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摘要:机械设计制造整个过程复杂度比较高,各个环节之间相互关联,只有保证每个细节合理,才能够得到与设计一致的产品。基于绿色理念,对机械设计制造体系进行调整与优化,不仅能够进一步提高生产效率与产品质量,还可以降低对环境的危害,推动整个行业持续健康发展。主要基于机械设计制造特点,分析在绿色理念下进一步调整优化的方向与要点,争取在原有基础上,使机械设计制造工艺得到有效改善。
关键词:绿色理念;机械设计制造;调整;优化
机械设计制造专业性强,整个过程复杂度高,不仅容易受外界因素影响,同时还会对环境带来一定污染。面对社会发展速度不断加快的情况,为实现整个行业持续发展,在提高生产效率的同时,还必须要兼顾环保要求,以先进的理念和技术作为支持,真正意义上实现绿色生产。
1绿色机械设计制造分析
机械设计制造是我国社会经济发展中的支柱型产业,必须要坚持绿色环保生产原则,对传统机械设计制造模式进行调整与创新,以先进技术理念作为支持,对产品生命周期全过程进行优化,在保证产品质量前提下,提高产品生产率与使用效率。基于绿色理念的机械设计制造,除了就产品质量、成本以及性能分析以外,还需要综合考虑产品设计生产对环境带来的影响,然后从专业角度出发,对产品性能进行优化,提高产品循环使用率,降低产品设计制造以及后期使用过程的能源损耗,使其能够与环境保持一个相对稳定的相处状态,推动整个机械制造行业的可持续发展。
2绿色理念机械设计要求
绿色理念下的机械设计制造优化,即针对产品的整个生命周期,综合分析产品可回收性、可拆卸性、可维护性以及可重复利用性等,确定科学可行的设计目标,在满足环境目标要求基础上,提高产品功能性与质量,使其服务寿命进一步提高。遵循绿色理念进行机械设计制造,必须要满足基本要求,即降低环境污染、减小能源损耗以及产品与零部件的回收再生循环和重新利用。同时,还要控制好整个产品生命周期成本投入,通过前期绿色设计,实现产品最大价值。
3绿色机械设计制造实现途径
3.1绿色环保材料应用
想要在机械设计制造中贯彻绿色理念,不仅要对技术工艺进行更新,同时还需要尽量选择应用绿色环保材料,最大程度上地保证产品达到环保要求。选择安全可靠且经济性高的材料,是提高机械产品最终质量的关键,同时也能够更好地降低对环境的污染。在绿色机械制造工艺中,应重视新型环保材料应用,选择无毒、无污染的材料代替传统化学物质,更有利于后期废旧材料回收再利用,达到减少资源浪费的目的。同时,环保材料相比传统材料,实际设计加工更为简单,并具有更好的耐腐蚀性、抗冲击性以及强度,被制造成产品后对人体健康也不会带来负面影响。
3.2产品绿色设计应用
机械制造效率在很大程度上受限于前期设计方案,因此就需要将绿色理念融入到设计阶段,为绿色产品设计生产提供保障。根据机械制造工艺特点,挖掘产品绿色设计点,以求更好地实现绿色生产。基于以往设计经验,结合所选环保材料特征,根据产品市场定位,完成各细节设计,以更少的材料资源作为支持,制造生产得到市场所需要的产品。另外,要尽量降低产品设计复杂度,使其能够更好地适应生产环境,降低对生态环境的负面影响,最好做到产品可回收、可循环以及可拆卸,实现材料回收再利用;同时,还要将绿色理念渗透到设计的每个环节中,坚持绿色环保原则,保证产品基本功能性与环保性,为后期制造生产打好基础,减少总体能耗。设计控制要点包括材料选择以及各构件细节,均要符合重复利用基本要求,以满足市场需求为根本,综合分析消费者建议,不断来增强产品的自然属性。
3.3产品可拆卸设计应用
绿色机械设计制造需要重视产品的可拆卸设计,确保产品既能够有效组装一起,又可以有序拆卸下来,提高零部件拆卸秩序化、规律化以及完整化,避免对构件造成损坏,使其能够再次被回收应用到其他产品组装中,创造更大利润与价值。可拆卸设计基本原则包括以下几点内容:第一,维持零件的多功能性,减少应拆卸零部件数量以及拆卸工作量;第二,减少相互影响材料的应用,且杜绝零件污损;第三,易拆卸、可分离;第四,零部件标准化、系列化与模块化,降低零件多样性。选择易拆卸的附加件,增加一种操作可拆卸的零件数量,且使用一个拆卸方向避免再定位,设备装卸均应用相同工具。产品可拆卸设计应全部应用相同紧固件,缩短拆卸行程;尤其是对于塑料—金属连接件,需要基于连接类型来设计相应的拆卸方式,避免对零部件造成损坏。例如侧钩连接采用滑动松开拆卸,扣紧连接则是利用构压配合连接,螺纹连接则为拧松拆卸,点焊连接是铣掉或凿掉等。贯彻绿色可拆卸设计,以无毒害、可再生材料为基础,便于产品拆卸后进行回收再利用,通过对回收零部件翻新、再加工来推行绿色生产。
3.4产品包装设计应用
绿色机械设计制造的另外一个重点方向就是产品包装优化,严格遵循专业原则,在原有基础上进行调整优化,彻底满足绿色生产要求。首先,材料最省。产品的包装必须要做到环保、便利、销售以及提供信息等基本要求,减少材料用量,维持产品适度包装。其次,材料易降解。绿色生产的基本要求就是降低对环境的不良影响,因此机械设计制造需要选择易降解、可回收且对人体无毒害的包装材料,如纸、聚苯乙烯以及EPS产品等,降低对环境的影响。最后,回收再利用。支持产品包装的回收再利用,重复循环使用降低成本的同时,环保性能更强。同时还要延长包装物的生命周期,减少废弃物数量。
3.5液压系统设计应用
针对传统机械产品液压系统常见漏油、操作不便等问题进行绿色优化设计,确保在不影响设备性能前提下,降低对环境的污染,使其具有更强的环保性与绿色性。第一,增强液压系统污染区的预防,总结以往设计方案与实践应用经验,对可能会产生故障的部分采取预防性措施,以科学手段来降低污染或避免污染。第二,严格按照国家规范与环保要求设计,重视液压系统产品回收利用;搭配可拆卸设计手段,实现系统零部件的循环利用。同时,还要对液压系统的生产工艺进行优化,避免生产过程中对环境产生危害。第三,降低系统运行噪声污染,安装合格的噪声控制系统,重视噪声污染的管理与控制,控制在允许范围以内。例如主机系统设计以液压马达驱动代替发动机驱动冷却风扇,可有效降低液压油泵振动以及油管振动产生的噪声;或是装载机的设计,可选择双向减振悬挂系统,能够有效克服整机动力系统与车架间的共振,同时还可减缓动力系统磨损,延长产品运行年限。
4结语
将绿色理念融入到机械设计制造中具有十分重要的意义,不仅可以减少前期资源投入,同时通过对设计制造工艺改进,还可以增强产品以及废弃物回收;在降低对环境污染的同时,提高材料回收再利用,获得更高社会及经济效益。
参考文献
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作者:赵喜磊 单位:郑州机电工程研究所