人性化绿色环保机械设计浅议

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机械产品是一种实用产品，在设计过程中要求能够发挥正常的使用功能，同时要求产品使用中具有良好的舒适性与方便性，同时保证产品使用中的安全性、可靠性。环保理念对机械设计提出了新的要求，要求机械设计中坚持人性化的设计思路，不断优化设计中的各项要素。人性化设计以人为设计的中心，对工业机械或产品从使用、操作、安全、可靠、环境、心理感受等方面进行整体考虑和构思，并对人的生理、心理因素做科学的定性与定量分析和研究，提出人与产品、机器协调设计的理论依据。

1.环保设计理念对机械设计的几点要求

在环保设计理念之下，机械设备的性能与材料应当具有良好的环保性，更好地迎合当前环保设计理念，主要表现在以下几个层面。

1.1保证设计材料的安全、无毒

基于环保设计理念，要求机械设计过程中注重材料的安全性、无毒性。传统的机械材料构成多为甲醛、石棉等物质，容易对人体造成一定危害，也不符合环保设计理念，当前我国大型企业焊丝盘每年消耗2亿个，产生了一系列的环境问题。塑料焊丝盘废弃之后自然环境难以自行降解，并容易释放有毒物质和有害的化学物质，污染水和大气，进而危害人体。

1.2注重材料的可回收性

基于环保设计理念，机械设计过程中应当坚持可回收发展理念，针对可回收再造的原料，通过相关的技术操作保证行业曲线linkindustryAppraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2022.09.014可替代度影响力可实现度行业关联度真实度产品的再次使用。为此在设备生产制造的过程中可以重点加强对设备材料的关注，尤其在机械结构装配过程中，可以优先选择一些大块材料，与零散材料相比，在处理与回收利用层面更具优势。降低材料运用的污染性，在对材料报废与回收过程中使得机械设备尽量便于拆卸，对机械设备进行分别分析，对于能够利用的零件进行再次利用。若部分零件处理中需要进行焚烧，则要求对大气污染情况进行一定控制，减少大气污染排放量。加强对废弃污染物的处理，采用科学的处理方式，利用专业的处理方式对机械部件进行相应处理，增强机械部件废弃或者处理中的环保性。

1.3注重材料的耐用性与节能性

在原材料的选择过程中，可以尽量选择一些耐用性较强的原材料，注重原材料本身的质量，通过对原材料的优化选择降低材料生产制造成本，降低设备更换率。在提升设备运行效率的同时，促进设备的二次回收利用。例如PP／MRP复合材料制备与运用过程中，不断加强对该材料的研究，加强对相应生产工艺的研究，注塑工艺运行过程中的相关参数见表1。与材料设计和选择中的实际情况相结合，不断优化产品设计中各项要素，与当前节能设计中的实际要求相结合，增强节能设计的针对性与有效性。

2.人性化理念下机械开发设计中的考虑要素

基于以上提出的机械环保设计中的相关理念，应当探索将人性化设计理念运用至机械开发设计环节之中，充分考虑机械设计中的各项要素，不断加强对相关设计要素的有效整合与利用，优化设计环节中的各个层面，不断增强并巩固环保设计效果。

2.1机械发动机选择

发动机是机械设计中的重要构成，对机械设备运行起着根本性的支持作用，为此在设计过程中要求不断优化发动机的选择，践行人性化的设计理念。若发动机运作不良，机械设备运行过程中容易出现一些声响，导致设备运行中出现一些杂音，同时可能增加设备的油耗量，因此基于环保设计理念，要求不断优化设备的发动机设计，要求发动机设计过程中将此种因素考虑在内。为此在设计过程中可以选择油耗较少、运转噪声较低的发动机，提升发动机设计的环保性，选择环保型产品，降低排放量。

2.2减少设备运行中的噪声污染

环境污染与工业污染中的重要表现之一为噪声污染，工业机械设备运行过程中容易产生噪声污染，因此在环保设计过程中应当进行必要的噪声控制，以此增强机械设备运行效率。传统机械设备作业过程中往往会产生一定的噪声，不利于良好设计理念的贯彻，虽然设备运行能够达到一定的作业效果，但噪声管理是应当考虑到的重要因素之一。在设计过程中，可以采用一些必要的作业控制方式，通过优化操作减弱噪声。常见的操作方式有减少共振，例如在装载机设计时，选择双向减震悬挂操纵系统的动力装置，通过此种设计减少噪声、传统装置与车架之间的共振对系统运行可能造成的损害。针对后桥设计，采用中心摆动结构方式，以此使得动力输入中心和后桥摆动中心重合，以此减弱设备运行中的振动与噪声，减少作业过程中不同部件之间可能产生的相互冲击噪声。增强发动机设计精度，促进不同部件之间的相互咬合，使用阻尼材料，以此达到缩小共振的应用效果。对液压系统进行必要的噪声控制，为了减少筏节流、液压油泵振动、油管振动过程中可能产生的噪声，采用对液压管路优化排列的作用方式，此外还可以在机罩等部位中设计一些粘贴，从而达到噪声控制效果。加强对机械设备主体系统的控制，注重驾驶室设计的密封性，减少噪声的发生对人体的影响，改良传统的发动机作业制冷方式，采用对风扇进行冷却的处理方式。

2.3优化液压设备选择

液压设备是系统运行中的重要构成，运行中能够保证各个部件以及整体系统运行良好，对生产活动起到良好的压强传递的应用效果。在设计与使用过程中，要求对设备进行必要的维护与保养。对液压系统设计考虑防风效果，避免运行中细小杂质对设备的不良影响，使得液压设备过度磨损。由此在设计中，对部件运行保持良好的使用量，避免出现过度消耗的现象。将液压油的消耗量控制在适宜的范围之内，保证油温数值合理。在液压系统运行中保证工作介质的密封性符合要求。加强对液压油渗漏的有效处理，避免对整体液压系统运行造成不良影响，此时对环境也容易造成一定污染，因此在管理控制过程中，应当加强对液压油渗漏的有效处理。在液压系统组织设计过程中充分选择适宜的油箱与管道，与系统运行中的实际情况相结合，设置适宜的油箱与管道，保证运行的流畅性，避免出现油料渗漏现象。

2.4将节能理念融入其中

在机械设计过程中，将节能要素融入其中，使得机械运行能够达到良好的节能环保效果。当前机械设计市面上存在着多种类型与功能的发动机品种，分别具有不同的功效与规格，为此在产品设计过程中，要求综合考虑发动机的能耗与环保效果。同时针对机械设计进行必要的操作手段与作业方式，以此减少作业操作中的能源消耗。

3.基于人性化的绿色环保机械的设计分析

3.1优化机械设备室设计

基于人性化的管理理念，坚持绿色环保的设计理念与设计方式，在保持安全性的前提条件之下，优化机械设备室设计，这是一种长期暴露在阳光下的操作工种，因此针对驾驶室的玻璃应当充分注重防晒，以此减少紫外线对人体的损伤。在设计驾驶室内设备时，对各项设备的设计要求能够有效遵从人体力学的相关要求，从人性化的角度保证作业员操作中的便捷性与舒适性。此外在设计中应当保持驾驶室内的密封性，以此隔绝噪声污染对人体的危害。

3.2优化润滑系统配置

从人性化的角度进行新的润滑系统配置，改革原有手动加注润滑脂的作业方式，开发自动定时加注润滑脂的作业设备，当前已经形成的研发体系有集中润滑系统。能够对设备运行中的各种情况充分考虑。在系统运行中精准计划，并制定相应的自动定量加油系统，由此实现环保效果，针对小型机械设备可以采用密封的销轴，同时选择特殊材料作为轴套。为了降低设备的运行成本，可以设计二级防尘结构，通过此种设计方式避免或者减少异物进入，同时达到防止油脂排出的效果。

3.3优化设备的外观设计

针对设备运行采用个性化的外观设计方式，与IT产业的设计方式相结合，不断优化机械设备的外观设计方式，有效融合人性化的产品设计理念，通过优化设计，促进产品在市场中赢得良好的发展份额，在产品外观设计上，充分注重机械设计产品的造型、颜色与标识牌，以此更好地进行产品设计与组织，使得机械产品设计能够带给人良好的亲切感与美感，增强产品设计效果，达到机械设计与产品设计之间的有效协调。结合抓取零部件的形状和大小优化手部结构设计，当前主要采用夹持式、吸附式设计方式。吸附平整的薄板件设计主要采用吸附式手部结构，例如可以采用圆柱形的金属线材，每个结构最大重量与直径数值分别为17g~1800g、5mm~8mm，综合考虑工件形状、尺寸，在设计过程中可以采用夹持式结构。合适的夹持力是设计手部组件结构需要考虑的重要因素之一。金属焊丝盘数控弯丝机械手手部设计过程中要求考虑到金属线材本身重量这一要素，抓取搬运至弯丝模具作用时具有一定的惯性力，因此要求手部能够具备一定的夹持力，但是应当将其控制在一定限度，如图1所示。

3.4优化机械设备的可靠性设计

不断提升机械设备设计中的可靠性，从人性化设计的角度，不断提升机械设备设计的智能化，更好地迎合人性化设计理念。在产品组织设计中有效利用智能控制技术，针对设计过程中的相关要素进行智能判断与总结，针对机械设备运用中的一些细节，通过智能操作进行集中统一控制，以此达到良好的智能控制效果，使得设备运行过程中能够自动配置，以此达到良好的综合控制效果，提升设备运行的综合舒适度。加强设备运行中的可靠性设计，从总体运行角度提升设备运行的可靠性，关注当前机械设备的最新发展动态，采用成熟的发展技术，避免使用较多的元件，在设备生产制造过程中避免出现污染，严格贯彻人性化的设计原则与设计理念。增强设备设计与运行的可靠性，增强运行效果。

4.结束语

在机械工程设计过程中应当始终坚持人性化的设计理念，坚持可持续发展理念，贯彻以人为本的设计宗旨，将绿色环保的理念贯彻至设计活动之中，这是当前我国工业化发展的重要要求之一，迎合了人类与环境生存与发展的需求。为此在机械设计过程中应当充分迎合环保设计理念，加强并优化机械产品设计，从人性化发展的角度，不断促进人与自然的和谐相处，促进产品运用达到良好的综合效果。

作者:王泽琪 单位:德州职业技术学院