卜繁剛

【摘 要】在人類生活提高的過程中，工業(yè)生產(chǎn)起到了非常大的作用，也做出了突出的貢獻(xiàn)，但是與此同時(shí)，物資消耗的速度也是越來越快，環(huán)境污染和破壞的情況日益加重，給人類的生活和健康構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅，這些負(fù)面作用嚴(yán)重影響了工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程，在全世界范圍內(nèi)已經(jīng)引起了一定的轟動(dòng)，越來越受到社會(huì)的重視。礦山行業(yè)中利用機(jī)械施工的情況已經(jīng)非常普遍，數(shù)量可觀，世界各個(gè)國(guó)家的使用數(shù)量還在不段的增加。因此，在礦山行業(yè)中強(qiáng)調(diào)機(jī)械設(shè)計(jì)的節(jié)能原理是非常有意義的事情。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì) 原理 節(jié)能 礦山行業(yè) 研究

現(xiàn)如今，低碳環(huán)保、節(jié)能減排已經(jīng)成為人們時(shí)常掛在嘴邊的耳熟能詳?shù)牧餍性~匯，而實(shí)際上，這樣的事情都是說起來容易做起來難，國(guó)家雖然對(duì)此情況做出了相應(yīng)的規(guī)定，也頒布了一些有針對(duì)性的法律條文，也加強(qiáng)了這方面的監(jiān)督，但是收效甚微，很多問題仍然存在。工業(yè)行業(yè)特別是礦山行業(yè)本身就是能耗較高的產(chǎn)業(yè)，為了社會(huì)發(fā)展和工業(yè)需求的滿足，很多重型設(shè)備機(jī)械被設(shè)計(jì)研制出來，應(yīng)用到礦山的開采當(dāng)中，這些設(shè)備的耗能高，如何解決該行業(yè)中的環(huán)保問題，走上節(jié)能減排的道路，還是非常值得我們深入研究的。就目前的形勢(shì)來看，節(jié)能減排已經(jīng)成為世界的主題，就礦山機(jī)械行業(yè)這樣的耗能大的行業(yè)來說，將會(huì)給技術(shù)設(shè)備的研究設(shè)計(jì)提出更高的要求，礦山機(jī)械行業(yè)同時(shí)也面臨著更大的挑戰(zhàn)。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的背景

伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的利用和消耗都是空前的強(qiáng)盛，這也進(jìn)一步使環(huán)境問題更加的惡化，給自然生態(tài)和人們正常的生活帶來了嚴(yán)重的影響。我國(guó)自改革開放以來，一直非常注重工業(yè)生產(chǎn)，對(duì)環(huán)境問題的重視不夠，對(duì)環(huán)境的破壞現(xiàn)象越來越多。所以，必須將環(huán)境問題的關(guān)注提上日程。

背景分析。我國(guó)目前所面臨的節(jié)能減排的形勢(shì)是非常嚴(yán)峻的。工業(yè)生產(chǎn)一方面給人們的生活做出了突出的貢獻(xiàn)，另一方面也增加了能源物資的消耗，破壞了生態(tài)環(huán)境，影響了人們的生活質(zhì)量，阻礙了工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。礦山制造業(yè)在節(jié)能減排的過程中占據(jù)著重要的位置，無(wú)論是從礦山的開采、材料的冶煉、零部件的加工，還是機(jī)械的使用、報(bào)廢處理，這些都會(huì)不同程度的產(chǎn)生污染。礦山行業(yè)每年報(bào)廢淘汰的產(chǎn)品比較多，如果沒有進(jìn)行合適的處理，不僅僅會(huì)造成極大的資源浪費(fèi)，還將對(duì)自然環(huán)境造成極大的污染。所以，凡是從事機(jī)械制造的人員，身上都始終肩負(fù)著節(jié)能減排、降低污染、節(jié)約原料的責(zé)任，他們必須采取行之有效的措施，盡力完成這一艱巨的任務(wù)。

機(jī)械設(shè)計(jì)在節(jié)能減排的過程中作用非常大，機(jī)械生產(chǎn)首先從設(shè)計(jì)開始，機(jī)械的強(qiáng)度、壽命、制造和裝備的工藝性，材料和熱處理的選擇，使用和維修是否方便，是否具有回收和再利用的可能性等等，這些都是在機(jī)械設(shè)計(jì)階段必須進(jìn)行決定和解決的。設(shè)計(jì)的過程中如果出現(xiàn)了錯(cuò)誤或者是不足，在以后的生產(chǎn)和使用的過程中都將是無(wú)法進(jìn)行更正的。所以，要想將節(jié)能減排落到實(shí)處，就必須重視機(jī)械的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的過程必須有合理的制度和嚴(yán)格的管理，設(shè)計(jì)師要參與到有關(guān)規(guī)定和制度的制定當(dāng)中來，這樣會(huì)使制度更加的全面合理。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中節(jié)能原理應(yīng)用的必要性

在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，一般的設(shè)計(jì)單位都沒有進(jìn)行統(tǒng)一和固定的能源消耗標(biāo)準(zhǔn)的明示，這直接導(dǎo)致了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)在加工的過程中，無(wú)法對(duì)優(yōu)化后的生產(chǎn)工藝進(jìn)行節(jié)能降耗的及時(shí)分析，同時(shí)由于目前采用的工藝技術(shù)和工藝流程等都相對(duì)成熟，在這樣的情況下，機(jī)械設(shè)計(jì)加工企業(yè)幾乎沒有對(duì)生產(chǎn)過程中的節(jié)能降耗問題進(jìn)行綜合的分析和考慮，這在一定程度上提升了機(jī)械設(shè)計(jì)加工的企業(yè)在能源上的過量消耗。并且在生產(chǎn)的過程中，機(jī)械設(shè)計(jì)加工企業(yè)普遍都是比較關(guān)注機(jī)械加工的效率和精度，很少關(guān)注能源的消耗與浪費(fèi)，因此很少有機(jī)械設(shè)計(jì)加工的企業(yè)會(huì)考慮如何提高設(shè)備的能源利用率，而進(jìn)行科學(xué)合理的技術(shù)措施的采用，或者在機(jī)械設(shè)計(jì)加工的過程中，通過對(duì)整體能源消耗量進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。對(duì)于組織開展機(jī)械設(shè)計(jì)加工作業(yè)的具體操作人員來說，在生產(chǎn)的過程中，關(guān)注的一直都是工作效率，并且企業(yè)也沒有將能源消耗納入到績(jī)效考核中來，這樣的管理模式影響和制約了節(jié)能減排的實(shí)施。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的基本原理

礦山工程機(jī)械環(huán)境的性能情況和對(duì)環(huán)境的負(fù)荷在很大程度上都是由設(shè)計(jì)部門在設(shè)計(jì)的階段事先確定好的，所以進(jìn)行節(jié)能型工程機(jī)械的開發(fā)研制最應(yīng)該注重的就是設(shè)計(jì)的階段。

3.1在材料和資源的選用上盡量選擇可再生利用的

在材料和資源的選擇上，各系統(tǒng)及部件的設(shè)計(jì)盡量選擇可回收、易分解、能再生的，同時(shí)在加工和使用的過程中對(duì)于環(huán)境的影響不大甚至是沒有污染的的材料，特別是對(duì)于結(jié)構(gòu)組件的設(shè)計(jì)，盡量選用比較容易裝配和分解的大模塊化結(jié)構(gòu)和無(wú)毒無(wú)害的材料，提高工程機(jī)械材料可再生的可能性。

3.2在產(chǎn)品的零部件設(shè)計(jì)上，遵循長(zhǎng)壽命、低能耗和減輕重量設(shè)計(jì)的原則

工程的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該再保持主機(jī)的相關(guān)性能參數(shù)的前提下，盡可能的減少主機(jī)和附屬作業(yè)裝置或者是機(jī)具的體積和重量，提高動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)零部件的強(qiáng)度和耐久的性能，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的輕量化和高效率，進(jìn)而降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

3.3低公害、防滲漏、節(jié)能高效的發(fā)動(dòng)機(jī)

在工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，盡量保證低公害、減震降噪、防滲漏、節(jié)能減排、高效，選用低公害的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)是工程機(jī)械所有系統(tǒng)中對(duì)環(huán)境影響最大的部件，采用低油耗、低排放、低噪聲、高效率的環(huán)保型冷增壓柴油機(jī)性能大大降低對(duì)環(huán)境的負(fù)荷。

4 機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理在礦山行業(yè)中的具體措施應(yīng)用

伴隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，我國(guó)大型工程項(xiàng)目逐步開工，礦山工程施工機(jī)械的品種和數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了比較可觀的程度，在全球范圍內(nèi)各地的機(jī)械數(shù)量還在不斷的增加。但是，大部分的工程機(jī)械對(duì)于能源的消耗、排放產(chǎn)生的污染物給環(huán)境都造成了不可估量的負(fù)荷。為實(shí)現(xiàn)大量工程機(jī)械對(duì)環(huán)境的污染最小化，加強(qiáng)對(duì)我們生活的地球資源的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，提高操作人員的工作安全性和工作的舒適性，盡可能的實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、環(huán)境的高度親和統(tǒng)一，非常有必要根據(jù)礦山行業(yè)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工程機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。但是隨著國(guó)內(nèi)外環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，可以預(yù)見的是開發(fā)研制環(huán)保節(jié)能型的機(jī)械產(chǎn)品必將是今后礦山工程機(jī)械設(shè)計(jì)的主要潮流和趨勢(shì)。

4.1將節(jié)能理念融入到機(jī)械設(shè)計(jì)中

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷的提高，而環(huán)保意識(shí)在人們的心目中也逐漸的增強(qiáng)，在這樣的形勢(shì)下，機(jī)械設(shè)計(jì)無(wú)論是企業(yè)還是管理層都一致的認(rèn)識(shí)到：利用生產(chǎn)效率很難能夠提升和強(qiáng)化自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，通過節(jié)能基本原理的推廣和實(shí)施，不僅能夠幫助企業(yè)節(jié)約一定的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化，并且能夠在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，確保企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，增強(qiáng)核心技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。因此，在整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的生命周期中，機(jī)械設(shè)計(jì)加工企業(yè)必須始終做好節(jié)能基本理念的貫徹落實(shí)。機(jī)械設(shè)計(jì)加工企業(yè)需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的教育和培訓(xùn)，協(xié)助設(shè)計(jì)人員提升自身的業(yè)務(wù)能力，也能幫助設(shè)計(jì)人員不斷的進(jìn)行節(jié)能知識(shí)的豐富，這樣才能在每一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案中，有效的落實(shí)節(jié)能的目標(biāo)。

4.2將機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理應(yīng)用在礦山機(jī)械加工設(shè)備的設(shè)計(jì)中

機(jī)械加工主要是指通過一種機(jī)械設(shè)備，對(duì)工件的外形尺寸或者是性能進(jìn)行改造的全過程。在礦山行業(yè)中，大多數(shù)的應(yīng)用型設(shè)備都是經(jīng)過機(jī)械加工而形成的。機(jī)械化的生產(chǎn)過程，就難免會(huì)使用沖壓、焊接等機(jī)械設(shè)備，就單單從焊接工具的方面來看，針對(duì)指定的加工對(duì)象進(jìn)行加工，并且按照既定的圖紙進(jìn)行改造的時(shí)候，需要電力充分的支持，這就難免會(huì)在整個(gè)加工的流程中，浪費(fèi)一定的能源。因此，將機(jī)械設(shè)計(jì)的技能原理應(yīng)用于礦山機(jī)械加工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，是十分必要的，能產(chǎn)生很大的節(jié)能價(jià)值。

4.3將機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理應(yīng)用到礦山升降機(jī)械的設(shè)計(jì)中

升降機(jī)械主要是利用壓力容器或者是鏈條達(dá)到促進(jìn)升降設(shè)備移動(dòng)的目的，主要是進(jìn)行高空作業(yè)或者是高空維修時(shí)進(jìn)行使用。正是由于升降設(shè)備使用的情況，要完成良好的高空作業(yè)，就必須具備強(qiáng)大的動(dòng)力能量，才能保證將設(shè)備送至指定的高度，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的實(shí)施。所以，升降機(jī)械在能源的消耗上是比較大的，這就需要進(jìn)行相應(yīng)的改造。

結(jié)合節(jié)能型液壓升降機(jī)的工作情況和結(jié)構(gòu)原理，對(duì)主要的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行篩選和有效的討論，設(shè)計(jì)出來的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，工作比較可靠，并且工作效率較高，耗能低，在達(dá)成勢(shì)能回收的同時(shí)，又能增加液壓系統(tǒng)的工作平穩(wěn)性，可以給設(shè)計(jì)和制造以及使用單位一定的啟示。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)如今，受企業(yè)自身的規(guī)模和實(shí)際的技術(shù)水平等因素的影響與制約，大部分的機(jī)械設(shè)計(jì)公司特別是中小型機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)，在具體的操作中，一般的生產(chǎn)模式都是逐一進(jìn)行單件產(chǎn)品生產(chǎn)，從而導(dǎo)致了企業(yè)無(wú)法進(jìn)行流水線式生產(chǎn)模式推廣，在某種程度上增加了企業(yè)生產(chǎn)的能耗。所以，機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)需要?jiǎng)?chuàng)新模式，積極推廣使用批量生產(chǎn)模式，幫助企業(yè)不斷優(yōu)化自身的內(nèi)部資源，降低加工生產(chǎn)的能耗。

綜上所述，將節(jié)能基本理念融入到現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)之中，能夠有效的幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展，否則在現(xiàn)如今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)很難形成堅(jiān)固的技術(shù)屏障，面對(duì)社會(huì)能源的日趨緊張的局面，市場(chǎng)將會(huì)淘汰能源消耗量大的企業(yè)。為此，機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)必須采取相應(yīng)的措施，不斷的降低能耗，實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展。

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