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機械產(chǎn)品是一種實用產(chǎn)品，在設計過程中要求能夠發(fā)揮正常的使用功能，同時要求產(chǎn)品使用中具有良好的舒適性與方便性，同時保證產(chǎn)品使用中的安全性、可靠性。環(huán)保理念對機械設計提出了新的要求，要求機械設計中堅持人性化的設計思路，不斷優(yōu)化設計中的各項要素。人性化設計以人為設計的中心，對工業(yè)機械或產(chǎn)品從使用、操作、安全、可靠、環(huán)境、心理感受等方面進行整體考慮和構(gòu)思，并對人的生理、心理因素做科學的定性與定量分析和研究，提出人與產(chǎn)品、機器協(xié)調(diào)設計的理論依據(jù)。
1.環(huán)保設計理念對機械設計的幾點要求
在環(huán)保設計理念之下，機械設備的性能與材料應當具有良好的環(huán)保性，更好地迎合當前環(huán)保設計理念，主要表現(xiàn)在以下幾個層面。
1.1保證設計材料的安全、無毒
基于環(huán)保設計理念，要求機械設計過程中注重材料的安全性、無毒性。傳統(tǒng)的機械材料構(gòu)成多為甲醛、石棉等物質(zhì)，容易對人體造成一定危害，也不符合環(huán)保設計理念，當前我國大型企業(yè)焊絲盤每年消耗2億個，產(chǎn)生了一系列的環(huán)境問題。塑料焊絲盤廢棄之后自然環(huán)境難以自行降解，并容易釋放有毒物質(zhì)和有害的化學物質(zhì)，污染水和大氣，進而危害人體。
1.2注重材料的可回收性
基于環(huán)保設計理念，機械設計過程中應當堅持可回收發(fā)展理念，針對可回收再造的原料，通過相關的技術(shù)操作保證行業(yè)曲線linkindustryAppraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2022.09.014可替代度影響力可實現(xiàn)度行業(yè)關聯(lián)度真實度產(chǎn)品的再次使用。為此在設備生產(chǎn)制造的過程中可以重點加強對設備材料的關注，尤其在機械結(jié)構(gòu)裝配過程中，可以優(yōu)先選擇一些大塊材料，與零散材料相比，在處理與回收利用層面更具優(yōu)勢。降低材料運用的污染性，在對材料報廢與回收過程中使得機械設備盡量便于拆卸，對機械設備進行分別分析，對于能夠利用的零件進行再次利用。若部分零件處理中需要進行焚燒，則要求對大氣污染情況進行一定控制，減少大氣污染排放量。加強對廢棄污染物的處理，采用科學的處理方式，利用專業(yè)的處理方式對機械部件進行相應處理，增強機械部件廢棄或者處理中的環(huán)保性。
1.3注重材料的耐用性與節(jié)能性
在原材料的選擇過程中，可以盡量選擇一些耐用性較強的原材料，注重原材料本身的質(zhì)量，通過對原材料的優(yōu)化選擇降低材料生產(chǎn)制造成本，降低設備更換率。在提升設備運行效率的同時，促進設備的二次回收利用。例如PP／MRP復合材料制備與運用過程中，不斷加強對該材料的研究，加強對相應生產(chǎn)工藝的研究，注塑工藝運行過程中的相關參數(shù)見表1。與材料設計和選擇中的實際情況相結(jié)合，不斷優(yōu)化產(chǎn)品設計中各項要素，與當前節(jié)能設計中的實際要求相結(jié)合，增強節(jié)能設計的針對性與有效性。
2.人性化理念下機械開發(fā)設計中的考慮要素
基于以上提出的機械環(huán)保設計中的相關理念，應當探索將人性化設計理念運用至機械開發(fā)設計環(huán)節(jié)之中，充分考慮機械設計中的各項要素，不斷加強對相關設計要素的有效整合與利用，優(yōu)化設計環(huán)節(jié)中的各個層面，不斷增強并鞏固環(huán)保設計效果。
2.1機械發(fā)動機選擇
發(fā)動機是機械設計中的重要構(gòu)成，對機械設備運行起著根本性的支持作用，為此在設計過程中要求不斷優(yōu)化發(fā)動機的選擇，踐行人性化的設計理念。若發(fā)動機運作不良，機械設備運行過程中容易出現(xiàn)一些聲響，導致設備運行中出現(xiàn)一些雜音，同時可能增加設備的油耗量，因此基于環(huán)保設計理念，要求不斷優(yōu)化設備的發(fā)動機設計，要求發(fā)動機設計過程中將此種因素考慮在內(nèi)。為此在設計過程中可以選擇油耗較少、運轉(zhuǎn)噪聲較低的發(fā)動機，提升發(fā)動機設計的環(huán)保性，選擇環(huán)保型產(chǎn)品，降低排放量。
2.2減少設備運行中的噪聲污染
環(huán)境污染與工業(yè)污染中的重要表現(xiàn)之一為噪聲污染，工業(yè)機械設備運行過程中容易產(chǎn)生噪聲污染，因此在環(huán)保設計過程中應當進行必要的噪聲控制，以此增強機械設備運行效率。傳統(tǒng)機械設備作業(yè)過程中往往會產(chǎn)生一定的噪聲，不利于良好設計理念的貫徹，雖然設備運行能夠達到一定的作業(yè)效果，但噪聲管理是應當考慮到的重要因素之一。在設計過程中，可以采用一些必要的作業(yè)控制方式，通過優(yōu)化操作減弱噪聲。常見的操作方式有減少共振，例如在裝載機設計時，選擇雙向減震懸掛操縱系統(tǒng)的動力裝置，通過此種設計減少噪聲、傳統(tǒng)裝置與車架之間的共振對系統(tǒng)運行可能造成的損害。針對后橋設計，采用中心擺動結(jié)構(gòu)方式，以此使得動力輸入中心和后橋擺動中心重合，以此減弱設備運行中的振動與噪聲，減少作業(yè)過程中不同部件之間可能產(chǎn)生的相互沖擊噪聲。增強發(fā)動機設計精度，促進不同部件之間的相互咬合，使用阻尼材料，以此達到縮小共振的應用效果。對液壓系統(tǒng)進行必要的噪聲控制，為了減少筏節(jié)流、液壓油泵振動、油管振動過程中可能產(chǎn)生的噪聲，采用對液壓管路優(yōu)化排列的作用方式，此外還可以在機罩等部位中設計一些粘貼，從而達到噪聲控制效果。加強對機械設備主體系統(tǒng)的控制，注重駕駛室設計的密封性，減少噪聲的發(fā)生對人體的影響，改良傳統(tǒng)的發(fā)動機作業(yè)制冷方式，采用對風扇進行冷卻的處理方式。
2.3優(yōu)化液壓設備選擇
液壓設備是系統(tǒng)運行中的重要構(gòu)成，運行中能夠保證各個部件以及整體系統(tǒng)運行良好，對生產(chǎn)活動起到良好的壓強傳遞的應用效果。在設計與使用過程中，要求對設備進行必要的維護與保養(yǎng)。對液壓系統(tǒng)設計考慮防風效果，避免運行中細小雜質(zhì)對設備的不良影響，使得液壓設備過度磨損。由此在設計中，對部件運行保持良好的使用量，避免出現(xiàn)過度消耗的現(xiàn)象。將液壓油的消耗量控制在適宜的范圍之內(nèi)，保證油溫數(shù)值合理。在液壓系統(tǒng)運行中保證工作介質(zhì)的密封性符合要求。加強對液壓油滲漏的有效處理，避免對整體液壓系統(tǒng)運行造成不良影響，此時對環(huán)境也容易造成一定污染，因此在管理控制過程中，應當加強對液壓油滲漏的有效處理。在液壓系統(tǒng)組織設計過程中充分選擇適宜的油箱與管道，與系統(tǒng)運行中的實際情況相結(jié)合，設置適宜的油箱與管道，保證運行的流暢性，避免出現(xiàn)油料滲漏現(xiàn)象。
2.4將節(jié)能理念融入其中
在機械設計過程中，將節(jié)能要素融入其中，使得機械運行能夠達到良好的節(jié)能環(huán)保效果。當前機械設計市面上存在著多種類型與功能的發(fā)動機品種，分別具有不同的功效與規(guī)格，為此在產(chǎn)品設計過程中，要求綜合考慮發(fā)動機的能耗與環(huán)保效果。同時針對機械設計進行必要的操作手段與作業(yè)方式，以此減少作業(yè)操作中的能源消耗。
3.基于人性化的綠色環(huán)保機械的設計分析
3.1優(yōu)化機械設備室設計
基于人性化的管理理念，堅持綠色環(huán)保的設計理念與設計方式，在保持安全性的前提條件之下，優(yōu)化機械設備室設計，這是一種長期暴露在陽光下的操作工種，因此針對駕駛室的玻璃應當充分注重防曬，以此減少紫外線對人體的損傷。在設計駕駛室內(nèi)設備時，對各項設備的設計要求能夠有效遵從人體力學的相關要求，從人性化的角度保證作業(yè)員操作中的便捷性與舒適性。此外在設計中應當保持駕駛室內(nèi)的密封性，以此隔絕噪聲污染對人體的危害。
3.2優(yōu)化潤滑系統(tǒng)配置
從人性化的角度進行新的潤滑系統(tǒng)配置，改革原有手動加注潤滑脂的作業(yè)方式，開發(fā)自動定時加注潤滑脂的作業(yè)設備，當前已經(jīng)形成的研發(fā)體系有集中潤滑系統(tǒng)。能夠?qū)υO備運行中的各種情況充分考慮。在系統(tǒng)運行中精準計劃，并制定相應的自動定量加油系統(tǒng)，由此實現(xiàn)環(huán)保效果，針對小型機械設備可以采用密封的銷軸，同時選擇特殊材料作為軸套。為了降低設備的運行成本，可以設計二級防塵結(jié)構(gòu)，通過此種設計方式避免或者減少異物進入，同時達到防止油脂排出的效果。
3.3優(yōu)化設備的外觀設計
針對設備運行采用個性化的外觀設計方式，與IT產(chǎn)業(yè)的設計方式相結(jié)合，不斷優(yōu)化機械設備的外觀設計方式，有效融合人性化的產(chǎn)品設計理念，通過優(yōu)化設計，促進產(chǎn)品在市場中贏得良好的發(fā)展份額，在產(chǎn)品外觀設計上，充分注重機械設計產(chǎn)品的造型、顏色與標識牌，以此更好地進行產(chǎn)品設計與組織，使得機械產(chǎn)品設計能夠帶給人良好的親切感與美感，增強產(chǎn)品設計效果，達到機械設計與產(chǎn)品設計之間的有效協(xié)調(diào)。結(jié)合抓取零部件的形狀和大小優(yōu)化手部結(jié)構(gòu)設計，當前主要采用夾持式、吸附式設計方式。吸附平整的薄板件設計主要采用吸附式手部結(jié)構(gòu)，例如可以采用圓柱形的金屬線材，每個結(jié)構(gòu)最大重量與直徑數(shù)值分別為17g~1800g、5mm~8mm，綜合考慮工件形狀、尺寸，在設計過程中可以采用夾持式結(jié)構(gòu)。合適的夾持力是設計手部組件結(jié)構(gòu)需要考慮的重要因素之一。金屬焊絲盤數(shù)控彎絲機械手手部設計過程中要求考慮到金屬線材本身重量這一要素，抓取搬運至彎絲模具作用時具有一定的慣性力，因此要求手部能夠具備一定的夾持力，但是應當將其控制在一定限度，如圖1所示。
3.4優(yōu)化機械設備的可靠性設計
不斷提升機械設備設計中的可靠性，從人性化設計的角度，不斷提升機械設備設計的智能化，更好地迎合人性化設計理念。在產(chǎn)品組織設計中有效利用智能控制技術(shù)，針對設計過程中的相關要素進行智能判斷與總結(jié)，針對機械設備運用中的一些細節(jié)，通過智能操作進行集中統(tǒng)一控制，以此達到良好的智能控制效果，使得設備運行過程中能夠自動配置，以此達到良好的綜合控制效果，提升設備運行的綜合舒適度。加強設備運行中的可靠性設計，從總體運行角度提升設備運行的可靠性，關注當前機械設備的最新發(fā)展動態(tài)，采用成熟的發(fā)展技術(shù)，避免使用較多的元件，在設備生產(chǎn)制造過程中避免出現(xiàn)污染，嚴格貫徹人性化的設計原則與設計理念。增強設備設計與運行的可靠性，增強運行效果。
4.結(jié)束語
在機械工程設計過程中應當始終堅持人性化的設計理念，堅持可持續(xù)發(fā)展理念，貫徹以人為本的設計宗旨，將綠色環(huán)保的理念貫徹至設計活動之中，這是當前我國工業(yè)化發(fā)展的重要要求之一，迎合了人類與環(huán)境生存與發(fā)展的需求。為此在機械設計過程中應當充分迎合環(huán)保設計理念，加強并優(yōu)化機械產(chǎn)品設計，從人性化發(fā)展的角度，不斷促進人與自然的和諧相處，促進產(chǎn)品運用達到良好的綜合效果。
作者:王澤琪 單位:德州職業(yè)技術(shù)學院