机械设计节能原理及其运用研究

机械设计节能原理及其运用研究

现当今，随着我国经济的快速发展，而我国能源紧缺问题日益显著，在现代工业设计中对于节能减排越来越重视。分析机械设计节能原理，合理应用此原理进行节能设计，可以为节能型设计经济的发展奠定基础。基于此，笔者主要对机械设计节能原理以及运用进行了简单的探究分析，仅供参考。

标签：机械设计;节能原理;运用

引言

现阶段，社会发展过程中的能源消耗问题越来越严重，从而凸显出节能的重要价值。机械设计专业也不例外，已经对节能设计给予了高度重视，致力于借助合理化的设计，达到降低能源浪费以及节省机械生产成本的目的。总之，节能设计问题已经发展为整个机械设计领域的重点问题。本文就机械设计节能原理展开详细论述。

1机械设计节能技术原理

在一般状况之下，在机械设计节能原理研究中，要始终遵循能量守恒定律，基于其为基础，进行节能方式的研究与设计。

1.1基于机械设计节能方式

利用机械设计能量守恒定律研究势能机械设计节能方式。综合此定律，了解系统势能会对势能消耗功率大小造成的影响。在整个过程中会产生不同程度的影响以及变化。例如，在机械设备运行中，势能就会出现一定的波动，这种变化较为短暂，就会导致部分势能无法转换可以应用的势能，这样就会造成能源的消耗与浪费问题。在实践中，为了避免此种问题，合理的降低资源消耗问题，就要综合实际状况探究有效的解决对策与手段。在机械设备运行过程中，要将势能变化范围进行合理控制，降低范围进而达到节约能量的效果与目的。

1.2输出力节能

工作要求不同，机械设备的输出力也是存在差异的，即使机械设备相同，过程要求不同，输出力也是存在差异的。所以需要进一步优化节能问题。机械设备在工作时出现输出力偏高的主要原因时短时间内力会出现比较大的波动，在函数中一般表现为周期函数。因此要实现好的节能效果，需要将输出力的波动控制在较小的范围内。

1.3减少无用功

不管是哪种机械设备，摩擦以及阻力是无法避免的，因此会产生无用功。这

与设计设备时使用零件的精细程度、润滑方式等有很大的联系，限制设备的使用效率。所以在设计过程中需要明确节能的重要性，减少无用功的出现，使设备能够高效的利用。

1.4减少机械动能

动能是机械进行工作的最关键部分，一般来说，能源消耗就是在转变成有效动能时产生的，在进行和动能有关机械的设计中，有很多影响动能的因素，比如：零件的材质和制作的精确程度、机械设备的启动和停止频率等。因此，要想使机械设备具有更好的节能减排效果，就要减少机械设备生产和工作中的制动作用力以及摩擦力，增加机械设备有效动能的转化。比如，选用新型的材料进行机械设备的生产、降低机械设备启动和停止的频率等。

2机械设计节能基本原理的合理应用

机械设计节能设计有利于环境保护，在机械设计节能中为了减少能源的浪费问题，就要对其系统的分析，综合机械体系动力势能、机械运行失效、速率等因素对其进行系统化的调整分析，提升机械应用的时效性与有效性，降低机械设备的能源损耗，达到优化机械系统动力势能变化速率与机械运行功率有效结合的目的，实现节能减排。在实践中，可以通过不同的周期函数表示机械体系，通过对动能结合的计算分析，就可以提升能源利用效率。

2.1机械设计节能原理在升降机械设计中的应用

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。

2.2在机械加工设备方面的应用

機械加工设备在生活中的应用非常广泛，机械加工设备在工作时消耗的能源也非常多，因此，机械加工设备也要采取一定的节能措施。比如，牛头刨床，这种机械加工设备是依靠一个质量比较大的主轴来进行操作的，这个主轴可以确保设备的稳定运行，要想节约该设备的能耗，就要降低设备的输入功率，应用机械设计节能的基本原理，在该设备的基础上增加一个惯量比较大的飞轮，以此来降低设备主轴的速度变化，从而提升机械加工设备的功率，节约能耗。另外，在进行桌椅、衣橱或者电脑等生活设备的加工时，可以采用电脑机械化来进行加工生产，减少冲压以及焊接等设备的应用，以此来降低机械加工设备生产时造成的资

源浪费。

2.3大型冲击压路机设计的应用

大型冲击压路机的冲击轮表面特点有很大的变化幅度，其特点体现不是通过周期函数实现的，所以在节能设计过程中会有一定的难度，因此要实现预期的目标，就需要将冲击轮的系统势能控制在最低重心，保证势能变化能够在最大范围内，只有达到这一要求才能够实现节能的目的。

2.4重视电子控制系统的应用

通常情况下，电子控制系统在机械设计节能工作实施过程中发挥着重要的控制作用，具体来说，电子控制系统可以对机械设计工作的实际节能情况开展全方位实时监控，从而实现机械设计工作在节能控制上的规范化与科学化，借助智能化系统对于机械节能效果做出准确判断，并就功率输出进行有效控制，最大限度避免能源消耗量的扩大，发挥机械设计节能操作的最大优势。除此之外，电子控制系统还可以就自身运行情况进行检测，及时发现问题，并最大限度延长系统的实际使用寿命。

2.5注重设备设计

现阶段，工业生产机器在实际运行期间，主轴容易出现较大波动，进而影响产品质量水平。因此，为了在一定程度上有效解决该问题，相关工作人员可以运用机械设计的先进节能技术在机器运转期间适当加入惯量大的飞轮，从而发挥调节波动以及增强机械设计效果的作用，从而把相关的不均匀系统有效控制在合理范围内，实现机器设备的正常运转。此外，处于不均匀状态之下的机械运行输入功率将会出现非常大的能源消耗，且会持续叠加因输出变化与动能变化所产生的相关数据量。机器运转过程中的转动飞轮会在初相位差异化的基础上实现功率间的对比，并在平衡理论指导下降低机械运转过程中的数据差距。

结语

当前社会不断发展进步，科学技术创新，能源紧缺严重，节能已经成为社会经济持续进步的重要研究内容，在生产中，人们开始应用很多新的节能技术与理念，从而更好的为人类社会发展服务。在实际生产中，机械设计人员将机械设计节能原理作为标准，在很多领域广泛应用，已经获得了很好的节能效果，并抢占了更多的市场份额，强化自身实力，更好的适应竞争环境。实践表明，机械设计节能的原理就是使输入功能降低，实现高效的利用率，使机器设备的性能得到优化与提升，进一步改善人们生活、生产的环境，提高人们的生活质量水平。

参考文献

[1]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（06）：154.