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摘要：机械制造业能源需求及消耗量不断增加，是我国能源短缺问题主要成因之一，对于大众生产生活产生负面影响，因此要求做好机械设计节能工作，这样不仅可以有效提升机械使用效率，还可以减少不必要的能源损耗。本文首先阐述机械设计节能基本原理，然后分析机械设计节能应用情况，以此为提升机械设计节能效果提供一定参考。
关键词：机械设计；节能；势能；动能；消耗功率
一、机械设计节能基本原理
目前机械设计节能基本原理较多，各种原理均具有明显优缺点，实际应用范围不同，而应用较为广泛的基本原理具体表现为下列三个方面。
1.以势能为核心的机械设计节能原理
一般来说，根据机械设计相关能量守恒定律阐述以势能为核心的机械设计节能原理时，系统势能对于消耗功率值影响较为明显，并且会产生相应变化，诸如机械设备工作阶段，其势能受设备运行影响较大，继而势能出现变化，但这些变化的势能保持时间较短，难以将其在较短时间内完全转化为可利用势能，这样会产生一定程度能源消耗问题，并且这种情况对于节省能源会产生负面影响。因此基于防止该情况发生，或将这种情况条件下能源消耗降低至较低水平，均要提出求合理方法，并实施有效处理。在实际机械设备运行过程中，应采取措施将势能变化程度控制在最小水平范围，这样才可达到机械设计节能效果。
2.以动能为基础的机械设计节能原理
具体机械设备运行阶段，机械动能作用尤为突出，机械设备将消耗能源转化为一定量动能，再利用这些动能保持设备正常运行。基于能量守恒定律基本原理强化动能控制效果，由于机械本身结构复杂程度较高，实际操作难度过大，并且相关动能能量变化影响因素极多，各个因素均可对动能产生明显影响，这样对于机械设备正常运行产生一定限制作用，因此，要求尽可能减少资源能源消耗程度，达到良好节能效果。在具体机械设备工作阶段，应尽可能降低机械运行阶段零件之间摩擦力，这样才可极大限度将资源能源转化为有效动能，这样便要求相关技术部门及工作人员采取相应措施，而常见措施大体包括下列三个方面。首先加强各个零件之间装配核对以及检验，确保装配精准度；其次利用各种先进机械装配材料，基于这些材料优异性能，将消耗资源及能源程度降低至最低水平；最后采取措施简化机械设备启停程序，还可更改程序或添加设备装置降低启停频次。
3.减少其他消耗功率
在机械设备运行阶段，基于各种因素影响会产生大量无用功，这样便需采取有效措施降低上述无用功功率发生频次，尽可能实现节能效果。机械设备运行阶段常见的无用功类型大体包括下列两种：首先为机械设备运行阶段，不同零部件和物体之间会产生一定热量，这便是设备无用功之一；其次基于材料本身质量或机械本身做功等因素，会致使个别材料发生明显变形，这样也会产生一定功率损耗。因此实际机械节能设计方面应注重材料性能、设备运行热量和功率损耗等诸多因素影响，采用合理、有效措施实施处理，这样才可起到明显节能效果。
二、机械设计节能应用情况
1.升降机械设计
升降机械使用阶段能源消耗较大，因此应当加强升降机械节能环保力度，尤其将机械设计节能基本原理应用于升降机械设计方面，尽量降低各种能耗损失程度。与相关机械比较来说，升降机械主要采用大压力容器或链条实施驱动，促使升降设备能够移动，这样便于工程机械高空作业及高空维修。另外，在货物、人体提升或下降过程中使得升降机械消耗功率增加，因此降低其他输出力消耗功率，能够实现机械设计节能。同时很多新型升降机械设计已引入机械设计节能原理，用于优化升降机械结构及设计，这样才可有效减少升降机能源消耗及浪费程度，例如利用曳引驱动机构将系统势能控制在最小范围变化，能够降低升降阶段能源消耗水平。
2.大型冲击压路机设计
一般来说，大型冲击压路机冲击轮表面特征并非单纯使用周期函数表现，其实际变化幅度较大，这样明显增加节能设计困难程度，因此基于节能设计考虑，技术人员应将冲击轮系统势能保持在重心最低点，确保势能可在最大范围内变化，这样便可起到一定程度节能效果。3.加工设备设计设备主轴速度波动与牛头刨床机构存在一定关联性因此可以在设备内部加装大转动惯量飞轮，以牛头刨床为例，其能将不均匀系数控制在合理范围，保障设备运行稳定性。同时还可适当降低输入功率，重点减少刨刀使用阶段输出变化率及动能变化率。
三、结语
综上所述，现阶段机械设计节能基本原理应用范围日益增加，这便要求相关技术设计人员根据实际情况适当做好相关的节能措施，确保机械运行稳定性的基础上，减少不必要的能源损失及浪费情况。
参考文献：
[1]张庆.机械设计节能基本原理的分析与应用[J].城市建设理论研究:电子版,2012(35).
[2]高钧,范兴,何涛.机械设计节能基本原理的分析与应用探讨[J].科技创新与应用,2017(6).
[3]车胜创.机械设计节能基本原理的分析与应用[J].长安大学学报:自然科学版,2011(3).
作者:陈其 单位:商洛职业技术学院
