卜繁刚

【摘 要】在人类生活提高的过程中，工业生产起到了非常大的作用，也做出了突出的贡献，但是与此同时，物资消耗的速度也是越来越快，环境污染和破坏的情况日益加重，给人类的生活和健康构成了严重的威胁，这些负面作用严重影响了工业的可持续发展进程，在全世界范围内已经引起了一定的轰动，越来越受到社会的重视。矿山行业中利用机械施工的情况已经非常普遍，数量可观，世界各个国家的使用数量还在不段的增加。因此，在矿山行业中强调机械设计的节能原理是非常有意义的事情。

【关键词】机械设计 原理 节能 矿山行业 研究

现如今，低碳环保、节能减排已经成为人们时常挂在嘴边的耳熟能详的流行词汇，而实际上，这样的事情都是说起来容易做起来难，国家虽然对此情况做出了相应的规定，也颁布了一些有针对性的法律条文，也加强了这方面的监督，但是收效甚微，很多问题仍然存在。工业行业特别是矿山行业本身就是能耗较高的产业，为了社会发展和工业需求的满足，很多重型设备机械被设计研制出来，应用到矿山的开采当中，这些设备的耗能高，如何解决该行业中的环保问题，走上节能减排的道路，还是非常值得我们深入研究的。就目前的形势来看，节能减排已经成为世界的主题，就矿山机械行业这样的耗能大的行业来说，将会给技术设备的研究设计提出更高的要求，矿山机械行业同时也面临着更大的挑战。

1 机械设计节能的背景

伴随着社会经济的发展，能源的利用和消耗都是空前的强盛，这也进一步使环境问题更加的恶化，给自然生态和人们正常的生活带来了严重的影响。我国自改革开放以来，一直非常注重工业生产，对环境问题的重视不够，对环境的破坏现象越来越多。所以，必须将环境问题的关注提上日程。

背景分析。我国目前所面临的节能减排的形势是非常严峻的。工业生产一方面给人们的生活做出了突出的贡献，另一方面也增加了能源物资的消耗，破坏了生态环境，影响了人们的生活质量，阻碍了工业的可持续发展。矿山制造业在节能减排的过程中占据着重要的位置，无论是从矿山的开采、材料的冶炼、零部件的加工，还是机械的使用、报废处理，这些都会不同程度的产生污染。矿山行业每年报废淘汰的产品比较多，如果没有进行合适的处理，不仅仅会造成极大的资源浪费，还将对自然环境造成极大的污染。所以，凡是从事机械制造的人员，身上都始终肩负着节能减排、降低污染、节约原料的责任，他们必须采取行之有效的措施，尽力完成这一艰巨的任务。

机械设计在节能减排的过程中作用非常大，机械生产首先从设计开始，机械的强度、寿命、制造和装备的工艺性，材料和热处理的选择，使用和维修是否方便，是否具有回收和再利用的可能性等等，这些都是在机械设计阶段必须进行决定和解决的。设计的过程中如果出现了错误或者是不足，在以后的生产和使用的过程中都将是无法进行更正的。所以，要想将节能减排落到实处，就必须重视机械的设计。设计的过程必须有合理的制度和严格的管理，设计师要参与到有关规定和制度的制定当中来，这样会使制度更加的全面合理。

2 机械设计中节能原理应用的必要性

在机械设计的过程中，一般的设计单位都没有进行统一和固定的能源消耗标准的明示，这直接导致了现代机械设计在加工的过程中，无法对优化后的生产工艺进行节能降耗的及时分析，同时由于目前采用的工艺技术和工艺流程等都相对成熟，在这样的情况下，机械设计加工企业几乎没有对生产过程中的节能降耗问题进行综合的分析和考虑，这在一定程度上提升了机械设计加工的企业在能源上的过量消耗。并且在生产的过程中，机械设计加工企业普遍都是比较关注机械加工的效率和精度，很少关注能源的消耗与浪费，因此很少有机械设计加工的企业会考虑如何提高设备的能源利用率，而进行科学合理的技术措施的采用，或者在机械设计加工的过程中，通过对整体能源消耗量进行有效控制，实现节能降耗的目的。对于组织开展机械设计加工作业的具体操作人员来说，在生产的过程中，关注的一直都是工作效率，并且企业也没有将能源消耗纳入到绩效考核中来，这样的管理模式影响和制约了节能减排的实施。

3 机械设计节能的基本原理

矿山工程机械环境的性能情况和对环境的负荷在很大程度上都是由设计部门在设计的阶段事先确定好的，所以进行节能型工程机械的开发研制最应该注重的就是设计的阶段。

3.1在材料和资源的选用上尽量选择可再生利用的

在材料和资源的选择上，各系统及部件的设计尽量选择可回收、易分解、能再生的，同时在加工和使用的过程中对于环境的影响不大甚至是没有污染的的材料，特别是对于结构组件的设计，尽量选用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒无害的材料，提高工程机械材料可再生的可能性。

3.2在产品的零部件设计上，遵循长寿命、低能耗和减轻重量设计的原则

工程的设计人员应该再保持主机的相关性能参数的前提下，尽可能的减少主机和附属作业装置或者是机具的体积和重量，提高动力传动系统零部件的强度和耐久的性能，实现液压系统的轻量化和高效率，进而降低对环境的负面影响。

3.3低公害、防渗漏、节能高效的发动机

在工程机械产品设计的过程中，尽量保证低公害、减震降噪、防渗漏、节能减排、高效，选用低公害的发动机，发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件，采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型冷增压柴油机性能大大降低对环境的负荷。

4 机械设计节能基本原理在矿山行业中的具体措施应用

伴随着国家经济建设的发展，我国大型工程项目逐步开工，矿山工程施工机械的品种和数量已经达到了比较可观的程度，在全球范围内各地的机械数量还在不断的增加。但是，大部分的工程机械对于能源的消耗、排放产生的污染物给环境都造成了不可估量的负荷。为实现大量工程机械对环境的污染最小化，加强对我们生活的地球资源的保护，实现全球经济环境的可持续发展，提高操作人员的工作安全性和工作的舒适性，尽可能的实现人、机、环境的高度亲和统一，非常有必要根据矿山行业的环保标准进行工程机械产品的设计。但是随着国内外环境保护意识的增强，可以预见的是开发研制环保节能型的机械产品必将是今后矿山工程机械设计的主要潮流和趋势。

4.1将节能理念融入到机械设计中

随着经济的发展，人们的生活水平不断的提高，而环保意识在人们的心目中也逐渐的增强，在这样的形势下，机械设计无论是企业还是管理层都一致的认识到：利用生产效率很难能够提升和强化自身的市场竞争能力，通过节能基本原理的推广和实施，不仅能够帮助企业节约一定的生产成本，实现经济效益的最大化，并且能够在激烈的市场竞争中，确保企业的市场竞争力，增强核心技术的优势。因此，在整个机械产品的生命周期中，机械设计加工企业必须始终做好节能基本理念的贯彻落实。机械设计加工企业需要加强设计人员的教育和培训，协助设计人员提升自身的业务能力，也能帮助设计人员不断的进行节能知识的丰富，这样才能在每一个机械产品设计方案中，有效的落实节能的目标。

4.2将机械设计节能基本原理应用在矿山机械加工设备的设计中

机械加工主要是指通过一种机械设备，对工件的外形尺寸或者是性能进行改造的全过程。在矿山行业中，大多数的应用型设备都是经过机械加工而形成的。机械化的生产过程，就难免会使用冲压、焊接等机械设备，就单单从焊接工具的方面来看，针对指定的加工对象进行加工，并且按照既定的图纸进行改造的时候，需要电力充分的支持，这就难免会在整个加工的流程中，浪费一定的能源。因此，将机械设计的技能原理应用于矿山机械加工设备的设计中，是十分必要的，能产生很大的节能价值。

4.3将机械设计节能原理应用到矿山升降机械的设计中

升降机械主要是利用压力容器或者是链条达到促进升降设备移动的目的，主要是进行高空作业或者是高空维修时进行使用。正是由于升降设备使用的情况，要完成良好的高空作业，就必须具备强大的动力能量，才能保证将设备送至指定的高度，进行现场作业的实施。所以，升降机械在能源的消耗上是比较大的，这就需要进行相应的改造。

结合节能型液压升降机的工作情况和结构原理，对主要的技术参数进行筛选和有效的讨论，设计出来的液压系统结构相对简单，工作比较可靠，并且工作效率较高，耗能低，在达成势能回收的同时，又能增加液压系统的工作平稳性，可以给设计和制造以及使用单位一定的启示。

5 结语

现如今，受企业自身的规模和实际的技术水平等因素的影响与制约，大部分的机械设计公司特别是中小型机械设计企业，在具体的操作中，一般的生产模式都是逐一进行单件产品生产，从而导致了企业无法进行流水线式生产模式推广，在某种程度上增加了企业生产的能耗。所以，机械设计企业需要创新模式，积极推广使用批量生产模式，帮助企业不断优化自身的内部资源，降低加工生产的能耗。

综上所述，将节能基本理念融入到现代机械设计之中，能够有效的帮助企业实现自身的可持续发展，否则在现如今激烈的市场竞争中，机械设计企业很难形成坚固的技术屏障，面对社会能源的日趋紧张的局面，市场将会淘汰能源消耗量大的企业。为此，机械设计企业必须采取相应的措施，不断的降低能耗，实现自身的可持续发展。

参考文献：

[1]武成，袁振中，生瑞东.机械设计节能基本原理在矿山行业应用研究[J].科学导报， 2015.

[2]张威.机械设计节能基本原理的分析与应用研究[J].中国电子商务，2014.

[3]苗文静.浅议机械设计节能基本原理的分析及应用[J].城市建设理论研究：电子版，2014.