论文部分内容阅读
摘要：机械生产制造行业中，机械设计是最为关键的环节，在很大程度上决定着机械产品的质量、生产效率以及市场投放的产量和用户体验度等。本文就主要对机械设计节能基本原理相关问题进行了简要分析。
关键词：机械设计；节能；应用
中图分类号：S611文献标识码： A
时代进步带动了科技的发展，人们的需求也在不断提高对质量的要求，从而对机械设计加工的要求也变得更加严格。制造业在节能减排中起着至关重要的作用，因此企业要能够在市场中获得优势就要提高自身产品质量，提高产品设计标准，促使产品水平得到提高，也理所当然地肩负着节能减排、减少污染、节约原材料的责任，最终满足人们对产品需求。
一、机械设计概述
机械设计是指对机械部件以及整体进行设计的过程，在这个过程当中要遵循机械的应用要求，从机械的基本工作原理到各个零件的材料、形状尺寸和润滑方法等方面进行整体构思和设计，最后通过设计方案把这些构思装化为具体的描述和制作的依据。服务于不同产业的不同机械，应用不同的工作原理，要求不同的功能和特性，从而机械设计也存在不同的特点。按其特点，机械设计可分为以下三类：新型设计，在成熟的或经过实验证明是可行的新技术基础上，设计从未有过的新型机械；变型设计，为了能较好地适应不同环境，对机械局部加以设计和加工来满足新的需求；继承设计，通过对当前已有的机械设计进行更新，来提高其工作效率和性能。
二、现代化机械生产模式分析
分析现代化机械设计的合理性，首先要对现代化的机械生产模式进行分析，再对机械设计的合理性进行实际性解读。由于现代化技术的发展，机械生产与制造已经突破了传统的车间与车床生产模式，实现了现代化的生产方式。那么，现代化机械生产模式具体是怎样的呢？对机械设计又有着哪些影响呢？
1、现代化机械生产模式更加符合市场的需求，符合批量生产的规模
现代化生产模式受市场供需影响较大，随着机械产品的需求量不断增大，其生产周期却在不断缩减。这在很大程度上刺激了机械生产模式，对于传统的机械生产更是一种挑战。因此，在外界的压力之下，机械生产方式以及机械的设计理念都产生了较大程度的变更，以满足日益增加的市场需求。在生产方式方面，机械生产采用了自动化远程控制生产技术，并结合计算机数据处理技术，来实现一种现代化的机械生产模式。
2、现代化机械生产模式引入新技术，从而实现全新的机械制造业
单一的技术发展完全无法满足市场需求，将各个领域的技术进行结合发展，才能够实现产业的变革并顺应市场。机械制造业领域，要想实现一定的市场竞争力，就必须实现产业整合与技术的结合应用。从传统的机械生产模式，就可以发现传统机械模式存在的问题。其具体表现在：大量的人工操作，不仅效率低，而且容易出现错误，产品质量不合格的现象时有发生。车间是传统的机械产品的主要生产基地。即使是一般的工件都需要反复打磨，才能够符合产品需求。人工的主观误差无法避免，在生产的过程中经常会发生工件报废，不仅造成原料的浪费，还增加了生产成本与时间成本。
车间的安全问题非常重要，经常性安全问题无法避免。传统的生产车间都是人工对着一台机床进行操作，一旦操作不当，危险问题就会浮出水面，从而影响其生产质量。在工件加工过程中，人员受伤的现象一直无法真正避免，对于人身安全是一种伤害，而对于生产流程，也常常会连带产生脱节和拖工的现象，造成整体的产品质量下降。
机械产品的检测流程不科学，常常出现漏检问题。传统的机械产品同样需要质量检测，检测合格之后的产品才能投放市场。但是由于机械的检测一般为人工进行，不仅检测结果缺乏科学性，检测的流程冗长，还容易造成漏检。因此，对于机械检测而言，传统的检测方法也存在待解决问题。
因此，在原有生产模式的基础上，机械生产模式开始了全新变革。相对于人工操作，现代化的机械生产采用全自动流水线式生产模式，同时引入大量的现代化远程控制生产设备，从而最大化地减少了人工操作部分，减少了工作人员的数量。这样，不仅减少了机械生产的成本，也在一定程度上避免了主观错误和部分生产安全隐患等问题。此外，在检测方面，现代化机械生产模式引入了计算机技术，使得检测技术更加科学有效，大幅度提高检测效率，从而保证了检测结果的真实有效，促进市场的用户信誉度提高。
三、机械设计节能的基本原理
机械设计节能基本原理就是对机械系统的动能、势能、输出作用力和机械系统所消耗掉的功率进行综合的函数分析和整理，然后经过归纳总结分析最终提出机械设计节能的基本方案。
1、机械设计在动能方面的节能
工程师们以前主要是针对机械系统动能变化对输入功率的影响进行研究，主要对于机械波动的调节、提高使用周期以及工作精度等方面进行研究，很少考虑到动能变化对系统的影响，所以，目前我们投入大量精力对这方面进行考虑分析。
在以往设计的机械系统中，动能并没有得到充分发挥，其主要原因是工作过程中机械的动能没有得到很好的回收转换。基于机械设计节能的基本原理，我们只要使机械系统的动能变化保持在极小范围内即可达到节能的目的。
2、机械设计在其他输出力方面的节能
不同的机械设备在工作过程中所表现的输出力是不一样的，即便相同种类的机械设备在不同工作过程中的输出力也不尽相同，所以机械的输出力在不同的工作阶段形式也是不一样。
在机械工作过程中造成输出力消耗过高的主要原因，是在比较短的时间内输出力变化较大，如果把周期函数形式的输出力消耗变化保持在较小的范围内就能达到节能目的。
3、在机械设计时要尽量降低无用功的损耗
任何机器在运转过程中，由于阻力、摩擦、形变等原因一定会产生无用功的损耗，这与机械设计中考虑到的精度、润滑程度等都有莫大的关系。无用功的损耗大大地降低了机械设备的使用效率，所以在机械设计时，我们要以节能的基本原理为基础，尽量减少无用功，以期提高机械的节能性。
4、机械设计节能原理综述
本文主要针对动能的机械设计节能、减少无用功功率以及减少其他输出力功率等方面对机械设计节能的基本原理进行了简单的介绍。工程师们在进行机械设计時，只要考虑到将机械系统里的一些参数常量保持在较小的变化范围内，就能极大地增加机械的节能性。但是，想要做到这一点，还是有一定难度的,需要广大机械工程师们的不断努力和进步。
四、机械设计节能基本原理的应用范围
机械设计节能基本原理应用的范围较为广泛，因其原理主要是通过质点系动能定理求证得出，所以它对所有质点组成的研究对象都适用。即，此原理适用于力图节能的机械产品的设计和其他相关领域的研究，具有广泛的适用性和应用性。
1、机械节能原理在加工设备设计中的应用
机械设计节能基本原理在加工设备中的应用可以说最为广泛。以石化炼油设备为例。现有炼油厂的主要工艺装置和公用工程与国际先进水平相比，还有较大的差距，因而具有很大的节能潜力。分析存在的问题，综合能耗高，固有客观原因，如原料变差、产品质量要求高、加工流程长等因素影响了对能源的利用。从设计角度，可以依据热力学第一定律分析法（能量守恒定律）、第二定律分析法以及热经济学，结合普遍节能原理与方法，进行设计优化。例如，热进出料的节能效果体现在上游、下游和罐区，可将热进出料联合按照温度从低到高划分为浅、中、深三个层次，热联合程度越深，节能效果越好。避免装置中热进料和冷进料直接混合后再进一步升温，即可加大热进料的节能效果。
2、机械节能原理在升降机械设计中的应用
升降机械在工作中消耗的功率是相对较大，为此，我们需要对其进行节能设计改善。首先，要分析主要消耗功率的源头，机械在提升或下降货物的过程中消耗功率较大。经过试验，我们得出按照电梯标准进行设计的机械要比传统的机械消耗功率要小的多。因此，要想对升降机械进行节能设计就要参考电梯的设计方案，将机械设计原理应用在升降机的节能上。
3、机械节能原理在大型冲击压路机设计中的应用
大型冲击压路机的冲击轮表面特征并不遵循周期函数体现，其变化幅度较大，给我们的节能设计带来一定难度。要想达到预期目的，我们就必须控制冲击轮系统的势能在重心最低时在最大范围内进行变化。
结束语
总之，在现代化机械生产模式的基础上，引入适用的修正机械设计理念，从而保证机械生产模式的整体性改革，是目前机械生产与设计领域中极为重要的问题。加强机械设计的合理性，实现机械的节能减排，使更多的机械产品符合市场需求，从而实现市场占有量的扩大化，促进机械产业的腾飞。
参考文献
[1]戴华丽.对机械设计加工过程中注意点的分析[J].电子世界，2012.
[2]王玉苓.工程机械绿色设计与制造技术研究[J].工程机械,2009.
[3]王侃.绿色理念工程机械设计中的应用[J].工程机械,2010.
[4]吴宗泽,于亚杰.机械设计与节能减排[M].机械工业出版社，2012.
[5]成大先.机械设计手册(第1卷)[M].化学工业出版社，2008.
[6]闻邦椿.机械设计手册(第2卷)[M].机械工业出版社，2010.
关键词：机械设计；节能；应用
中图分类号：S611文献标识码： A
时代进步带动了科技的发展，人们的需求也在不断提高对质量的要求，从而对机械设计加工的要求也变得更加严格。制造业在节能减排中起着至关重要的作用，因此企业要能够在市场中获得优势就要提高自身产品质量，提高产品设计标准，促使产品水平得到提高，也理所当然地肩负着节能减排、减少污染、节约原材料的责任，最终满足人们对产品需求。
一、机械设计概述
机械设计是指对机械部件以及整体进行设计的过程，在这个过程当中要遵循机械的应用要求，从机械的基本工作原理到各个零件的材料、形状尺寸和润滑方法等方面进行整体构思和设计，最后通过设计方案把这些构思装化为具体的描述和制作的依据。服务于不同产业的不同机械，应用不同的工作原理，要求不同的功能和特性，从而机械设计也存在不同的特点。按其特点，机械设计可分为以下三类：新型设计，在成熟的或经过实验证明是可行的新技术基础上，设计从未有过的新型机械；变型设计，为了能较好地适应不同环境，对机械局部加以设计和加工来满足新的需求；继承设计，通过对当前已有的机械设计进行更新，来提高其工作效率和性能。
二、现代化机械生产模式分析
分析现代化机械设计的合理性，首先要对现代化的机械生产模式进行分析，再对机械设计的合理性进行实际性解读。由于现代化技术的发展，机械生产与制造已经突破了传统的车间与车床生产模式，实现了现代化的生产方式。那么，现代化机械生产模式具体是怎样的呢？对机械设计又有着哪些影响呢？
1、现代化机械生产模式更加符合市场的需求，符合批量生产的规模
现代化生产模式受市场供需影响较大，随着机械产品的需求量不断增大，其生产周期却在不断缩减。这在很大程度上刺激了机械生产模式，对于传统的机械生产更是一种挑战。因此，在外界的压力之下，机械生产方式以及机械的设计理念都产生了较大程度的变更，以满足日益增加的市场需求。在生产方式方面，机械生产采用了自动化远程控制生产技术，并结合计算机数据处理技术，来实现一种现代化的机械生产模式。
2、现代化机械生产模式引入新技术，从而实现全新的机械制造业
单一的技术发展完全无法满足市场需求，将各个领域的技术进行结合发展，才能够实现产业的变革并顺应市场。机械制造业领域，要想实现一定的市场竞争力，就必须实现产业整合与技术的结合应用。从传统的机械生产模式，就可以发现传统机械模式存在的问题。其具体表现在：大量的人工操作，不仅效率低，而且容易出现错误，产品质量不合格的现象时有发生。车间是传统的机械产品的主要生产基地。即使是一般的工件都需要反复打磨，才能够符合产品需求。人工的主观误差无法避免，在生产的过程中经常会发生工件报废，不仅造成原料的浪费，还增加了生产成本与时间成本。
车间的安全问题非常重要，经常性安全问题无法避免。传统的生产车间都是人工对着一台机床进行操作，一旦操作不当，危险问题就会浮出水面，从而影响其生产质量。在工件加工过程中，人员受伤的现象一直无法真正避免，对于人身安全是一种伤害，而对于生产流程，也常常会连带产生脱节和拖工的现象，造成整体的产品质量下降。
机械产品的检测流程不科学，常常出现漏检问题。传统的机械产品同样需要质量检测，检测合格之后的产品才能投放市场。但是由于机械的检测一般为人工进行，不仅检测结果缺乏科学性，检测的流程冗长，还容易造成漏检。因此，对于机械检测而言，传统的检测方法也存在待解决问题。
因此，在原有生产模式的基础上，机械生产模式开始了全新变革。相对于人工操作，现代化的机械生产采用全自动流水线式生产模式，同时引入大量的现代化远程控制生产设备，从而最大化地减少了人工操作部分，减少了工作人员的数量。这样，不仅减少了机械生产的成本，也在一定程度上避免了主观错误和部分生产安全隐患等问题。此外，在检测方面，现代化机械生产模式引入了计算机技术，使得检测技术更加科学有效，大幅度提高检测效率，从而保证了检测结果的真实有效，促进市场的用户信誉度提高。
三、机械设计节能的基本原理
机械设计节能基本原理就是对机械系统的动能、势能、输出作用力和机械系统所消耗掉的功率进行综合的函数分析和整理，然后经过归纳总结分析最终提出机械设计节能的基本方案。
1、机械设计在动能方面的节能
工程师们以前主要是针对机械系统动能变化对输入功率的影响进行研究，主要对于机械波动的调节、提高使用周期以及工作精度等方面进行研究，很少考虑到动能变化对系统的影响，所以，目前我们投入大量精力对这方面进行考虑分析。
在以往设计的机械系统中，动能并没有得到充分发挥，其主要原因是工作过程中机械的动能没有得到很好的回收转换。基于机械设计节能的基本原理，我们只要使机械系统的动能变化保持在极小范围内即可达到节能的目的。
2、机械设计在其他输出力方面的节能
不同的机械设备在工作过程中所表现的输出力是不一样的，即便相同种类的机械设备在不同工作过程中的输出力也不尽相同，所以机械的输出力在不同的工作阶段形式也是不一样。
在机械工作过程中造成输出力消耗过高的主要原因，是在比较短的时间内输出力变化较大，如果把周期函数形式的输出力消耗变化保持在较小的范围内就能达到节能目的。
3、在机械设计时要尽量降低无用功的损耗
任何机器在运转过程中，由于阻力、摩擦、形变等原因一定会产生无用功的损耗，这与机械设计中考虑到的精度、润滑程度等都有莫大的关系。无用功的损耗大大地降低了机械设备的使用效率，所以在机械设计时，我们要以节能的基本原理为基础，尽量减少无用功，以期提高机械的节能性。
4、机械设计节能原理综述
本文主要针对动能的机械设计节能、减少无用功功率以及减少其他输出力功率等方面对机械设计节能的基本原理进行了简单的介绍。工程师们在进行机械设计時，只要考虑到将机械系统里的一些参数常量保持在较小的变化范围内，就能极大地增加机械的节能性。但是，想要做到这一点，还是有一定难度的,需要广大机械工程师们的不断努力和进步。
四、机械设计节能基本原理的应用范围
机械设计节能基本原理应用的范围较为广泛，因其原理主要是通过质点系动能定理求证得出，所以它对所有质点组成的研究对象都适用。即，此原理适用于力图节能的机械产品的设计和其他相关领域的研究，具有广泛的适用性和应用性。
1、机械节能原理在加工设备设计中的应用
机械设计节能基本原理在加工设备中的应用可以说最为广泛。以石化炼油设备为例。现有炼油厂的主要工艺装置和公用工程与国际先进水平相比，还有较大的差距，因而具有很大的节能潜力。分析存在的问题，综合能耗高，固有客观原因，如原料变差、产品质量要求高、加工流程长等因素影响了对能源的利用。从设计角度，可以依据热力学第一定律分析法（能量守恒定律）、第二定律分析法以及热经济学，结合普遍节能原理与方法，进行设计优化。例如，热进出料的节能效果体现在上游、下游和罐区，可将热进出料联合按照温度从低到高划分为浅、中、深三个层次，热联合程度越深，节能效果越好。避免装置中热进料和冷进料直接混合后再进一步升温，即可加大热进料的节能效果。
2、机械节能原理在升降机械设计中的应用
升降机械在工作中消耗的功率是相对较大，为此，我们需要对其进行节能设计改善。首先，要分析主要消耗功率的源头，机械在提升或下降货物的过程中消耗功率较大。经过试验，我们得出按照电梯标准进行设计的机械要比传统的机械消耗功率要小的多。因此，要想对升降机械进行节能设计就要参考电梯的设计方案，将机械设计原理应用在升降机的节能上。
3、机械节能原理在大型冲击压路机设计中的应用
大型冲击压路机的冲击轮表面特征并不遵循周期函数体现，其变化幅度较大，给我们的节能设计带来一定难度。要想达到预期目的，我们就必须控制冲击轮系统的势能在重心最低时在最大范围内进行变化。
结束语
总之，在现代化机械生产模式的基础上，引入适用的修正机械设计理念，从而保证机械生产模式的整体性改革，是目前机械生产与设计领域中极为重要的问题。加强机械设计的合理性，实现机械的节能减排，使更多的机械产品符合市场需求，从而实现市场占有量的扩大化，促进机械产业的腾飞。
参考文献
[1]戴华丽.对机械设计加工过程中注意点的分析[J].电子世界，2012.
[2]王玉苓.工程机械绿色设计与制造技术研究[J].工程机械,2009.
[3]王侃.绿色理念工程机械设计中的应用[J].工程机械,2010.
[4]吴宗泽,于亚杰.机械设计与节能减排[M].机械工业出版社，2012.
[5]成大先.机械设计手册(第1卷)[M].化学工业出版社，2008.
[6]闻邦椿.机械设计手册(第2卷)[M].机械工业出版社，2010.