机械设计节能基本原理的研究分析

秦敬永

摘要：随着社会经济建设的快速发展，机械制造对于能源的消耗日益增加。能源短缺问题严重地影响了国民经济的发展。机械设计节能成为机械生产研究的重要问题。机械设计节能效果也在工业生产中的应用逐渐的扩大。开展机械设计节能基本理论的研究能够提升整体社会对于资源与环境的保护，并且对今后工业发展提出合理化建议。积极深化对机械设计节能基本理论的分析与应用状况，进一步地促进机械设计节能广泛的应用到其他领域中。文章对机械设计节能基本原理分分析与应用情况进行研究。

关键词：机械；设计；节能；基本原理

经济的快速发展将会导致环境污染严重和资源短缺情况的出现。这些问题将会反作用到经济与社会发展中。如何妥善地处理好经济发展与环境资源保护之间的关系成为社会稳定发展的重点。节能是环境资源保护的重要形式。加强对机械设计节能基本原理的研究，才能够发挥出机械设计节能效果。机械设计节能应用到工业生产中，对于实现国民经济可持续发展具有重要的影响意义。

一、机械设计节能基本原理的分析

机械设计节能在动能方面的影响最为明显。传统机械设计主要考虑的是输出功率变化，特别是设备在运行过程中产生的波动。机械设计节能对于设备加工精度与周期影响更为突出，在设备加工的时候，需要根据动能状况及时地进行能源回收或者转化。并且根据节能特点，做好设备调节系统动能变化，能够在最小范围之内完成能源的回收。输出力会根据节能状况进行调整。在不同运行环境中，机械设备输出力会有明显的差异。特别是相同机械设备运行过程都会涉及到节能改善。在较短的时间内机械设备运行会产生较大的波动，这些波动出现的阻力都会影响到机械设备的运转情况，并且会随着变化减小，节能的效果也会更加的明显。机械设备在运行的时候都会涉及到摩擦等阻力，调整零件精度或者润滑的方式都能够提升设备的使用效率。因此，在机械设计节能效果上要最大限度地降低无用功的产生，对于节能原理要进行充分的总结，处理好动能、输出力以及无用功之间的关系，能够根据设备情况进行机械设计节能的改进。通过对参数变化的研究，实现能源的有效节约。

二、机械设计节能基本原理的应用

（一）人才培养与新技术的应用

机械设计节能涉及到很多多方面的知识，需要专业性较强的工作人员才能够完成。专业人才是开展机械设计节能基本原理研究的核心基础。针对这种情况要持续进行工作人员专业培训，这是实现机械设计节能必要条件。在实际技术基础上进行整体性突破，并且要充分地运用信息技术实现机械设计节能水平的提升。

（二）强化电子控制系统

电子控制系统对于提升机械设计节能效果的准确性具有重要的作用。电子控制系统能够对机械设计节能进行实时监控，做好机械设计节能控制工作，通过智能化系统对机械设计节能状况进行判断。有效地控制功率输出，并且避免消耗的进一步扩大。使机械设计节能效果达到最大优势。电子控制系统同时还能够对自身进行检测，发现其中存在的限制因素，有效地延长机械使用的寿命。

（三）在升降机械方面的应用

升降机械主要是应用链条或者大压力容器移动升降设备，进行高空维修或者高空作业。在實际的工作中，升降机械需要非常大的动力能量才能将升降设备送到需要的高度。观察升降机械工作的过程可以看出，升降机械需要消耗很大的功率，从而产生非常大的无用功，亟需采取相应的节能措施。因此，需要根据机械设计节能，再结合电梯的设计原理进行升降机械的设计和优化，以此来降低升降机械的能源浪费以及能源消耗。比如，当升降机械与曳引驱动机构保持一致的速度进行同等质量货物的提升时，曳引驱动机构可以有效维持升降机械的平衡，降低提升货物过程中造成的能源损耗，确保升降机械的系统势能维持常量或者在最小的范围内变化。

（四）在机械加工设备方面的应用

机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。

（五）在大型压路机上的应用

大型压路机是由三边弧形的前冲击轮以及后冲击轮所组成的，冲击轮的势能是按照周期函数来呈现的，具有很大的变化空间以及变化范围。因此，根据机械设计节能的基本原理可知，要想使大型压路机节能，就要缩小大型压路机系统势能的变化范围，当大型压路机前冲击轮以及后冲击轮的势能出相位达到一定的条件时，系统势能就会在最小的范围内变化。另外，还可以将重心最低时候的冲击轮势能变化减小到最小的区间内，这个区间越小，大型压路机的节能效果就越好。

三、结束语

可持续发展成为我国经济与社会不断进步的重要载体。可持续发展道路能够实现自然、资源、人类等方面的和谐统一。特别是工业生产中融入可持续发展理念将会实现节能减排。针对这种情况要强化机械设计节能效果，明确掌握全面的机械设计节能基本原理，通过掌握理论知识指导工业实践生产，这样能够实现成本投入得到有效的控制，避免资源出现严重浪费，在根本上保护环境。对于构建和谐文明健康的社会具有重要的意义。机械设计节能在社会发展充分发挥巨大作用。保证机电产品消耗得到控制，实现降低输入功率。

参考文献：

[1]和红叶.机械设计中的材料选择和应用研究[J].建筑知识，2017（09）：23-24.

[2]李丽芳.机械设计加工中应注意的问题[J].科技致富向导，2018，（07：35-36.