机械设计节能基本原理的分析与应用李现义

机械设计节能基本原理的分析与应用李现义

李现义

身份证号：37142419860405xxxx

摘要：随着国民经济的快速发展，我国出现了能源短缺现象，同时环境污染问题也变得越来越严重。环境污染问题和能源短缺问题如果不能被及时的解决，就会严重制约我国社会经济的繁荣发展。因此在快速发展经济的时候，相关的部门和相关的人员应该及时的处理好环境问题和资源短缺问题，从根本上促进社会的稳定发展。对于环境资源的保护来说，首先最重要的问题就是要做好节能减排问题，充分的研究机械设计节能基本原理，能够从根本上发挥出机械设计的节能优势，对我国国民经济的可持续发展有一定的重要意义。

关键词：机械设计；节能原理；分析应用

前言

机械设计作为机械工程的重要组成部分，在机械工程中起十分重要的作用，也是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。因此在进行机械设计时，要遵循机械设计的基本原理，同时要兼顾现在社会发展所提出的节能要求。这就使得，机械设计在设计时要考虑的因素更多。对于机械设计节能设计，首先要考虑的不是节能，而是机械设计是否遵循了原有的性能要求。机械设计毕竟是要以性能为根本，同时兼顾节能、环保、经济。在对机械设计节能进行研究的时候，笔者努力从实际出发，通过对实际工程中机械设计的研究，分析其中的问题，并加以计算，最终得出机械设计节能的基本原理。

1机械设计的节能基本原理

所谓机械设计节能的基本原理就是对设备的动能输出以及势能和其消耗的无用功进行整理，并进行函数分析，总结出该如何进行设备的节能设计。

1.1动能方面的节能分析。在传统设计中，工程师一般都考虑动能变化对输出功率的影响，调节改善设备的波动、使用周期及加工精度，很少改善其给系统带来的影响。因此，笔者主要在这一点上进行研究改善。传统机械设备的动能并没有完全开发出来，这主要是因为在加工过程中，动能没有及时进行回收并转化。本着节能原则，调节系统的动能变化范围，尽可能地缩小范围。

1.2在输出力方面的节能分析。不同工作要求的机械设备在工作过程中的输出力是不同的，即使是相同的机械设备在不同过程要求下输出的力也不完全相同。因此，要在节能方面进行改善。

导致机械设备在工作过程中输出力偏高的因素主要是在很短时间内，力的变化波动比较大，在函数中表现为周期函数。只要把输出力的波动变化范围缩小，变化越小，节能的效果也就越好。

1.3降低无用功，节省能源。无论何种机械设备，都不可避免地会有摩擦以及其他阻力，这些阻力都或多或少地产生无用功。这些都和设备在设计过程中采用的零件精度以及润滑方式有很大关系。这些无用功都对设备的使用效率产生极大阻碍。因此，在设计时，要充分考虑节能因素，最大限度地减小无用功，提升设备的使用率。

1.4节能原理的分析总结。节能的方法主要就是在动能、输出力以及减小无用功等方面对设备进行改进。简单地说，就是工程师在设计的过程中，把系统的一些参数变化维持在一个尽可能小的范围内，就可以极大地节省能源。但这点实现起来极为不易，是所有工程师长期奋战的目标。

2机械设计节能浪费因素

2.1缺少节能技术理念

首先是设计人员的节能思想比较落实，在设计期间以提升设备使用效率为主要研究对象，而设备的节能性并没有得到充分认识。虽然在设计期间已经能够针对设备的承载能力、运动速度进行提升，但从整体设计形式上来看，受设计技术落后的影响，节能性并没有达到足够的优化标准，设备使用后的能源损耗量也比较大。

2.2设计人员没有节能意识

设计人并没有针对自身能力进行提升，仍然按照传统的设计理念来进行机械设备模块设计。虽然在长期设计中，设计人员已经积累了足够的经验，却很难通过技术方法来解决常见的能耗过大问题。设计理念更新进步需要工作人员之间的共同努力，突破现状将先进的节能设计技术应用在其中。

2.3设计水平不满足工程需求

机械设计的技能水平整体比较低，仍然停留在理论层面，很多先进的节能措施并没有真正应用在设备的使用环节中，长时间处于这样的环境下，造成理论性强但实践应用能力不足的现象。很多节能设计理念虽然先进，但设计中并没有结合设备的实际使用情况来进行设计优化，导致机械设备制造任务难以实现。需要在实践方面强化。

3机械设计节能的应用效果

3.1人才培养与新技术的应用

在积极推进机械设计节能工作的时候，在整个工作过程中都会涉及到很多方面的知识，涉及知识的范围比较广，同时对于专业性的要求也比较高，因此，在进行机械设计节能工作的时候，需要大量的专业型高质量人才。专业的机械设计人才使开展整个机械设计节能工作的主要核心力量，相关的单位应该开展一系列的培训活动，从根本上培养工作人员的专业培训意识，提高相关工作人员的专业应用实践能力，使相关的专业人员不仅能够掌握充分的理论知识，同时还具有专业性的应用型的设计操作能力。

3.2强化电子控制系统

如果要想从根本上提高机械设计节能效果，首先最重要的问题就是要做好电子控制系统，完善电子的控制系统，在一定程度上来说能够很好的提高机械设计节能效果。电子控制系统能够对机械设计节能进行严格的并且及时的监控与检查管理，能够使机械设计以节能控制工作良好并且平稳的运行下去，同时也能够促进机械设计节能工作朝着智能化和科学化的方向发展着。电子控制系统能够及时的控制机械设计的功率输出，避免机械的消耗能量变得越来越大，从根本上最大限度的使机械设计节能效果达到最理想的状态，从根本上延长机械的使用时间。

3.3升降机械设计

一般来说，升降机在其使用的过程中都会消耗很大的能源和能量。为了能够更好的促进正见了自己的节能环保，相关的设计人员就要对机械设计节能的基本原理有着充分的认知，从根本上做好升降机的能源消耗控制设计工作。升降机械作为一种设备移动，主要是在大压力容器的驱动下才能进行工作和运行的，升降机产生的消耗主要都是来自货物的运输过程中机械的上升或者下降的瞬间。高空机械作业需要在实际的应用实践过程中，对机械的动力和能量进行科学合理的调整，以便于从根本上促进高空作业工作的顺利进行。在升降机械节能设计工作进行中，科学合理的进行电子控制系统的设计，能够从根本上突出升降机的自动性，同时也能够对升降机在运行的过程中产生的波动你想接谁的监控管理，在一定程度上来说也能对工作人员的人身安全起到保护作用。

结束语

综上所述，随着科学技术的发展，信息技术水平逐渐提升，节能已经成为机械设计发展的总体趋势。目前，在现代化的机械设计中主要原理是采用降低输入的形式，使机械的使用效率得到显著的提升，进而达到少投入、多回报的节能目标。同时，在机械设计的过程中，注重节能基本原理，也能够减少对资源的消耗和浪费，这也与当前机械市场中的发展趋势完全相符。

参考文献

[1]胡晓博.塔机（门座式起重机）的能耗分析与节能设计研究[D].长安大学，2014.

[2]孙军强.混凝土搅拌楼粉料储存输送系统节能分析与研究[D].长安大学，2014.

[3]张伟博.基于机械设计节能基本原理的平衡液压挖掘机仿真与分析[J].山东工业技术，2014（07）.

[4]范敬伟.机械设计节能基本原理及其应用的相关研究[J].山东工业技术，2015（03）.