绿色设计理念在机械设计制造中的应用分析

绿色设计理念在机械设计制造中的应用分析

高超 吴洋 王国良

鞍山市奥鞍耐火材料有限责任公司 辽宁鞍山 114100

摘要：由于机械制造领域需要更多的能源资源，设备在生产完成后的使用过程中会消耗更多的能源，因此绿色设计理念的应用不仅可以在生产过程中节省能源和材料，还可以确保设备在使用过程中实现无污染和节能增效的长期目标。机械工程随着科学技术水平的发展而不断发展，因此不同企业消耗的生产资源逐年增加，这已经成为组织本身和组织所处环境的时代趋势。以绿色设计理念设计制造机械产品，是实现可持续发展的必由之路。

关键词：绿色设计理念；机械设计制造；有效应用

1 绿色理念概述

机械制造业是工业革命阶段性发展的产物，为相关行业发展提供设备支持，在社会经济发展中发挥着重要的作用，对提升社会生产力具有重要意义，从某一维度来看，机械制造业发展水平代表着一个国家或社会的发展水平。机械设计是机械制造生产活动的初始环节，机械设计理念及设计水平直接决定了机械产品性能，如节能环保性能等。在机械设计制造中应用绿色理念，就是要从机械设计出发，将节能、环保理念贯穿至机械设备设计、生产、制造、回收等全周期中，在提高机械设备生产制造效率的同时最大化地减少环境污染问题，实现节能环保最优化。机械设计制造企业应从机械产品本身出发，分析机械产品使用需求、产品结构及零部件，在保障产品使用功能的同时控制能源消耗，并有效减少生产过程中可能出现的环境污染问题，实现生产与环境的和谐发展。绿色环保理念下，机械产品设计与制造应具备可持续发展属性，产品应质量好、功能全，且易安装、可拆卸、便于回收再利用，只有这样，才能最大化地发挥机械产品功能，减少机械产品生产及回收利用对环境的污染，真正落实绿色理念，实现节约社会资源与环境保护的协同发展。

2 绿色机械设计理念的特点

由于传统生态观念的影响，传统机械的设计和制造在资源利用和废物回收方面缺乏足够的理论和经验，需要通过改进资源利用和设计(如废物管理)来减少废物回收和生产，减轻废物管理负担。最后，机器生态设计的概念是尽量减少机器更换的频率，即增加机械产品的使用周期，提高产品质量，减少拆卸机器的数量。总之，对于绿色机械的设计制造理念来说，它具有独特的环保特性，符合现代科技发展的要求，符合节能减排的理念。实现合理利用自然资源，减少自然能源消耗，促进发展。绿色理念可以使机械制造业减少对自然资源的需求，从而减少能源消耗。因此，在机械工程中，优先考虑降低能耗，使每一种能源都能充分发挥作用，增加对自然能源的利用，有效降低能源消耗，同时降低公司的生产成本。

3 绿色设计理念在机械设计制造中的应用

3.1 绿色材料选择

严格来说，绿色材料选择理应属于机械产品设计的必要构成环节，但考虑到原材料选用的要求比较复杂，内容涵盖面较广，本文特将其单列一节。绿色理念下的原材料选取过程，本身也包含材料方案设计、材料选取要求、材料改造回收方案三方面内容。其中的材料方案设计，基本上与机械产品设计活动同步展开，可视为机械设计行为在材料端的延伸。一般而言，绿色材料方案设计可依次分为初筛、再筛、替代三个工作任务：首先，设计人员要根据机械设计对材料性能的要求，筛选具有可行性的材料名单；其次，依据行业内的环保要求，设计人员对材料进行二次筛选，除去其中污染超标的材料；最后，结合后续设计以及机械产品的内部性能测试，对暴露出环保问题的材料，及时进行可替代材料的补充。聚焦到材料选取环节，设计人员需重点确保材料基准加工工艺与机械设计制造过程的一致性，在选取具体材料时，应将与机械制造有关的特殊环境考虑在内，以减少机械制造过程中的安全事故。在材料改造回收方案的设计上，应避免整体方案与绿色理念的潜在冲突，比如，对性能衰减周期过短的材料，应保障可替代材料在数量和种类上的充裕；对污染规模不高但污染持续性强的材料，则应做好低污染处理系统的配套设置。

3.2 机械液压系统绿色设计

在机器设备中，超过80%的机器设备采用了液力装置，若在设计时未对液力装置的工作条件进行适当的分析，导致液力装置发生泄漏，将极大地降低能源的利用率。在设计中，首先要从工作环境出发，保证工作人员能够根据工作条件进行工作；以这一点为依据，设计人员应该将液压系统的使用环境全面地加以考量，将其与环境的特征和工作需求相联系，从而对液压系统进行最优的设计，同时还可以提出一份标准的操作指南，以此来提升操作者对液压系统的控制水平，此外，还需要在研究和设计的时候，能够有效地防止在环境中产生的某些问题。另外，在设计时应注意对其进行循环再用。一般情况下，对机器设备的液压系统进行循环再用，其寿命一般为5~6年。水力装置的更换费用很高，针对该公司在产品的制造中存在的零部件替换和再利用问题，提出了一种柔性的零部件可拆解方案，并对零部件替换和再利用问题进行了一致性分析。从环保的观点出发，添加了重要部件的缓冲器，结合运动数据，有目的地进行了重要部件的循环周期等方面的分析。

3.3 拓宽传播渠道，突破产品设计

发展制造业，加大投入，树立绿色理念，推动绿色产业发展，促进资源和能源合理配置的同时，促进中国制造业的发展，是实现中国绿色发展的重要条件和基础。在机械设计制造过程中，产品生态是绿色设计理念追求的目标。这一目标将通过智能设计和环保材料的应用来指导设计和制造过程中的实践，重点是提高产品性能和产品的环境兼容性，即产品的生产过程不污染环境。为了减少材料的使用，减少产品占用的空间，在可能的情况下，尽量设计可拆卸的机械产品，便于运输和组装。机械产品一旦投入生产，必然会受到一定数量的客观因素的影响，从而导致产品在运行中出现各种问题。因此，定期维护是不可避免的。在设计和生产过程中，必须考虑维修因素，以消除障碍和维护技术支持，以及操作的可行性。当产品达到使用寿命时，部分材料可拆卸回收，减少重复能源消耗。设计制造的初衷是不断提高产品质量和性能，绿色设计理念是实现这一目标的途径之一。

3.4 自动化技术应用于数控系统

数控系统是机械设计制造中的重要组成部分，在实际设计生产中占有重要地位，自动化技术在数控系统中也得到了广泛的推广与应用，有力地促进了机械设计制造实现进一步发展。首先，将自动化技术与数字技术、计算机技术以及控制技术紧密结合，提高机械设计制造的便捷性与高效性，充分发挥自动化技术的真正效能，提高机械设计制造效率与企业经济效益。其次，根据实际情况来看，在机械设计制造中应用自动化技术已经成为一种必然发展趋势，通过专业人员的操作与控制，能够提高机械设计制造的智能化水平，促进其实现进一步发展。

4 结束语

在发展制造业、增加投资和发展绿色理念、促进绿色产业发展、促进资源合理配置和能源效率的同时，促进中国制造业的发展是实现中国绿色发展的重要条件和基础。在设计和生产过程中必须考虑维护因素，以消除障碍并保持技术支持，以及操作的可行性。以政策、法规和促进绿色理念的形式保护绿色技术，必须不断创新工业生产工艺，不断改进生产工艺，合理利用自然资源，减少自然能源消耗，促进发展。组织需要明确产品设计、研发和生产的关键要素，提高产品性能，并利用生态设计理念帮助企业降低生产成本，创造高生产率、高质量的品牌效果。

参考文献：

[1]伍慧.绿色设计理念在机械设计制造中的应用分析[J].时代汽车,2023(14):119-121.

[2]李国岩.绿色设计理念在机械设计制造中的应用[J].科技资讯,2022,20(22):41-44.[3]黄明辉.基于绿色理念在机械设计制造中的实践分析[J].新型工业化,2021,11(12):47-48+52.