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摘要:隨著人們生活水平的提高，環(huán)保意識也在逐漸增強，在生活的各個領(lǐng)域都能夠看到節(jié)能設(shè)計給人們帶來的便利，在機械設(shè)計中關(guān)于節(jié)能方面的研究也得到了廣泛的關(guān)注，就機械設(shè)計節(jié)能基本原理以及應(yīng)用進(jìn)行具體分析，希望能為以后該方面的工作提供一些幫助。

關(guān)鍵詞:機械設(shè)計;節(jié)能設(shè)計;基本原理

1機械設(shè)計中節(jié)能設(shè)計的原理

機械設(shè)計中的節(jié)能設(shè)計是將平衡理念作為基本思想，主要包括功率匹配節(jié)能、減小摩擦以及動力源改進(jìn)三個方面。充分結(jié)合實際情況來對機械設(shè)計進(jìn)行考慮，并從設(shè)計細(xì)節(jié)入手從而實現(xiàn)真正意義上的節(jié)能。首先，在通常情況下，機械設(shè)備的發(fā)動機是主要的動力源，能夠在最大限度上增加發(fā)動機輸出的功率和減少輸入的功率，也就是，機械設(shè)備在運行的過程中能夠提高電能與熱能以及動能的轉(zhuǎn)換，例如在設(shè)備停啟的過程中，由于慣性設(shè)備還可以繼續(xù)運行，將這一部分的動能通過設(shè)計進(jìn)行存儲，以便于以后起動時使用動力能源。其次，對于減小摩擦的節(jié)能設(shè)計，應(yīng)該是在機械設(shè)備運行的時候，設(shè)備之間產(chǎn)生的摩擦造成的動力損耗，在節(jié)能設(shè)計時，可以利用表面的光滑部分，或者使用潤滑油來減少設(shè)備的摩擦問題，從一定程度上降低能源損耗的問題。對于功率匹配方面的節(jié)能設(shè)計，可以根據(jù)機械設(shè)備的設(shè)計來進(jìn)行，將設(shè)備的使用環(huán)境與匹配的運行功率相結(jié)合。

2機械設(shè)計節(jié)能原理的基本應(yīng)用

2．1節(jié)能原理在升降機械力的應(yīng)用

升降機械在實際工作中的應(yīng)用廣泛，且消耗功率及無用功較大，因此要在節(jié)能方面進(jìn)行改善就要先了解消耗的具體原因，一般的消耗是發(fā)生在設(shè)備提升方面，也就是在設(shè)計升降機械之前要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后結(jié)合電梯的設(shè)計原理，在升降機設(shè)計中將升降機械與其他的機械相比較，消耗功率主要特征是將貨物與人的重量不斷提高，在這個過程中消耗的功率也是十分勻速的，工程實踐表明利用相同速度來提升質(zhì)量相同的貨物，可以根據(jù)電梯標(biāo)準(zhǔn)計算來進(jìn)行設(shè)計，如果按照系統(tǒng)勢能作為常量或者在小范圍內(nèi)進(jìn)行變化，那么可根據(jù)平衡升降機以及平衡電梯的設(shè)計方案進(jìn)行，在平衡升降機中利用t表示提升物體的質(zhì)量，利用P表示不便的配重，利用r1表示升降貨物卷筒的半徑，r2表示升降配重卷筒的半徑，這樣平衡的升降機系統(tǒng)勢能就為常量，在平衡電梯中利用t表示轎廂與水箱的自重以及人數(shù)的變化質(zhì)量，可以看出轎廂水箱的質(zhì)量是人質(zhì)量的1/2，可以對驅(qū)動機構(gòu)、平衡升降機以及電機功率進(jìn)行對比，就會發(fā)現(xiàn)平衡升降機與電梯所需要的電機功率是不同的，還可以發(fā)現(xiàn)卷揚驅(qū)動機構(gòu)系統(tǒng)的勢能在最大范圍的進(jìn)行變化，平衡升降機或者平衡電梯的勢能可以在小范圍內(nèi)進(jìn)行變化，可以看出系統(tǒng)勢能為常量的時候該機構(gòu)的節(jié)能效果是最為明顯的。

2．2在加工型設(shè)備以及大壓路機上的應(yīng)用

加工型機械設(shè)備在實際生活中是十分常見的，在加工時消耗的能源也是最大的，加工型設(shè)備的節(jié)能顯得尤為重要，以牛頭刨為例，該設(shè)備最主要的問題就是利用質(zhì)量比較大的主軸來進(jìn)行一定的操作，從而實現(xiàn)設(shè)備的穩(wěn)定運行最終實現(xiàn)節(jié)能的效果，可以降低輸入的功率然后結(jié)合機械原理，最后增加相應(yīng)的裝置讓設(shè)備的功率變?yōu)樵瓉淼?倍，從而更好地提升功率，達(dá)到節(jié)約能源的效果。大型壓路機的輪子表面沒有嚴(yán)格的按照周期函數(shù)來進(jìn)行表現(xiàn)，大型壓路機的變化范圍很大，在一定程度上阻礙了節(jié)能方面的設(shè)計，如果想要實現(xiàn)節(jié)能效果，就要將沖擊輪的勢能或者重心保持在最低處，或者縮小在最小的區(qū)域內(nèi)，如果這個區(qū)間越小那么它的節(jié)能效果就會越好。

2．3螺旋機、埋刮板輸送機的設(shè)計與應(yīng)用

螺旋的設(shè)計最關(guān)鍵的是要確定合適的螺旋導(dǎo)程角、導(dǎo)程以及頭數(shù)等方面的參數(shù)，同時要根據(jù)不同方面的工作要求來選擇更為合適的參數(shù)，螺旋要具有一定的自鎖性以及要有較大的減速比，這時可以選擇單頭螺旋，或者選擇較小的導(dǎo)程與導(dǎo)程角，但是這樣使用的效率會比較低，為了更好的實現(xiàn)節(jié)能的效果，應(yīng)該選擇傳遞功率比較大的螺旋機構(gòu)，采用這種方式的優(yōu)點是回轉(zhuǎn)運動可以轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，這樣運動的準(zhǔn)確性也會比較高，同時復(fù)式螺旋能夠獲得很大的位移，差動的螺旋可以獲得較小的位移。這樣做既節(jié)能又十分的方便，確保工作能夠平穩(wěn)的進(jìn)行同時傳遞更大的軸向力。利用埋刮板輸送機進(jìn)行水平輸送的時候，物料會受到刮板方面的推力，同時物料之間的摩擦力會不斷增大，如果在料層之間的高度與寬度之比滿足一定的條件，那么料流就能夠被輸送。在進(jìn)行機械節(jié)能設(shè)計時會采用塑料刮板的形式，塑料刮板有著摩擦力小、噪音小的特點，減速機功率不斷降低了，那么成本也就變得更低了。

3結(jié)語

綜上所述，主要對機械設(shè)計節(jié)能基本原理以及應(yīng)用問題進(jìn)行分析，可以看出，現(xiàn)代機械設(shè)計主要是利用降低輸入，提高效率的方式來達(dá)到最后的目的，在生產(chǎn)基礎(chǔ)上添加上新的設(shè)計理念，就能夠更好的完善生產(chǎn)模式，這也是節(jié)能過程中最關(guān)鍵的問題，在機械設(shè)計加工行業(yè)中不免會出現(xiàn)能源的浪費，實現(xiàn)節(jié)能減排也是目前最需要解決的問題，相關(guān)工作人員除了要掌握機械節(jié)能方面的設(shè)計方法與技術(shù)，還要不斷進(jìn)行創(chuàng)新，這樣才能確保我國機械節(jié)能技術(shù)能夠順應(yīng)時代的發(fā)展潮流，促進(jìn)我國制造業(yè)更好更快的發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

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作者:安德斌 單位:中國航空工業(yè)空氣動力研究院