工程机械产品设计中的节能与环保

钟小翔 李兆之 李光耀

摘 要：工程机械产品的节能环保问题，是当前国内外业内人士重点关注的对象，对于机械产品而言，关系到其节能与环保的因素有很多，有设计方法选择、制造材料选择等方面，本文主要从产品的设计、材料的应用及人性化设计等方面对工程机械产品的节能环保问题进行研究。

关键词：工程机械产品;设计;节能与环保

节能与环保是我们当今社会的一个主题，也是应对当今社会各种资源日益紧缺现状的一个有效措施。机械制造和自动化设计产业在我国的各项产业中属于高耗能产业，所以在这一领域有需要贯彻节能与环保理念，通过节能与环保理念的贯彻可以极大提高资源利用率，减少资源浪费，促进整个产业的可持续发展。

1、机械产品节能环保设计的现状

我国工程机械经过了几十年的发展，在世界工程机械市场占有了一席之地，出现了三一重工、徐工、柳工等一些知名的企业。但是我国节能环保型工程机械起步较晚，还缺乏相应的技术法规和标准，有关环境、安全、人机等方面的指标过低，阻碍了我国绿色工程机械的发展。例如国产机械噪声大.尾气排放不达标的情况一直没有得到较好地解决.随着工程机械种类和数量的不断增加，大量工程机械所消耗的资源，排放的污染物以及施工中产生的噪声粉尘等对环境产生了巨大的负荷。再者，国内极少有企业能够生产出，各种具有节能效果的多路阀和液压泵，难以实现液压泵与发动机的功率匹配。因此，我国的中高端工程机械产品的液压元件基本选用进口产品。此外，对于中型以上的工程机械产品，国产的柴油机的综合性能指标满足不了要求，且要比国外的扭矩储备低，可靠性差。

2、应用节能与环保理念的重要性

2.1增强机械设计制造的环保性。在机械设计制造行业中，如果设计方案中，未充分重视环境保护问题，产品生产出来之后必然会造成环境污染。当前，尽管我国的科技水平发展良好，但与发达国家相比，还存在比较大的差距，我国部分机械制造行业在进行设计制造时，依然采用传统的方法，这种方法单纯的追求企业的经济利益，对于所产生的环境污染、资源浪费等问题直接忽略。但在应用节能环保理念之后，机械制造企业在进行设计与制造时，会对环境污染问题进行的考虑，尽量的将设计方案中的源头污染降低，在节能环保理念的作用下，机械设计制造所具备的环保性显著的提升。

2.2 废弃节能环保机械产品的回收利用率高。经济水平的提高，促使人们改变了原有的生活方式，机械产品逐渐的成为生活中的必需品。随着机械制造技术的提升，产品换代的速度提升，导致产品废弃的量逐渐增加，影响生态环境，而且这些机械产品基本上，都采用传统方法进行设计和制造，废弃之后，再利用效率比较差。但在机械设计制造中应用节能环保理念之后，产品带来的环境污染减小，节省了资源，即使废弃之后也实现再利用，降低了废弃节能环保机械产品对环境的危害。

3、节能与环保在机械产品设计中的应用

3.1 环保型材料的利用。在工程机械产品设计中要考虑环保型材料的利用。使用环保型材料主要从以下几个方面进行：首先，尽量采用能再生利用的材料和资源。在加工过程中，尽量使用可回收利用、对环境无害的材料;在进行结构件的设计时，也尽量采用容易装配和分解的材料，从而使得工程机械材料的再生率提高。其次，使用环保型材料必须遵守长寿命、低能耗、低负荷的设计原则。要从减少环境负荷的角度考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下，减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量，提高动力传动系统零部件的强度和耐久性，实现液压系统的轻量化和高效率。最后，尽量采用低环境负荷材料。在设计工程机械零部件时，应该尽可能不使用有害材料，例如氟利昂、树脂、含氯橡胶和石棉等材料。

3.2环保型工程机械产品设计。首先，选用低公害发动机。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水冷增压柴油机，能大大降低对环境的负荷。其次，降低整机振动与噪声。减振与降噪是产品设计中最需关注的焦点问题。例如在装载机设计中，动力装置采用双向减振悬挂系统，就能克服整机动力传动系统与车架之间的共振、噪声，及对动力系统的疲劳破坏。后桥设计成中心摆动结构，能使后桥摆动中心与动力输入中心重合，很好地减少附加力矩对传动系统不停冲击所产生的振动与噪音， 避免在崎岖不平道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声。最后，液压系统的清洁和防渗漏。保持传动液压油的清洁度，对工程机械的液压传动非常重要。因此，精心设计工程机械液压系统（如：采用高效、高精度过滤装置）十分必要，这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质，减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命，降低液压油的更换频率;同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快，延长换油间隔时间减少對周边作业环境的污染。

3.3 工程机械产品人性化设计。首先，在驾驶室设计上，设计的加热空气悬浮式座椅可全方位调节、防紫外线辐射玻璃的透明天窗、功能集成的单操纵手柄、可调式转向驱动器、全自动换挡装置、电子监控与故障自诊断系统，再辅以合理美观的颜色搭配，大大改善了司机的工作环境，缓解了疲劳，提高了作业效率。.其次，自动加脂装置和集中润滑系统的配置也有了提高。传统的手动加注润滑脂费时费力，而且经常会有多余的油液溢出来污染周边环境。目前环保型工程机械已有各种形式的自动定时润滑设备，保证了润滑效果且润滑脂消耗量低，既环保又方便。再者，外观美学设计。传统的工程机械产品的外观基本上都是笨重的，目前新型环保节能型产品比较注重外观，达到了机器与环境的和谐，从视觉上给人以一种美感，使得人们更愿意去使用它。最后，系统的可靠性和舒适性设计。工程机械技术的发展趋势，已充分体现在控制技术的电子化上，采用计算机控制技术，可让机器一直保持良好的工作状态，并能实现自动诊断功能，不仅减少了发动机的燃油消耗，还能使工程机械保持较高的可靠性，同时也大大提高了作业的舒适性，操纵控制更加方便、简单。

4、结束语

节能与环保型工程机械是未来工业发展的必然趋势，这是由当前环境污染，资源浪费严重等现象频繁出现，而提出的要求，同时也是社会发展的必然产物。当前我国节能机械的发展水平还有待提高，因此，需要投入人力、物力加大研究，通过各种方式，实现工程机械运转过程中的节能降耗，通过资源再回收利用，避免资源的浪费，以达到良好的节能效果。

参考文献

[1] 易军，曲金勇，肖狄虎.工程机械工业设计及研究[J]. 包装工程. 2019（18）

[2] 宋俊华.试论工程机械产品设计中的节能与环保[J]. 中国设备工程. 2017（20）

[3] 沈登武.工程机械产品设计中的节能与环保分析[J]. 南方农机. 2019（22）

作者简介：钟小翔（198510—），性别：男，民族：汉，籍贯：甘肃临泽，学历：本科，职称：助理工程师，现工作单位：小松山推工程机械有限公司，研究方向：工程机械制造;

李兆之（198403—），性别：男，民族：汉，籍贯：山东济宁，学历：本科，职称：助理工程师，现工作单位：小松山推工程机械有限公司，研究方向：工程机械制造;

李光耀（198308—），性别：男，民族：汉，籍贯：安徽寿县，学历：本科，职称：助理工程师，现工作单位：小松山推工程机械有限公司，研究方向：工程机械制造。