试论机械设计节能基本原理的分析与应用

戴存

摘 要： 随着社会经济的迅猛发展，机械制造行业得到显著的发展和壮大，与此同时，对于能源的消耗量逐渐增加，能源短缺的问题日益加剧，而在机械设计中采用节能设计的方式则能够有效减少对能源的利用，实现对整个社会资源与环境的保护。本文将对机械设计节能基本原理进行分析，并对其实际应用效果加以阐述。

关键词： 机械设计；节能原理；实际应用

引言：在经济建设持续发展的背景下，环境污染与能源短缺问题逐渐加剧，这些问题将会反作用到经济中，对经济的发展产生较大的阻碍。因此，我国企业以及相关部门应采取多种措施，将此类问题进行合理妥当的解决。而在机械设计中，采用节能基本原理，加工能够获得显著的节能效果，进而极大的推动经济发展的步伐。

1.机械设计节能基本原理

在机械设计中，其节能基本原理指的是对设备的动能输出以及消耗的无用功进行整理，并且利用函数的形式对其进行分析和研究，进而总结出对机械设备的节能设计方法，本文将对以下几方面的节能原理进行简要的分析。

1.1在动能方面

在以往传统的机械设计中，工程师通常会注重动能变化与输出功率之间的关系，以及前者对后者产生的影响，进而对设备的波动、加工精度以及使用周期等方面進行适当的改善和调节，降低对系统产生的影响。在新时期背景下，应加强机械设计中的节能性，打破以往传统中机械设计的弊端，将设备中的动能进行充分的开发，在具体的加工过程中，将动能进行及时的回收和转化，并且在节能的基础上，对系统周围动能的变化程度进行适当的调节，使其范围能够得到有效的缩小。

1.2在输出力方面

由于在不同工作要求的条件下，机械设备在具体的加工过程中，在输出力方面也表现得各不相同，即便是对于相同型号的机械设备来说，其在面对不同工作要求时，也能够展现出不同的输出力。因此，应在此方面进行节能和改善。在根据具体的实际情况，对现象发生的原因进行分析和研究之后得出，在具体的加工过程中，使得机械设备的输出力上升的主要原因是在较短的时间内，力的波动变大所影响，此种现象在函数当中将以周期函数的形式呈现。因此，要想实现真正的节能，应采取科学合理的措施将输出力的波动进行有效的控制，使其能够始终处于合理的范围之内，进而达到节能的效果。

1.3在减少无用功方面

对于任何一种型号的设备来说，其在工作过程中都将不可避免的产生摩擦或者阻力，并且这些阻力将会产生一定程度的无用功，使其节能效果受到较大的不利影响，对于摩擦阻力的形成，则与设计过程中应用到零件的精度以及在工作过程中使用的润滑方式具有密切联系，这些无用功的存在将会对设备的使用效率产生较大的不利影响。因此，在对机械设备进行设计的过程中，应对其各个方面的节能要素进行综合考虑，使其无用功得到有效的降低，进而使其使用效率得到显著提升[1]。

2.机械设计节能的应用效果分析

2.1人才培养方面

随着科学技术的迅猛发展，越来越多的新技术、新设备被研制出来，机械设计技术如若不紧跟时代发展潮流，积极进行原理与实践方面的创新，很容易遭到时代的淘汰，因此机械设备的设计应做到与时俱进，不断与新型技术相结合，加强对节能技术的应用。此外，当今时代激烈的市场竞争其本质是人才的竞争，在机械设计节能原理的研究以及节能设计的开展过程中，拥有大量的相关人才才能够得以完成，对此，应加强对相关工作人员的培训工作，使其理论知识与实践能力得到显著的提升，进而在机械设计中，能够更加灵活的利用信息技术，将其节能效果变得更加显著。

2.2加工设备的设计方面

在机械加工的过程中，其主轴的质量与波动将会对产品的质量产生较大的影响，因此，在进行产品的生产时，要着重注意主轴的运行状态。为了能够将此类问题得以良好的解决，可以采用在机器转动的过程中加入飞轮的形式，使其通过自身转动的惯性调整主轴中产生的波动程度，同时也能够对其中不符合要求的系数进行适当的调节。如果机械始终处于一种不均匀的状态下工作，那么其功率也会难以保证平稳，工作中产生的波动将会形成大量的资源损耗，导致资源浪费现象发生，因此在此过程中应注重利用添加飞轮等措施进行解决，达到节能效果。

2.3升降机械设计

在大部分施工现象中，都能够应用到升降机，但是对其进行使用的同时也造成了一定程度的资源浪费。为了能够积极迎合国家提倡的节能环保号召，有效减少机械加工中产生的能源浪费现象，需要在升降机的使用过程中，采取相应措施，融入节能理念，使其实现节能操作。通常来讲，升降机的主要作用是进行空中作业以及移动，在空中完成物品的调配和运输，这同样也是其能源消耗最多的环节。在实际运用的过程中，应根据具体的实际情况，利用节能基本原理对其进行调整，使升降机的结构得到不断的优化和更新，进而为生产施工提供更加良好服务的同时，也保障了其节能性。

2.4强化电子控制系统

要想实现机械设计中的节能性，需要获得电子控制系统的支持，其主要作用是能够对节能设计过程中具体细节进行监控，并做出详细记录，再通过人工形式对记录内容进行检查，进而对其节能效果加以判断。对于功率输出方面，能够实现有效控制，进而有效的降低了对能源和资源的消耗量，减少浪费现象的发生。此外，通过对电子控制系统的利用，还能够实现实时监控以及对自身进行检测，当发现问题时能够进行有效的处理和解决，进而使机械的使用寿命得到有效的延长[2]。

结束语：综上所述，随着科学技术的发展，信息技术水平逐渐提升，节能已经成为机械设计发展的总体趋势。目前，在现代化的机械设计中主要原理是采用降低输入的形式，使机械的使用效率得到显著的提升，进而达到少投入、多回报的节能目标。同时，在机械设计的过程中，注重节能基本原理，也能够减少对资源的消耗和浪费，这也与当前机械市场中的发展趋势完全相符。

参考文献

[1]胡晓博.塔机（门座式起重机）的能耗分析与节能设计研究[D].长安大学，2014.

[2]孙军强.混凝土搅拌楼粉料储存输送系统节能分析与研究[D].长安大学，2014.endprint