，并且將設計過程中所應用到的材料和有關說明具體的描述到設計圖紙中，完成原理圖和機械運動簡圖的繪制，要具有一定的創新性。另外，完成設計圖紙工作后，需要對涉及到的技術進行具體的設計，包括一些零部件的尺寸要求，如何實現操作上的完善性，加強不同技術上的管理工作，可以初步的按照設計圖紙進行模型試驗，從而完成技術過程中的優化。在機械設計的過程中，還需要注意的是在能源上可能造成一定的浪費，這就需要將節能原理具體的應用到機械設計中，從而達到一定的目的。

2? 機械設計中節能設計的具體應用

2.1 機械設計中的節能原理

在機械設計的過程中，可能會由于操作上的失誤或者設計上的問題，存在浪費能源的現象，在節能環保理念的基礎上，節能設計的工作原理就是在保證設計質量和效果不變的情況下，提高能源的利用率，減少成本的投入。對于機械設備來說，它在運行的過程中就是實現不同能量之間的有效轉換，包括電能轉變為機械能等方面，在這個過程中就是能源消耗的過程，但是從理想設計的角度來說，在能源的互相轉換之間是不會造成能源的浪費，它可以達到完全轉換的目的，但是在實際的設計過程中，外界環境多多少少的會造成一定的影響，而節能原理在這方面的應用，就是要通過設計細節上的改善降低能源的損耗，包括摩擦阻力等方面，從而達到提高利用率的目的。因此，節能原理也應用于設計過程中的各個階段。

2.2 節能原理在材料設計中的應用

在機械設計中，材料在其中有著非常廣泛的應用，而且類型非常復雜，在大型機械設備的設計中，涉及到的材料可能存在上百種，包括各種類型的螺栓以及軸承等，它們的數量也是非常龐大的，而且有些零部件的尺寸非常精細，很容易在設計過程中對其進行忽略。因此，節能原理在材料設計中的應用，就是要嚴格控制它的數量范圍，對設計過程中的各個材料進行分類，將什么設計技術上可能用到的材料標記清楚，并且做好保管工作，從多個方向上避免材料方面的浪費。另外一方面來說，材料的質量與機械設計過程中能源的消耗也有著一定的聯系，需要檢查各種配件材料上的精細度，選擇性能良好的材料，從而實現各個階段上的有效優化。

2.3 節能原理在結構設計上的應用

結構設計是機械設計中的重點，它與機械設備的功能有著直接的關系，在設計的過程中需要從設備的性能、外觀以及經濟性等多個方面進行考慮，并且具有一定的靈活性，節能原理在結構設計中的應用就是要根據各個零部件的受力、強度、尺寸以及重量等進行具體的分析，從而調整在設計過程中可能造成的能源浪費，包括過度磨損以及過度振動等。首先，在結構設計的過程中，可能會由于設計上的問題導致構件與零部件之間的摩擦阻力過大，消耗掉了大量的能源，產生動力上的損耗，而節能原理在這方面的應用就是通過有效的措施減少摩擦阻力的出現，包括對元件上的替換以及潤滑等操作，從而提高能源的利用率。其次，有關人員在電氣元件的應用過程中，還應該注意功率上的損耗，加強對質量上的檢測工作，提高電氣設備的應用效率，可以通過提高或者降低功率檔位的方法，減輕能源的消耗。另一方面來說，在結構設計的過程中，還應該注意基本的結構形式，從形式上減少無謂能源的消耗，注意細節上的設計，包括一些大功率機械設備，在設計過程中盡量采用雙作用下的二沖程設計原理，真正的達到節能和環保的目的。

2.4 節能原理在運動設計中的應用

對于現階段的機械設備來說，大多都是以電子控制系統為核心內容的設備類型，具有一定的綜合性，在運動設計的過程中，需要運用機構學以及動力學等方面的知識內容，從而對動力能源進行有效的優化設計。首先，應該檢查動能設備本身的功率消耗情況，對它的性能和質量進行綜合檢查，并且對它的應用方式進行有效的優化。其次，在實際的設計過程中，工作人員需要特別注意動力設備在啟動以及停止過程中可能造成的能源消耗，在這個過程中，如果存在一定的延遲，可能會造成額外的浪費，所以在運動設計的過程中，通過節能原理的應用，應該盡可能的對這些動能進行有效的存儲，從而保證能源的合理運用，減少由于機械動力設備造成的能源損耗。

3? 節能原理在機械設計應用中存在的問題

3.1 機械人員業務水平低

對于當前的機械設計來說，節能原理在機械設計的應用中有著一定的限制，這主要是由于機械設計人員實際的業務水平不符合當前機械設計技術的發展，一些先進的節能技術在應用中不能得到有效的發揮，而且從目前的設計人員來看，他們大多都有著一定的專業知識，在理論上有著一定的豐富性，但是在實際的運用上，缺乏有效的監督能力上的提升，沒有一定的現代化設計經驗，在這種情況背景下，一些節能降耗的技術就不能有效的應用到機械設計中。另外一方面來說，出現這種問題的主要原因是有關部門沒有對設計人員的綜合素質進行培訓工作，在招聘過程中缺乏一定的門檻。

3.2 缺乏節能意識

在機械設計的過程中，為了符合客戶的基本需求，機械設計需要從機械設備的功能以及性能、質量等多個方面去進行考慮，具有一定的復雜性，在這個過程中，他們判斷機械品質的好壞也僅僅以技術指標為主，完全忽略了機械設計中對能源造成的損耗，沒有養成一定的節能意識，無論是對于管理負責人還是設計人員來說，都沒有加強這方面的宣傳工作，存在一定的工作誤區，這是應該注意的問題，也是節能設計在應用中不能有效發揮的主要原因。

3.3 節能效果不理想

從實際的機械設計過程中，雖然部分企業已經注意到節能理念的重要性，并且真正的將一些政策應用到其中，但是從結果來看，可能受到環境以及技術水平等方面的影響，節能原理的應用效果差強人意，在提升能源的利用率上始終存在一定的差距。出現這種情況的原因主要是由于工作人員在節能技術的應用上存在一定的偏差，在管理制度上沒有對節能方面的工作進行細節上的完善，工作過程中存在過多的漏洞，從而導致不能有效的發揮節能原理在其中的有效應用。

4? 加強節能原理在機械設計應用中的措施

4.1 提高工作人員的綜合素質

從工作人員方面來看，有關部門應該從根本上提高工作人員的綜合素質。首先，應該拔高現有的招聘門檻，為機械設計工作注入新的活力和理念，在招聘的過程中需要注意人才的全面素質，包括學歷水平、技術能力以及性格特點，為節能原理的應用提供前提。其次，對于現有的工作人員，也要強化他們的專業素質，通過參加培訓教育，使他們對于節能設計有一個新的認知，并且將節能技術真正的應用到具體的工作中，在操作上應該從機械設備的整體性能上去進行考慮，不能由于節能技術的應用忽略其他技術指標，并且強化部門與部門工作上的整體協調，為機械設計建設高素質的人才隊伍。

4.2 加強節能理念和技術水平的提升

首先，有關部門應該加強在節能理念上的宣傳，幫助工作人員認識到節能的重要性，并且由管理人員帶動全體員工，強化工作上的節能意識，創新現有的組織結構，配合節能理念在設計中的提升。另外，對于現有的節能技術，有關人員也應該找到其中存在的問題，并且從國內外引進一些先進的技術，也可以加大在這方面的科研投入，實現機械設計的長期發展。

5? 結語

綜上所述，機械設計是我國基礎工業中的重點內容，它也是機械工程的前提，對人們的日常生活有著重要的影響，在可持續發展理念的前提下，對于機械設計也提出了節能的要求，通過節能原理在材料設計、結構設計以及動力設計等方面應用，從而達到降低能源消耗的目的，有關人員需要注意應用中存在的問題，并且加強各方面的管理工作。

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