机械产品的绿色设计

机械产品的绿色设计（精选12篇）

机械产品的绿色设计 篇1

0前言

工业革命以来, 人类社会取得了巨大的进步。然而, 人类社会面临着严峻的挑战, 经济发展与环境和资源之间的矛盾变得日益尖锐。人类社会的长期以来的不平衡发展使得环境恶化、资源枯竭。如何寻找一条适合自身以及顺应社会进步趋势的可持续发展道路, 改良自身发展模式, 实现人与自然的和谐相处, 成为了全球大多数国家的共同理念。这种理念的代表就是1992年联合国在巴西里约热内卢召开的“世界环境与发展大会”通过的《关于环境与发展的里约热内卢宣言》, 以及2002年联合国在南非约翰内斯堡召开的“可持续发展世界首脑会议”通过的《关于可持续发展的约翰内斯堡宣言》与《可持续发展世界首脑会议实施计划》[1], 其战略意义在于倡导全球社会经济的发展应该与环境资源建立友好型、集约型的相互协调的可持续发展关系。

社会生产和人类生活离不开资源与环境, 经济的发展目标, 一方面是为了提高社会生产能力, 以便更好地促进经济的发展;另一方面, 是为了改善人类的生活品质, 创造必须的物质资料。如果经济的发展以浪费资源、污染环境和破坏大自然为手段, 人类也无法实现其终极目标。因此经济的发展必须有利于资源的合理利用, 有利于人与自然和谐相处, 从而实现全社会生产水平的发展和人类生活品质的提高。

1 机械产品的绿色设计的概念

有关机械产品绿色设计 (Green Design, GD) 的概念方面的研究, 国内外近年来层出不穷, 它是这样一种新颖的设计:在产品的一个完整的生命周期内 (设计、制造、运输、销售、消费、淘汰和回收) , 不但要保证产品应该具备的基本功能、性质、使用寿命、品质等技术和经济属性, 更要把产品在设计、制造时所体现出来的环境资源属性作为设计理念的核心。[2]

其基本的内涵及特点主要有:

(1) 设计是产品品质保证的根源, 倡导绿色设计, 可从根源上控制产品的环境和资源属性, 有利于产品进一步的绿色制造。

(2) 提出了产品设计者和生产企业在环境保护、节约资源方面应该承担的社会责任。即企业不但要生产产品, 同时, 在一定的责任范围内, 承担产品的回收和再利用的义务。

传统的机械产品设计目标比较单一, 更多的是追求产品的使用性能方面的指标, 对于产品生命周期的管理不够精细, 从而呈现出一种粗放型设计路线。产品在生命周期的末端就直接报废, 只能采用回炉冶炼的方式实现二次利用。绿色设计与传统设计的根本区别在与:绿色设计是基于产品的整个生命周期的一种设计理念, 将产品的结构设计零部件选材、制造、流通、消费、报废以及回收过程中对环境和资源的影响在开始构思时就已经作为设计的主要目标, 从而在设计过程中, 最大可能地以最经济、最环保的方式设计产品, 同时也保证在产品整个生命周期内优良的资源环境属性。

2 机械产品的绿色设计的实质与内容

绿色设计与从产品功能着眼, 在性能上保证, 从而实现产品价值和满足人们生产生活所需的出发点不同, 它的出发点要高于传统设计, 是将功能实现与环境资源友好并重, 并着重强调产品的环境资源属性 (资源利用、环境保护、可重复利用性以及经济实用性等) , 在可以实现产品功能目标的基础之上, 将此作为核心设计目标来进行产品设计的一种低碳、经济的设计方法。目前机械产品的绿色设计主要包括以下几个方面的内容:

2.1 机械产品绿色设计的原材料的选择

传统的机械产品上所使用的材料大部分是钢、铁、合金以及一些新兴材料, 如工程塑料等一些非金属材料, 这些传统材料有些可以回收利用, 但有些却是不易分解或是对环境有害的物质。而绿色设计首先需要考虑的就是生产产品的原材料是否易回收、易分解、能再生, 而且对环境危害较小或无害的材料。因此, 产品绿色设计要求材料科学需要从节能环保、低碳及可再生等方面考虑, 研制新的材料。

2.2 加强产品的可回收性设计

产品的可回收性最终体现在其生命周期的末端, 却需要在产品设计初期就开始充分考虑, 从产品零件的回收可能性、回收处理方法、价值量及可行性等多方面进行研究论证, 最后达到零件材料使用最经济、能源利用率高和环境污染损失小的目标。可回收设计包括以下几个方面的内容:

(1) 可回收的零件材料和其可用程度;

(2) 可回收方法及工艺;

(3) 可回收性的经济评估;

2.3 绿色产品的成本分析

绿色产品的设计初期就体现出了与传统设计的不同, 由于在产品设计伊始, 就必须考虑制造、流通及使用时产生污染物的处理、产品的拆卸回收、重复利用成本等等。绿色设计的成本相对比较高, 所以在每一项设计决策时都必须进行充分的产品成本分析, 以便从设计环节降低成本, 获得“绿色度”高且成本低的产品。

2.4 绿色产品生产制造工艺的设计

绿色产品的在设计时, 首先要从其产品功能上考虑在加工制造环节的每一道工艺要求, 在满足产品功能、技术要求和使用寿命的前提下做到经济可靠。另外还要从产品的资源环境属性的角度更加深入的考虑, 在如何最大程度地减小设备的功耗, 尾气排放的清洁处理以及设备加工效率的提升等多个方面进行突破常规的设计。产品绿色制造要求能源和环境等多个学科在自身领域内开发出新的、更有效的节能减排的设备。

3 机械产品的绿色设计的意义

机械产品是工业生产的主要部分, 绿色的机械设计对于改善全球面临的资源枯竭、环境恶化等重大的影响到人类生存发展的问题有着重大的作用, 未来社会走的是一条坚持人与自然和谐相处、资源集约型和环境友好型的可持续发展道路, 机械产品的绿色设计可以从问题的根源上去改变传统的产品生产制造粗放、回收困利用难等现状, 运用先进的科学技术设计出适合当下全球格局的产品, 是未来机械设计制造的发展趋势。

摘要：绿色设计是新时代下社会可持续发展的一种全新的设计思想和理念。本文从绿色设计理念出发, 就其在机械产品设计中概念、实质和内容以及意义和发展进行了简单的论述和分析, 指出了绿色设计在机械生产制造中的重要地位。

关键词：绿色,机械设计,环境,资源

参考文献

[1]刘晓叙, 等.机械产品绿色设计理念[J].四川:机械设计, 2005.

[2]李公法, 等.机电产品的设计与制造及其发展趋势[M].武汉:机械设计与制造, 2006.

[3]李晓雪.论机电产品绿色设计的技术原理与评价[J].湖北:科技资讯, 2006.

机械产品的绿色设计 篇2

绿色设计的应用，作为一种全新的方式方法，着重点在于人与自然生态关系的平衡，减少环境破坏程度是设计过程中不能忽视的问题。不能只在技术层面进行考虑,在思想上也要具有观念的转变，绿色产品设计在现代的工业设计中是企业竞争的优势与关键。设计的传统方法是以人为本，以满足人类各方面的需求为重点，忽略了资源消耗、环境污染等结果对环境造成的污染与负担。产品本身是绿色设计的重点，忽略了其它绿色因素。传统产品设计要在原始基础上进行发展与创新。许多工业设计师人类基本生活需求用品上在进行了出其不意的探索，环境问题得以解决的情况下，发明了独特的产品形象。企业良好形象的塑造离不开绿色设计的支持，企业管理人员环保意识的增强有利于企业在绿色设计的道路上越走越远。

2工业设计发展必将随着绿色设计的方向发展

不久前，我国倡议节约型社会的建设，建设节约型社会可以实现城市以及国家的可持续发展能力。这样的城市建设需要在社会的生产建设、资源流通、群众消费等领域进行根本上进行改变。在社会发展和社会经济发展等方面合理的保护和利用资源，不断提高资源的回收和利用能力。生态文化环境对绿色设计的理念有很大的启示，该理念由被动的适应向主动的创新进行发展，这种进步揭示着人们全新生活方式的开启，社会新型经济时代的迎来。该设计策略早已应用在多个行业，让这些行业实现了经济、社会、生态价值的重重收获与提高。绿色设计的目标是环保和让人类与自然达到平衡状态，这将成为工业设计的现今发展趋势。设计对环境的作用已经在诸多领域淋漓尽致的展现，也让国家及企业领导人越来越重视。许多国家因此制定了一系列相关的法律及法规以便人类在设计时为自身谋福利。例如，在德国，政府通过法律手段强制性要求电视机生产企业必须回收自己所生产的电视机，因此，施耐特电子公司开发设计出一种“绿色电视机”，该电视机的零部件回收率可达90%以上。当前，德国商品的30%以上都成为绿色产品，这主要是以为德国在1977年实行“蓝天使”计划：对生产及使用中，不符合环保要求的产品，对人体健康或生态环境造成损害的商品，排除在“绿色产品”之外，不授予“绿色产品”标志。没有该标志的商品，在进出口方面均有数量与价格限制，尽管有明显的贸易歧视意图，但也使得该国的商品生产者与消费者认识到环保的重要性。此后，其它一些国家，如日本也建立了绿色标志认证制度，确保了消费者对商品环保属性的识别，激励企业不断研究绿色产品。而中国在“九五”计划于2010年远景目标中提出常规产业规范与环保产业同步发展的过程中提出了可持续的发展方法及战略。在少许西方国家,新型绿色消费群体已经出现并在不断扩大，他们以每年20%的数量不断递增。这一群体的隶属者购买商品时，对用珍稀动植物皮毛或组成部分制成的产品持以拒绝的态度。人类在消费活动的过程中，不能光着重了解商品的使用价值及期限，还应该关注商品环保回收率等问题。好比棉花种植及收获期间需要使用大量的杀虫剂、化肥及复杂的人类活动，选择穿着纯棉服装时应先考虑其成本，尽量延长产品的使用期限。绿色设计在世界范围内被广泛关注与接受，企业及国家应遵循其原则与时俱进。

3结语

矿山机械的绿色设计分析 篇3

关键词：矿山机械；绿色设计；环境问题

一、简述矿山机械绿色设计概念

所谓的绿色设计，其实质上就是指产品从设计到生产，在每个环节的实际执行过程中都应当坚持绿色环保的基本理念，而在矿山机械绿色设计过程中还应当保证产品的先进性，以保障其符合实际的生产需求。另外绿色设计的产品还应当具有一定的回收性、可再利用性、不含有毒的物质，以及由此产生的废物可以在保证经济性的条件下得到妥善的处理。总的来说，矿山绿色设计就是在整个矿山机械寿命的周期中，产品的技术经济和环境等诸多属性符合环境保护评价体系的相关标准，并满足客户对产品的使用需求。

二、浅析矿山机械绿色设计的重要性

随着社会发展的不断进步，由社会生产引发的环境问题成了阻碍社会进一步发展的因素之一，尤其是矿山机械的绿色设计对社会发展具有十分重要的现实意义。而矿山机械绿色设计的重要性主要表现在以下几个方面。首先，从社会的发展趋势分析，矿山机械绿色设计是社会发展的必然要求。随着我国对外开放的程度在不断地扩大，产业的发展正朝向多元化发展，而绿色设计成为了当下国际社会和国内社会的共同需求。例如一些发达国家对环境保护贸易壁垒的建立引起了高度的重视，且要求出口的产品必须符合相关的环保标准，尤其是在矿山机械产品的设计中，石棉制品是严令禁止使用的。但是对于我国而言，矿产机械中的部分制动零件仍旧在使用这种不环保的材料，因此我国矿山机械的绿色设计与国际水平相比较还存在着一定的差距。其次传统粗放式的社会生产模式对生态环境造成了严重的破坏，同时对人们的生产生活等造成了一定的影响，甚至部分生产活动对环境所产生的破坏引发了一系列的自然灾害的发生。在这些环境问题的影响下，人们的环保意识变得越来越强，经济的增长不能以牺牲环境为代价，尤其是矿山机械的生产更应当与国际水平接轨。而为了实现这一目标，相关部门应当加大对矿山机械绿色设计的重视力度，制定新的环保标准，并建立一定的环境评估指标，如图1所示。

三、简述绿色设计方法

3.1 并行式绿色设计分析。并行式绿色设计作为并行工程绿色设计的重要内容，在实际的应用过程中必须对产品绿色设计中的各项要素进行综合性的分析。同时还应对设计各环节中的信息进行及时的交流和反馈。一旦在某一环节发现问题，应当立即对其进行探讨分析，制定出科学合理的解决措施，最终使整个绿色设计系统达到最佳的性能设计。另外，并行工程的实施对产品的优化、加快产品的开发速度、提高产品的质量等具有十分重要的意义。

3.2 生命周期设计分析。对于绿色产品设计的生命周期而言，主要包括五个部分，即绿色产品规划及设计开发过程；产品制造与生产过程；产品使用过程；产品维护与服务过程；废弃淘汰产品的回收；重用及处理与处置过程。另外在进行生命周期设计的过程中应当对调研、研制、设计、制造、销售等多个内容进行综合性的考虑，以保障设计方案符合环境保护的基本要求。

3.3 模块化设计分析。在进行模块化设计的过程中，首先应当进行一定设计范围的划分，划分的基础就是功能、性能以及设计产品的规格要求，设计人员在对其进行绿色设计方案制定的过程中应当对这些进行综合性地考虑，通过不同功能模块之间的排列组合，构成符合使用要求的产品。另外在进行模块化设计的过程中首先应当对客户的生产需求进行科学合理的分析，以保障所设计的模块化方案符合生产的实际要求；其次是设计人员在进行设计的过程中应当始终坚持绿色环保的基本理念，保障产品符合绿色产品的基本特征，例如易拆卸、易回收等。

3.4 计算机辅助绿色设计分析。近年来电子计算机技术飞速发展，几乎在社会生产生活的各方面都有一定的应用，同样对于矿山机械绿色设计而言也离不开计算机技术的支持。但由于绿色设计所涉及的知识领域比较广泛，仅仅将这些知识进行简单的排列组合是无法满足社会发展需求的，因此设计人员在进行绿色设计的过程中应当利用计算机技术的特点，将所涉及的知识等进行有机结合，以保障设计方案的科学性和准确性。另外由于矿山机械绿色设计的有关知识和数据比较复杂，而且具有一定的动态性和不确定性，加大了人工设计的难度，因此引入计算机技术是绿色设计要求的必然选择。对于现阶段的技术而言，计算机技术也是最佳的选择。

四、绿色设计内容简介

4.1 设计材料的选择。在进行矿山机械绿色设计时，应对使用的材料有足够的重视。材料的选择除了满足基本的机械使用功能，还应当与环境建立协调的关系，矿山机械绿色设计中要求使用的材料来源充足、利用简单、同时还可以进行回收再利用，且对环境的影响比较小等。

4.2 可回收性设计分析。可回收性设计作为矿山机械绿色设计中的重点内容，在开始设计的阶段就应当引起足够的重视。它包括以下几方面的内容：第一，如何识别可回收材料以及可回收材料的基本标志；第二，可回收材料的制作工艺；第三，可回收经济型的分析；第四，回收产品的结构特性。

4.3 可拆卸性设计分析。矿山机械绿色设计中的可拆卸性设计指的是产品的拆卸工艺较为简单，而且对部分材料的回收和利用可以提高产品的经济效益。例如在矿山机械中较为常用的螺纹连接，这种连接方式的拆卸比较简单，且拆卸下的螺钉还可以继续使用，也在一定程度上体现了产品的经济效益。在进行可拆卸设计的过程中应当遵循一定的原则。第一，拆卸量较少，且拆卸简单；第二，部件的分离比较简单，且可回收零件具有一定的单一性。

五、浅析矿山机械的绿色设计

我国矿山机械产品的落后一直是制约我国矿产企业发展的因素之一。矿山机械的种类比较多，且不同类型产品的使用功能也不尽相同。

5.1 矿山机械的清洁化处理。所谓的矿山机械清洁化主要指在进行生产的过程中，利用一定的技术对所使用的能源、材料等进行适当的处理，进而降低对环境所造成的破坏。但是对于大部分矿山机械而言，清洁化的水平较低，因此应当加大对污染小，甚至是无污染技术的研究力度，降低生产中废气、废液、废物等的排放。另外对于无法进行回收的机械零部件应当选择易降解的生产材料，避免对土壤造成一定的污染。

5.2 矿山机械噪音污染治理。对于大部分矿山机械而言，噪音污染是比较严重的环境污染问题。例如，齿轮泵的噪音较大，对现场和周围居民的生产生活会造成一定的影响。通过对造成噪音污染原因的分析可以发现，造成噪音污染的因素较多，大部分都是由机械设备运转所引起的。例如，齿轮泵转速加大，压力增加时就会导致噪音增加。因此在制定相应解决措施的过程中，应当对产生噪音的原因进行分析，根据实际情况制定相应的解决方法。例如，齿轮泵的齿轮采用双模数和双压力角，就会增大进油区和出油区的体积，使得吸排油的能力提高，就会降低压力波动，噪声也会得到一定的控制。

5.3 矿山机械油污泄漏的治理分析。在进行矿产生产的过程中，不可避免地会发生泄漏油现象。这种现象的产生一方面影响了机械设备的正常运转，另一方面也造成了石油资源的浪费，而且对周围的环境也造成了一定的污染。因此应当加大对密封技术和新型油料的研究力度。例如以植物油、水等取代矿物油，这样不仅降低了矿产机械的泄露油污染，同时也在一定程度上降低了噪音污染。

六、结论

综上所述，绿色设计对矿山机械的长远发展具有十分重要的意义，同时对矿产企业的可持续发展也存在一定的影响，因此矿产企业应当加大对绿色设计的研究力度，在保障能源产量的同时，避免对环境产生一定的破坏。

参考文献：

[1] 宋昊研.矿山机械的绿色设计[J].科技与创新，2014（09）.

[2] 湛杰林.坚持绿色环保设计理念加快矿山机械设计改良[J].农技 服务，2015（05）.

矿山机械的绿色设计 篇4

1 矿山机械绿色设计的概念

绿色设计是在产品的生命周期中, 在与产品相关联的信息 (例如技术信息、设计理念、应用材料和经济性等) 基础上, 使用并行设计等先进设计理念, 使设计和应用的产品合理体现环境保护的理念。绿色设计产品应该具有可回收性、可再利用性、不含有毒物质、废物处理经济和安全健康等属性。矿山机械的绿色设计就是在整个矿山机械生命周期中, 使产品的技术、经济和环境等属性满足环境保护评价体系的统一设计目标和用户的需求。

2 矿山机械绿色设计的必要性

首先, 从环境保护方面讲, 矿山机械绿色设计是必然的。自我国加入WTO后, 各种类型的贸易壁垒形成, 这种绿色设计更成为一种趋势。与此同时, 发达国家也逐步提高了环境保护的贸易壁垒, 所要出口的产品必须达到要求的环保标准。例如, 发达国家在条例中明确规定禁止使用石棉制品, 而我国矿山机械中的制动零配件还大量使用此种材料。所以, 提高我国矿山机械的绿色设计是必须且必要的。

其次, 随着我国经济的不断发展, 人们逐渐意识到要想长远发展, 必须将经济与环境同步进行。对此, 国家提出了可持续发展战略, 逐步与国际标准接轨。在矿山机械设计中, 新增了许多强制性环保标准, 例如噪声、排放和废物等, 必须满足绿色产品的概念和要求。

3 矿山机械绿色设计的内容

矿山机械的整体生命周期与绿色设计相关的阶段有:产品设计制造、产品使用保养、产品维修和产品报废。在产品开发初期, 产品的设计要充分考虑减少矿山机械对环境的污染;在矿山机械设计中, 要考虑选择的原材料是否可回收, 是否是对环境有污染、有害;在报废阶段, 是否能够有效降解。所以, 在原材料选择阶段, 要从环保角度出发, 选择新型环保材料。

在再制造过程中加工、电镀、切削、钣金和涂装时, 要尽量选择对环境污染小的工艺。设计之初, 就要考虑选用工序, 尽量选择好的加工方法, 避免对环境造成过多污染。例如, 使用新型表面处理的热加工工艺, 选择污染小的涂镀材料等。

在矿山机械设计之初, 还要考虑成本预算。矿山机械绿色产品设计的成本分析必须在产品设计之初, 考虑矿山机械产品的回收、再利用等性能, 考虑产品拆卸等相应的环境成本, 考虑污染物的替代。矿山机械绿色设计成本分析必须贯穿在整个设计过程中, 使设计的产品更加绿色且低成本。

在矿山机械作业过程中, 排除有害气体、噪声、废弃的油和破损的零件等对环境不利的因素。矿山机械的发动机是主要的噪声排放污染源, 所以在生产制造装配过程中, 要对发动机进行环保改进。应用电控喷油柴油机, 可以提高矿山机械的环保指标。在噪声方面, 主要考虑驾驶室内噪声强度和机外辐射噪声功率等。矿山机械设计之初, 要积极开发和选用低噪声发动机、高性能消音器;与此同时, 在整机设计中使用相应环保措施, 通常使用隔振、吸音等, 来减少二次振动产生的噪声。

在矿山机械养护、维系阶段, 绿色设计重点考虑其可回收性和修复性。比如液压缸在工作中容易拉缸, 如果专门设计一个比标准液压缸尺寸大的油封, 即可对损坏的液压缸重新研磨, 虽然这是非标准产品, 但不影响正常工作。所以在设计时, 要充分考虑零部件的可修复率, 尽量避免坏零件的废弃。

矿山机械在生命周期结束时, 其可回收性也是绿色设计的内容。可回收性设计是在产品设计之初, 就已经考虑到产品及其零件是否能够回收再利用, 例如一些矿山机械的塑料制品、橡胶制品等的可回收性。可回收性内容包括:可回收材料的识别、可回收工艺、可回收经济性分析、可回收产品结构工艺等。

4 矿山机械产品的绿色设计评价体系

判断矿山机械绿色设计是否满足绿色设计的要求和目标, 就要有相应的绿色评价体系。矿山机械的绿色评价体系, 包含传统设计评级指标和环境保护评价指标, 评价指标如图1所示。

5 结束语

矿山机械的绿色设计, 应该贯穿在产整个生命周期内, 使资源得到最大限度的利用, 减少有毒、有害物质对环境的破坏, 走可持续发展道路, 实现矿山机械的合理利用。

参考文献

[1]刘志峰, 刘光复.绿色设计[M].北京:机械工业出版社, 2001.

机械产品的绿色设计 篇5

发表时间：2007-10-18 鲁士军 郭海艳 来源：万方数据

关键字：绿色工程机械产品 绿色设计 产品回收与再制造 发展趋 信息化应用调查在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本

本文主要阐述了发展绿色工程机械产品的必要性、紧迫性，工程机械产品的绿色设计理念，绿色材料的应用与选择，产品的绿色制造，回收与再制造。从环境保护;资源、能源的利用;产品市场竞争力;人性化等多方面阐述了发展绿色工程机械产品是未来发展的必然趋势。发展绿色工程机械产品的必要性、紧迫性

提到绿色产品人们更多的会想到绿色食品、绿色家电产品、绿色农业等。绿色工程机械产品还远没有让国人引起高度重视。但随着国家经济建设的飞速发展和国家大型工程项目的逐步开工，工程机械种类和数量不断增加，大量工程机械所消耗的资源、排放的污染物对环境产生了难以估量的负荷。为保护人类十分宝贵且有限的资源，实现全球可持续发展，提高操作人员的安全性及工作舒适性，努力达到人、机和环境的亲和，可以预见开发研制环保节能的绿色工程机械产品将是今后工程机械发展趋势的主流。目前国务院已把“环保科技发展规划”和“再制造的关键技术开发”列人《国家中长期科技发展规划》，从而为绿色工程机械产品研制提供了重要的政策依据。

目前国际上对中国工程机械出口提出更高要求，首先保证售后服务及时到位，其次就是实施再制造。严酷的国际市场逼迫我们必须对工程机械产品实施全生命周期管理，对用户实施保姆式的全程服务。因此，研制绿色工程机械产品以及实施产品再制造，是关乎企业生死存亡、稳定发展的大事。

绿色工程机械产品符合可持续发展的要求，是社会进步的标志，也是科技发展的必然趋势。实践证明，谁起步早、实施快，谁就能把握产品研发的主动权。发展绿色工程机械产品必须使工程技术人员，特别是企业决策者，应充分认识到绿色设计的必要性和紧迫性。从发展的战略角度看，绿色工程机械产品将会给企业及其产品树立良好形象，并最终带来不可估量的社会和经济效益。2 绿色工程机械产品的设计

绿色工程机械产品首先体现在绿色设计。绿色设计的含义就是在产品的整个寿命周期内(包括设计、制造、运输、销售、使用或消费、废弃处理)，着重考虑环境属性，即将产品自然资源的利用、对环境和人的影响、可拆卸性、可回收性、可重复利用性等作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，并行地考虑保证产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量等。绿色设计主要应考虑2方面的内容:一是产品本身的绿色设计。采用绿色材料，实现零部件的标准化、模块化，提高产品的可拆卸性，便于产品的回收和重复使用，在产品全寿命周期内，实现产品的再循环利用。二是减少废气、废水、噪声的排放，降低制造、使用过程的资源消耗，加强工程机械产品对能源的综合利用效率，满足工程机械产品在生产和使用过程中不给社会带来危害的社会要求。绿色工程机械产品的设计应遵循环境准则、技术准则、经济性准则和人机工程准则。同时，还应创立网络化、协同化、开放式工程机械产品创新设计理论与技术，研发具有3P分析(Productivity生产率分析、producibility可制造性、Predictability可预测性)和3E分析(Energy 能源分析、Enviroment环境分析、Ecollollly经济分析)的智能化设计与制造开发系统。

2.1 应用、开发新的动力能源

工程机械动力源大多为柴油机，在空气流通不畅的井巷和隧道施工中，各种有害气体和微粒的排放对环境污染更严重。绿色设计从根本上是倡导研制、开发新的清洁能源。如电动叉车，从环保角度看，明显优于内燃叉车。在成功研制体积小、电量足、行驶里程长、充电时间短、可靠性高的新型电池，掌握剩余电量显示等技术后，电力作为工程机械的动力源是发展方向，同时有广阔的应用前景。目前我国在纯电动汽车、燃料电池汽车和混合动力汽车的技术研发已取得突破性进展，已进人实施产品化工程(安全性、可靠性、耐久性、舒适性、降低成本)阶段。工程机械可以借鉴新能源在汽车研发方面的经验，花大力气去研究天然气、液化石油气和天然气一柴油混用的双燃料清洁能源在各种工程机械上的应用问题(包括改进发动机的某些结构，解决充气设施和相关技术等等)，解决污染严重且日益匾乏的燃油能源问题。

利用合同能源管理机制推进工程机械节能改造。工程机械是耗能大户，如何将节能、降耗落到实处?怎样尽快取得节能效益?工程机械行业要有明确的整体节能目标并将目标拆分到每个企业、各个型号规格的产品，同时更应加强“合同能源管理”这种新机制的推进，使节能工作尽快落到实处。合同能源管理机制的实质是:以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式。这种节能投资方式允许用户使用未来的节能收益为工厂和设备升级，以及降低目前的运行成本。

作为首次采用燃气动力的装载机由日本一家公司完成。该样机吨位等级相当于我国zL10型装载机，样机发动机功率为35.2kw，转速3000r/min,采用静液压驱动，四轮转向，湿式液压制动，机器行走速度为25km/h，整机质量为5.2t。样机已取得良好的阶段性成果。2.2 应用、研发绿色材料

材料是构成工程机械产品的基础，当前工程机械产品绿色化的一个重要发展方向是产品绿色材料的使用比重不断提高。绿色材料的采用对工程机械设备的性能、价格、特点及环境属性有直接的重要影响。例如:混凝土机械用的合金铸铁用高强尼龙替代，不仅延长使用寿命，还可减少噪声污染;滚动轴承采用氮化硅和碳化硅高陶瓷轴承，不但机械性能优于钢材料，而且耐高温、摩擦系数小、能量消耗少，是典型的绿色零件;采用具有高效吸附分离功能的绿色纤维材料(活性碳纤维、聚乙烯醇纤维等)，可以使空调或发动机冷却系统有效防蚀、防垢、防化学物污染等。选择工程机械绿色材料的主要原则包括:(1)材料本身性能的先进性;(2)材料与环境协调相容性，包括易加工、低毒害、污染小等;(3)尽量采用不加涂镀工艺的材料以及易回收、可再生、分解或降解的材料;(4)尽可能采用回收率较高的零部件和材料;(5)尽量减少所用材料种类、数量。选用新型减振材料，采用隔振性能好的各种弹性支承(包括发动机、驾驶室、坐椅的弹性支承等)，并从参数选择到具体的结构设计与布置，从提高产品的动态性能上加以综合考虑和进行科学设计，以尽可能提高驾驶、操作人员工作环境的舒适性。

利用电子消音器，通过电子仪器分析发动机排气噪声的波形结构，并产生一种与之相位差180的干扰声波，这种“抗噪声”与发动机排气的噪声相抵消，从而达到消声的目的。这种电子消音器还可用于消除发动机的基本噪声和驾驶室内的噪声。通过消音和隔离使工程机械驾驶室内噪声降低到70dB(A)以下。应用绿色制造工艺、回收与再制造 3.1 工程机械产品的绿色制造

绿色工程机械产品的工艺和制造应按ISO4000环境管理体系标准来规范和要求企业。工程机械产品在加工制造中应尽可能保护环境，减少施工对环境的影响。我国已通过的《清洁生产促进法》明确提出了“清洁生产”、“绿色机械”的概念，绿色制造是今后各行业发展必须遵循的原则，也是工程机械技术发展的重要课题和体现工程机械水平的重要标志。

随着工程机械技术的发展和社会进步，各类产品的更新换代和废弃速度加快，如何加以回收利用也是一大难题，工程机械的加工制造对环境的负面影响正逐渐引起各方面的充分注意。推广绿色制造工艺和先进技术势在必行，环境友好型和对用户及操作者友好型的绿色制造工艺将是未来工艺技术发展的趋势。

绿色制造过程也是工程机械绿色化中重要的一环。对环境的污染破坏中有一部分是在制造过程中产生的，所以当前采用绿色制造、清洁生产工艺，有效地利用能源和资源，产生最少的废物，并实现综合利用成为发展趋势。工程机械产品的绿色加工、制造工艺技术应以传统的工艺技术为基础，并结合材料科学、表面技术、控制技术等新技术的先进制造工艺技术。其目标就是对资源的合理利用，节约成本，降低对环境造成的污染。绿色的加工、制造工艺可划分为3种类型:节约资源工艺技术、节省能源工艺技术、环保型工艺技术。

绿色制造过程要求应用绿色加工设备、刀具和原材料，通过绿色加工工艺去实现。在机械加工中，许多工艺都可采用绿色制造技术，但其绿色程度可能有差异。例如:(1)机加工中干式切削、干式磨削都属绿色加工工艺，另外高速、超高速磨削、钻削也具有绿色属性，其共同点是节约了工时，提高了效率，减少了噪声，加工质量得以提高。(2)某些工艺的调整改进可增加其绿色属性，如无氰电镀、非氰化淬火等工艺。(3)为减轻零件重量、节约材料，可尽量采用锻造、压铸、粉末冶金等工艺。

对工程机械的整个制造生产过程实施测量及在线控制，10%保证质量及产品可靠性。同时，优化产品的全生命周期(hfecycle)，在产品设计、制造、维护及回收等方面都要对环境不产生负面影响。

3.2 工程机械产品的回收与再制造 工程机械绿色再制造应以优质、高效、节能、节材、环保为目标，以先进再制造技术和产业化生产为手段来修复、改造并以高新技术提升即将报废产品的一系列技术措施或工程活动。

工程机械回收与再制造交点是节能、资源利用最大化、环保的再制造技术，是集先进高能束技术、先进数控和计算机技术、CAD/CAM技术、先进材料技术、光电检测控制技术为一体的综合性技术。是企业发展的战略需要，同时整体提升工程械行业各机型的清洁化、节能化、人性化和绿色再制造的技术水平，有利于扩大产品出口，提高国际竞争力。

实施工程机械再制造的具体指标是:产品工作时间超过10000h或者满5年，能保证可以回收，以旧换新;回收价格不低于原价的50%;美国Cat公司现在已经按此销售策略运作。

实施再制造的具体措施是:对工程机械及其零部件的应用状况进行分析;对失效形式进行分类统计;采用样件试验分析和计算机模拟计算仿真2种形式对工程机械部件再制造性分析评测，确定其应用价值和可再制造性。建立再制造产品的质量评测与最终产品的性能保证体系。利用先进表面技术、微纳米涂层及微纳米减摩自修复材料和技术、修复热处理技术、再制造毛坯快速成形技术及过时产品的性能升级技术等再制造技术，确保再制造产品的使用质量和寿命。

工程机械主要应从发动机、传动系统、液压系统、工作装置等方面施实再制造。制定具体的零部件拆卸、清洗、回收处理方案、回收处理工艺、回收物流管理、失效预测、失效机理、寿命预测等再制造工艺流程。

工程机械的再制造工艺流程见图1。发展前景

绿色工程机械产品本身是一项庞大、复杂的系统工程，应按绿色产品的要求推广采用可行的成熟技术，进一步研发具有绿色理念的前瞻性相关技术。绿色技术在应用初期，相关经济成本可能高一些，但随着技术的不断完善和发展，其经济性会逐步改善，其综合影响和社会效益是不可低估的。废旧工程机械的再生利用也属于资源再生利用范围，并逐步得到法律的支持和社会的认同。目前，产品绿色化已成为世界进步和发展的必然潮流，绿色技术是解决资源和环境问题的最佳途径。工程机械面临绿色的挑战，理应顺应时代潮流，推广绿色技术，生产绿色产品，提高市场竞争力，使工程机械获得更大的发展。最近天津工程机械研究院与装备再制造技术国防科技重点实验室签署了国家“十一五”科技攻关项目“工程机械再制造技术的研究”。

石油机械绿色设计 篇6

关键词：石油机械绿色设计制造

石油机械的能耗和污染往往比较高，在石油机械工作过程之中，往往伴随着废水、废气、噪声等环境污染。同时，石油机械也是高能耗设备，同时由于石油机械的特殊结构，使得石油机械往往出现热辐射、泄漏等现象。因此，如何在石油机械中应用绿色和制造具有非常重要的意义。在我国石油机械设备生产行业中，在设备设计制造应用绿色制造和绿色设计理念，并没有得到高度重视 [1]。很多石油机械生产企业依然采用高投入、高能耗、高污染的发展模式。因此，如何在石油机械制造之中，降低能耗，提高设备的可用性具有非常重要的意义。

1.石油机械产品绿色制造的概念一般来说，石油机械产品绿色设计的基本内涵主要分为以下几个方面。

1.1.在石油机械产品的设计、制造、使用、淘汰全生命周期的过程之中。首先，应该对其环境资源属性进行考量，其次，才考虑产品的经济性。

1.2.在石油机械产品的产品设计阶段，就应该充分考虑到当产品淘汰时的机械产品的回收利用性和可拆性。

1.3.在石油机械产品的生产制造过程中，石油机械生产企业应该主动承担企业的责任，在产品设计制造的过程之中应该主动应用绿色环保技术，努力使企业成为资源友好性和环境友好型企业。

2.石油机械绿色设计与制造的实质与内容现阶段，我国石油机械的绿色设计包括以下几个方面。

2.1.注意生产石油机械原材料的选择在进行石油机械绿色设计过程中，应该对产品原材料的可回收性和绿色属性进行首要考虑。当产品回收时，如何回收和再生。材料的环境友好性和环境无害性是重点考量的因素。在产品的设计制造过程之中，应该注重对各类新材料的使用和研究，增加石油机械的绿色属性。例如：在当前的钢材领域，H型钢是新型材料，其材料力学性能好，且价格便宜。最为重要的是其具备良好的绿色属性，可以进行回收利用。这类钢材在建筑中应用很多，但是在机械设计之中应用较少。且良好的界面稳定性和力学性能非常适合机械设计中应用。因此，在石油机械设计之中，就应该大力推行这种类型的钢材。

2.2.控制废气、废水、废液的排放在石油机械的制造生产过程中，往往会有“三废”的产生。废料、废水、废气往往会产生较为严重的环境污染。石油机械生产企业应该努力通过技术改造，加大对废料、废水、废气的改造力度和回收力度，实现无污染排放的闭环生产设计。同时，石油机械生产企业管理部门，应该严格控制各类企业“三废”的排放和控制，企业的“三废”属性应该采用“一票否决制”。对于那些达不到排放标准的企业，应该进行强制性的关停。

2.3.减震除噪除尘，提高作业环境的清洁性

震动和粉尘往往是石油机械运行过程中常常出现的污染，这种污染对于设备使

用者具有较大的影响，因此，在石油机械的设计中选用噪声低的、传动效率高的传动机构或部件，选择那些减震效果好的材料。同时，在石油机械的设计制造过程之中，应该采用优化结构设计，在易产生振动的部件采用各种隔振性能好的各种弹性支承，提高石油机械的动态性能。此外，还应该积极采用消音器、隔振和吸音的措施，这样可以降低石油机械的震动性能。而对于石油机械运转过程之中的灰尘，往往会产生很大的影响，且这也是石油机械运行过程之中令人较为头疼的问题。具体在石油机械设计生产过程之中，往往采用吸尘和密封处理的方

法，减少粉尘造成的环境影响。

2.4.防止泄漏发生，提高密封技术

石油机械机构的润滑和传动都需要润滑油，泄漏现象是普遍存在。润滑油的泄漏往往会产生以下两个方面的影响。首先，润滑油往往会产生较大的环境污染，且润滑油的泄漏也是一种较大的资源浪费。其次，润滑油的缺失也往往是石油机械润滑不良，加剧石油机械机械部件的磨损，无形中降低石油机械的使用寿命。因此，在石油机械的设计制造中，应该选择性能优良、可高的密封技术，有效降低石油机械的泄漏率。同时，也应该制定专门的设备维护制度，提高石油机械的日常维护水平，及时发现石油机械润滑油的泄漏，降低润滑油的

2.5.可拆卸回收设计

面向拆卸回收的设计是一种使产品最容易拆卸并能从材料回收和零件重新使用中获得最高利润的设计方法学。主要研究如何设计产品才能高效率、低成本地进行部件、零件的拆卸以及材料的分类拆卸， 以便重新使用和回收。石油机械面向拆卸回收设计应遵循以下基本准则：

2.5.1.拆卸工作量最少在实现功能和性能的同时， 尽量简化产品结构和外形， 减少零件材料种类，选用相容性好的材料， 便于一起回收利用。

2.5.2.易于拆卸分离尽量采用简单的连接方式， 减少紧固件数量和类型， 使拆卸过程简单。尽量减少零件表面的二次加工， 如油漆、电镀等。石油机械品种很多， 但是产量较小， 应该尽量采用模块化设计和成组技术， 尽量采用标准零部件和标准连接紧定方式， 减少零件数量。

2.5.3.产品结构的可预测性为了减少产品报废时其结构的不确定性（ 如严重腐蚀、磨损等） ， 设计应尽量避免将易老化或易腐蚀的材料与需要拆卸回收的材料紧密组合。例如， 齿轮泵中齿轮与轴联接可采用多面轴， 减少高速旋转中产生的噪声和振动， 而且因取消了键联接， 结构简单， 易于装配和拆卸。

3.结语

绿色设计是落实可持续发展战略和可持续制造技术的关键环节。本文探讨了石油机械绿色设计的内容， 并初步分析了石油机械绿色设计综合评价体系， 只是一些基础性工作， 还需要对各种石油机械进行深入详尽的分析研究， 建立完善的石油机械绿色设计数据库， 才能把绿色设计真正应用到石油机械行业中。

参考文献

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基于绿色设计理念的机械优化设计 篇7

机械行业是社会发展过程中的一个重要方面, 也是衡量一个国家综合实力的主要方面。机械设计制造作为一个系统的流程, 其中设计理念以及其中的各个设计环节直接关系到机械产品的整体性能。机械设计是对产品的后续生产、对机械结构、机械材料以及运动原理进行综合考虑和研究, 从而使机械产品满足使用功能的要求。然而, 由于传统机械制造业存在着高污染、高能源消耗等方面的问题, 为了实现机械行业的可持续发展, 转变机械行业粗放型的发展模式, 就必须对机械设计理念进行改革, 从本源上满足绿色发展、可持续发展的要求。因此, 将绿色设计理念充分贯彻到机械设计过程中, 实现机械材料、机械结构以及机械性能的优化设计意义重大。

2 绿色设计理念分析

2.1 绿色设计理念的概述

绿色设计的发展时间还比较短, 但是已经得到全社会的广泛关注, 并且已经在众多行业中得到应用。绿色设计是将产品设计、制造以及使用过程中的环境影响放在首要的位置, 并且将其作为产品设计的主要依据, 对产品性能、质量以及使用寿命等物理性能进行设计[1]。绿色设计理念始终贯彻环境保护、资源节约的要求, 坚持绿色环保, 是对可持续发展理念进一步发展的产物, 是一种全新的产品设计理念。绿色设计理念不仅仅包括产品的功能、使用寿命, 它还充分考虑了产品设计、制造、使用过程中对环境的影响, 并且对机械产品回收也进行了充分地考虑, 以实现产品的绿色循环。

2.2 绿色设计与传统设计的区别性分析

传统的产品设计主要考虑的是产品的成本、功能、质量以及使用寿命等因素, 基本上没有考虑产品在制造、使用过程中对生态环境的影响。以传统设计理念为根本的产品, 使用寿命终结后回收率较低, 并且基本上都会产生较大的浪费和污染。绿色设计理念与传统的设计理念有很大的不同, 在产品设计之初就已经充分考虑了产品的能源消耗、环境保护以及回收利用等问题, 它对传统的设计理念进一步深化、扩展, 使其满足科学发展、可持续发展的要求。对当今社会而言, 环境污染、生态恶化等问题已经威胁到人们的生存发展, 各行业都应该采取积极的措施, 保护和改善人们的生态环境。因此对于机械产品而言, 就应该从设计阶段将环境和资源因素加入其中, 改变原来单一化的设计理念, 采用多方位、全面化的发展理念。因此绿色设计理念需要考虑的因素, 既包括传统理念需要考虑的产品功能、产品成本以及产品的使用寿命, 还要考虑产品的环境影响。绿色设计与传统设计对比如图1所示。

产品设计是为了满足某项生产需求而出现的, 因此, 功能性一直是产品设计的基础, 无论是在传统设计还是绿色设计中都占据首要位置。而环境因素融入产品设计中, 充分考虑了产品在制造和使用过程中对环境的影响, 从源头上提高产品的环保性能, 减少对环境的破坏。产品设计的成本也是产品设计的基本内容, 并且直接关系到产品的盈利能力以及市场适用性, 如果产品成本过高, 该项设计的实用性将会大打折扣, 产品设计缺乏科学性, 因此, 在产品设计的过程中一定要充分考虑产品的成本以及使用寿命。

目前, 人们将绿色设计理念称为生态设计理念、自然设计理念等, 主要是通过资源的重复利用、回收等减少资源的消耗, 实现对生态资源的保护[2]。因此, 在机械产品的设计过程中, 主张机械产品的回收利用, 从而减少资源的浪费, 实现可持续发展。并且绿色设计理念还要求在设计的过程中要对市场进行充分地调研, 然后再依据产品的性能要求构思设计方案。同时要严格审查设计方案和图纸, 使绿色设计理念充分地体现其中, 践行可持续发展。

3 机械设计中绿色理念的应用分析

3.1 绿色理念在机械设计准备阶段的应用

机械设计是一个系统性的工程体系, 为了设计出满意的机械产品, 必须做好准备工作, 为后续工作的开展奠定基础。机械产品前期的准备工作主要就是设计方案的制定, 直接指导后续产品的设计流程。在机械设计过程中引入绿色设计理念, 也就是在机械产品先进设计理念和先进设计技术的基础上, 充分考虑自然因素、生态因素等方面, 以实现可持续发展为基础原则。基于绿色设计理念的机械设计在满足产品使用性、经济性的基础上, 还赋予它生态环保性。

为了达到机械产品设计的绿色要求, 在设计准备阶段可以从以下几方面入手。 (1) 提高对机械产品设计成本的分析。为了能够充分回收机械产品, 必须在机械产品设计之前就做好产品回收问题的准备工作, 从而保证设计方案的合理性。因此, 在产品设计之前必须做好产品污染物处理成本以及产品回收成本的分析, 保证设计方案的经济性要求。 (2) 建立数字化管理系统, 并且利用先进的数据技术构建一个先进的数据库系统, 为设计工作的正式开展提供可靠和海量的数据资源。通过绿色数据的构建, 既方便了设计人员进行数据存储, 也有利于数据资源的分析和处理, 从而对涉及的参数进行优化, 为设计工作提供坚实的数据基础。

3.2 绿色设计材料的选用

绿色设计的应用基础就是机械设计制造当中选择绿色环保节约型的材料。在机械设计制造时, 在材料的选择上, 最主要的是要考虑材料选择对环境造成的影响, 是否能够回收利用。同时考虑到材料的经济性、安全性以及材料之间的兼容性, 实现产品功能的加强和对环境的保护。机械行业在对机械进行设计时, 要保障选择的材料能够符合产品基本的功能需求, 保证材料的实用性, 材料的抗冲击性、耐高温性和防腐蚀性等基本性能。对有毒和危害人体健康的材料要进行去除, 安排专业的人员对材料的性能进行审核, 在进行机械制造时, 做好对废旧材料的利用和处理工作。

3.3 绿色理念在机械设计实施方案中的应用

在当前绿色设计理念的应用中, 其方案的设计和技术有很多种, 一般包括3种设计方案, 即模块化设计、生命周期设计和拆卸设计。其中, 模块化设计指的是产品的模块在进行重新组合时, 能够形成新的系统, 主要体现在产品构件的功能上, 不仅能够提高产品在废旧后零部件的回收利用率, 还能有效地对产品的结构进行替换、更新。生命周期设计体现在产品的性能方面, 降低产品的成本要求和强化环境保护等方面, 在这之中包括产品的回收利用、产品的更新替换、污染物的处理等问题。可拆卸设计是指产品能够进行有规律的拆卸工作, 实现对产品性能的维护和管理, 使产品可以设计改装。

4 绿色设计理念对机械设计的优化分析

4.1 优化机械设计原料的选择

在绿色设计理念的指导下, 要求机械产品涉及的原材料基本上符合可回收再利用的要求, 其中环保材料是其最理想的材料。机械产品必定会涉及较多的金属材料, 这是无可避免的, 但是在这些材料的选取过程中尽量减少放射性、毒性、刺激环境的材料的使用, 并且为了减少原材料的回收成本, 尽量减少原材料的使用种类。

4.2 对机械设计结构进行优化

在绿色理念的指导下, 机械产品需满足回收利用、易于拆卸的要求, 因此在机械产品设计之初就应该充分考虑其组织结构, 并且优化组织结构使其更好地满足拆卸、回收的要求[2]。机械产品的组织结构是机械产品设计优劣的主要依据, 也是机械产品使用寿命完结后可拆卸、回收的前提条件, 并且在机械产品设计中更加注重产品总体结构的可回收性研究。

4.3 优化产品生产成本

原材料一直是机械产品生产成本支出的主要项目, 直接关系到机械产品的生产效益。将绿色设计理念引入到机械产品设计中, 在保证产品设计质量的前提下, 选取无污染、可以回收再利用的原材料, 实现持续化生产, 这样既有利于减少资源的消耗, 也降低了生产成本的支出;并且在机械产品设计的过程中优化原材料的种类, 从而可以减少对原材料处理的费用, 达到优化成本的目的。

5 机械设计实现绿色化发展的思考

目前, 绿色理念在机械设计过程中并没有得到充分地应用, 其效能没有得到充分发挥。对机械产品设计理念的变革, 不能单纯地依赖于个人或者某个企业, 而是需要全社会的共同参与。对国家而言, 需要加大对绿色设计理念的宣传, 并且制定一系列扶持政策, 提高机械行业转变设计理念的积极性, 在科技、资金以及政策上予以倾斜, 促进机械产品绿色化发展。

6 结语

综上所述, 将绿色设计理念引入到机械设计中具有重要的现实意义, 不仅有利于提高产品的科技含量, 实现产品的回收再利用, 为机械行业创造更多的经济效益, 还有利于保护环境, 减少生态资源的消耗, 符合社会可持续发展的要求。

参考文献

【1】何望, 王宏.机械设计中绿色理念的渗透[J].知识经济, 2012 (24) :102-102.

基于用户研究的产品绿色设计 篇8

关键词：用户研究,需求,产品绿色设计

一、用户研究概述

(一) 用户研究的定义

用户研究是近年来欧美设计界兴起的一股新思潮。它从产品用户的角度出发, 体现了一个过程概念。作为“用户中心”产品设计流程中的首步。用户研究通过焦点小组, 用户访谈等各种方法, 充分了解产品用户, 将他们的需求、态度、评价等依据及时提供给设计师和企业, 来有效提升产品体验的水平并帮助企业做出正确定位。

(二) 用户研究的目的

用户研究的目的是帮助企业了解用户, 定义产品的目标用户群, 明确目标用户需求、细化产品概念, 并通过对用户的任务操作特性、知觉特征、认知心理等特征的研究, 将用户的实际需求作为产品设计的客观依据和导向, 使设计的产品能更好地让用户使用, 在提高用户体验的同时, 加强用户对产品的黏性与满意度并能够适时的引导用户。

(三) 用户研究的内容

用户研究的内容包括:用户群特征, 产品功能架构, 用户任务模型和心理模型, 用户角色的设定, 用户体验等等。从用户的基本情况到用户的潜在心理都是我们研究的对象。我们要研究他们的生活模式、价值观取向、周边的生存环境, 甚至连他们平日使用的产品、家居摆设、喜欢的业余活动、待人接物的态度等都属于我们研究的内容。

(四) 用户研究的方法

对用户进行研究时, 应当从用户角度出发, 有以下几种研究方法:人种志、用户访谈、现场调查、问卷调查、卡片分类法、人物角色、日记/笔记研究、可用性测试、参与式设计、焦点小组等研究方法。人种志、用户访谈、问卷调查、卡片分类法、人物角色、日记/笔记研究等方法在产品开发初期开展比较合适, 可用性测试、参与式设计、焦点小组方法可以贯穿整个产品开发周期。

二、用户研究体验的设计意义与产品设计的发展趋势

(一) 用户研究体验的设计意义

未来市场是一个“用户中心”的市场, 所以用户研究在产品设计过程中起着特别重要的作用。人的习惯是不容易改变的, 正所谓“江山易改本性难移”, 要通过详细的用户研究之后, 才能对市场及目标人群做出准确的定位, 为产品设计提供符合用户需求的数据。这不仅仅是对消费者负责, 也是对市场、对企业负责。只有经过深入连贯的用户研究, 设计师或是企业才能推出符合用户需求, 市场定位准确且具有自身特色的产品, 并有利于自身产品的不断发展和创新。对用户而言, 用户研究也使产品更加贴近他们的真实需求。

(二) 产品设计现状及发展趋势

随着20世纪70年代“能源危机”的爆发, 越来越多的产品设计师开始从更深层面上探索工业设计与人类可持续发展的关系, 力图通过设计活动, 寻求一种人—社会—环境间的协调发展机制, 这就是产品绿色设计的理念。这不仅是一种单纯的设计流派, 更多的体现了设计师道德和社会责任心的回归, 也是工业设计史上的一次重大变革。如今, 产品绿色设计的概念显然已成为全球工业设计发展的主要趋势之一。产品绿色设计与传统设计方法不同, 它贯穿产品生命周期的各个阶段, 实现了产品“从摇篮到再现”的过程。它以节材、节能、降耗、环保、资源循环利用为宗旨, 提出了面向环境、面向能源、面向材料的新设计思路和方法, 强调资源的高效和可持续的循环利用。

三、基于用户研究的产品绿色设计

(一) 用户研究与绿色设计的融合趋势

随着环保问题的日益凸显和绿色设计知识的普及, 客户需求已不再局限于传统的功能和技术方面, 环境保护、绿色性能方面的需求也逐渐受到广大客户的重视。所以在产品设计中, 应该充分重视客户的这些特殊需求, 同用户达成绿色设计理念的共鸣, 采取合理的方法解决由绿色性能的特殊性所引发的问题与冲突。这一过程应贯穿用户研究、用户需求向技术特性的转换、技术特性的工程实现等不同阶段。在产品绿色设计初始阶段, 将用户研究理念引入其中, 将成为产品绿色设计的必然趋势。

(二) 产品用户研究促进环境与经济发展的平衡

时代的发展, 使用户对产品的需求和认知成为未来产品设计导向的重要因素之一, 因此未来的产品绿色设计更加强调“以人为本”。我们需要将用户研究引入到绿色设计中, 把洞察及满足用户需求作为提升产品市场竞争力的方法。在用户研究的过程中, 我们应当着力研究用户的需求, 包括他们的生理及心理需求, 因此我们设计出的绿色产品不仅能够实现产品的理性价值, 更应该突出的是它们的感性价值, 而这种价值将远远大于产品本身, 从而使企业在市场上立于不败之地。另外, “绿色”本身就可作为产品用户研究的主题, 在研究用户的同时, 引导用户的绿色需求, 刺激用户的消费动机, 让消费者更愿意去使用绿色产品, 主动实现环境与社会经济间的良性循环。

(三) 绿色体验的营造

用户研究将用户的参与融入到设计当中, 把研究过程作为一种媒介, 将用户与设计联系到一起。因此, 它需要将用户研究作为激发用户绿色环保意识的“导向标”, 以用户为中心创造能够使用户乐于参与和消费使用的绿色产品。如何实现绿色产品中的体验呢?首先, 主题是体验的灵魂, 只有为产品赋予绿色主题才能构成绿色体验;其次, 由于体验是人受外界影响而产生的切身感受, 就需要寻找引发用户绿色意识的客体元素, 而这种由客体所引发的情感共鸣需要建立在他们原有的经历与认知上, 通过分析当前生态发展观下的社会意识形态, 以及人们对绿色文化的理解程度, 在理念的表达上使用户找到符合自身的表达物;最后, 就产品的形式和功能, 只有体现出切实、生动、深刻的主题, 才更容易被用户所接纳, 从而最大程度地通过体验来传达绿色设计的人文关怀并激发用户的环保意识及绿色消费。2007年, 中国为遏制“白色污染”而推出了“限塑令”。布袋和纸袋成为了塑料袋的替代性产品, 但在此令颁布实施初期, 人们长久以来养成的使用和消费习惯一时无法改变, 环保袋也只能够被强制推广。而在英国, 由Hind march推出的一款叫做“I am not plastic bag”的全棉环保袋, 却在世界各地掀起了一阵购买热潮, 其售价从开始的5英镑, 一路飙升到将近60英镑, 成功的在市场中突围。这款帆布包如此畅销, 与设计中对用户的研究分析有着密不可分的关系。虽然它只是一个普通的帆布袋, 但设计师却为其取了一个不普通的名字:“我不是塑料袋”, 如此一来不仅使产品彰显了自身的绿色本质, 同时也明确了产品的体验主题。人们所购买的不再只是一个简单的环保袋, 而是充当个人形象和价值观的象征物。

(四) 富于教育特性的未来产品绿色设计

社会经济的快速发展, 使我们正迎来一个“物质”与“非物质”并行的社会, 未来绿色产品的功能和设计重心也相应发生了转移, 不仅只局限于节能与环保, 设计师更需要考虑产品对用户情感的影响及绿色意识的正面引导。应当强调的是, 用户研究是连接绿色产品“物质”和“非物质”的有效工具, 在绿色设计的过程中我们可以运用用户研究的这种特性, 实现人与产品间的互动, 在产品的物质和精神层面都体现“绿色”。这种用绿色产品影响人们意识, 引导用户绿色生活的特性称为产品绿色设计的教育特性。基于此, 我们可以在用户研究的过程中不断营造难忘的绿色体验, 为用户树立正确的绿色生活观;此外由于科学技术的迅猛发展, 用户研究的形式也将随之不断丰富扩展, 更多新的研究、体验方式融入到产品绿色设计当中, 从而呈献给用户更多、更生动的绿色产品。像在Nagoya Design do 2006设计大赛中获得银奖的作品“I save”。这是一个提示人们节约用水的环保水龙头, 它用数字符号夸张显示出使用者的用水量, 其目的在于提醒人们控制用水量。在用户研究中, 产品绿色设计的教育性通过用户的体验, 间接刺激和引导用户的感官和行为。让用户产生对绿色生活的责任感, 反思自我行为, 从而将消费需求上升到绿色产品的高度, 最终实现个体用户带动群体, 群体用户推动社会, 从而实现全人类绿色生活的良性循环。

四、结论

21世纪是一个生活中充满设计的时代。设计将面临形形色色的用户群体, 且随着人们消费心理的逐渐成熟, 市场竞争进入了白热化阶段。同时, 产品绿色设计的思想也已成为目前设计研究的热点之一。在这种形势下, 基于用户研究的产品绿色设计理念对满足用户需求, 增强企业市场竞争力及促进环境与经济的协调发展具有重要的意义和实用价值。

参考文献

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轻工机械的绿色设计研究 篇9

关键词：绿色设计,轻工机械,机械设计研发,绿色产品

绿色设计主要是在二十世纪八十年代末期在国际上出现的一种设计潮流, 这不仅反映了人们对科学技术发展的渴求, 也反映出人们对环境破坏的反思, 而且还能够体现出社会道德的发展。在轻工机械生产中使用绿色设计, 不仅能够促进轻工机械生产的发展, 还能够为国家建设资源型社会贡献力量。

1 关于绿色设计的概述

1.1 绿色设计的含义

绿色设计 (生态设计、环境设计) 是指在产品及其寿命周期全过程的设计中, 要充分的考虑对资源和环境的影响, 在考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时, 要优化各种相关因素, 使得产品及其制造过程中对环境的总体影响减到最小, 使得产品的各项指标符合绿色环保的要求。

1.2 绿色设计的特点

1.2.1 设计目标特征。

绿色设计的设计目标除了要考虑产品的功能、性能、质量、成本等因素, 还要考虑产品在制造、销售、使用及报废之后对环境的影响, 运用环境评价准则约束制造、装配、拆卸、回收等设计过程, 使之拥有良好的经济性和环保性。

1.2.2 设计方法特征。

绿色设计的方法中除了传统常规的设计方法之外, 还有模块设计、可回收设计、拆卸设计等创新型的设计方法。

1.2.3 设计程序特征。

绿色设计的程序是系统化的并行闭环设计, 包括环境规章评价、环境污染鉴别、环境问题的提出、较少污染、满足用户要求的替代方案、替代方案的技术和商业评估等。

2 绿色设计的方法和关键技术

2.1 绿色设计的方法

2.1.1 并行工程设计。

并行工程设计就是充分利用并行工程的技术, 全面考虑产品在绿色设计过程中的各种各样的因素, 在设计的各个环节中随时随地进行信息交流与反馈, 从而实现绿色设计的最终目标。

2.1.2 生命周期设计。

生命周期设计 (生态设计) 是从产品性能、环境保护、经济可行性的角度, 考虑产品开发全生命周期 (包括产品设计、原材料的提取、产品的制造、包装、销售和使用、用后的回收与处置全过程) 的污染预防要求, 多级使用资源与能源, 以降低产品生产和消费过程对环境的影响, 确保满足产品的绿色属性要求。

2.1.3 模块化设计。

模块化设计是指将产品的某些要素组合在一起, 构成一个具有特定功能的子系统, 将这个子系统作为通用性的模块与其他产品要素进行多种组合, 构成新的系统, 产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列产品。

2.2 绿色设计的关键技术

2.2.1 绿色产品的结构设计。

科学的结构设计能够使轻工机械产品质量更好, 所以我们除了要考虑产品的基本功能, 还应该考虑产品结构是否符合相关标准, 尽可能实现易回收性、易拆卸性等方面。在产品的拆卸过程中, 应该采用容易拆卸的连接方法, 这样能够更加方便对产品的回收利用, 回收式实现废物利用的基本途径。我们应该具体的研究以下几个方面, 一是产品的拆卸方法;二是不断完善拆卸的指标体系;三是零部件的分类编码和系统识别。

2.2.2 绿色产品的材料选择。

生产原料的选择直接关系到绿色产品的生产质量。所以我们应该加强对材料选择方面的管理, 首先应该区分有害材料和无害材料, 而且要分别存放, 然后对于已经达到使用期限的产品应该对能回收部分进行利用, 对于不能回收的部分应该采用相应的措施进行降解, 避免对环境造成破坏。为了减少生产对环境的破坏, 我们应该积极地创新可降解材料, 开发使用天然材料。在材料的选择上我们应该遵循几个原则, 一是材料是否对环境能造成影响;二是材料是否符合经济性原则;三是材料和生产的产品是否符合。

2.2.3 绿色产品的工艺程序。

绿色产品的生产需要遵照一定的工艺程序。在进行设计的过程中, 应该重视产品生产的工艺流程, 对生产过程中产生的废弃物合理利用, 进而实现生产过程的零排放, 实现清洁生产。

2.2.4 绿色产品的资源性能。

在进行轻工机械生产时应该考虑产品对资源的影响。一方面, 不同的轻工机械产品对环境的影响是不同的, 所以在设计的时候, 我们应该根据产品自身的特点, 找到和环境相适应的最佳生产方法。例如生产冰箱的时候, 不应该使用制冷剂, 尽量减少磷化过程中可能产生的对环境有影响的物质, 减少噪音的产生;另一方面, 我们应该研究生产过程中的资源消耗量, 这样能够实现资源的合理化分配。

2.2.5 绿色产品的环境成本。

轻工机械中的绿色设计所要进行的环境成本与社会成本的评估包括:环境污染的治理成本、废弃物的回收成本、人体健康受到损坏的医疗成本。

2.2.6 绿色产品的数据库建立。

在绿色设计的整个过程中, 要注意对数据的收集与分析, 其包括材料的性能数据、能源利用利用和环境负荷数据、量化评级标准、计算机辅助工具等。

3 绿色设计技术在轻工机械中的发展前景

3.1 提升轻工机械产品的竞争力和企业实力

所谓的绿色设计就是在保证产品生产质量、功能满足相关规定的技术上, 利用科学的管理方式和先进的生产技术提高产品的生产质量, 进而达到资源的优化配置, 降低生产成本, 提高经济效益。使用绿色设计能够很大程度上实现对产品的回收再利用, 使环境不受污染, 进一步提升企业的竞争能力, 创造更多的经济效益, 保证企业能够健康稳定的向前发展。

3.2 减轻企业在发展过程中的环境风险与压力

随着我国社会建设的不断发展, 建立资源型社会的已经成为了各行各业的新目标。当前有很多轻工业为我国经济的发展做出了巨大贡献, 但是对环境造成了严重污染, 我们必须对这些企业使用绿色设计。如果不采用这种技术, 就有可能导致这些企业经济效益下降, 甚至被社会所淘汰, 进而影响整个社会经济秩序。所以, 在轻工机械生产中使用绿色设计, 能够实现清洁生产, 进而创造一个健康、高效的生产环境。

创新是企业发展的动力, 在轻工机械生产中应用绿色设计, 不仅能够创新企业的生产工艺, 提高产品质量, 还能够提高企业的竞争力, 促进企业的快速发展, 为轻工机械企业的健康生产注入活力, 进而提高企业的经济效益。

4 结束语

综上所述, 在轻工机械设计中广泛应用绿色设计, 这不仅是时代的进步、也是人们环保意识的增强, 对绿色产品的需求。当前的人们已经认识到绿色产品对我国社会经济发展的重要作用, 这也是人与自然和谐相处的表现。对于生产企业来说, 在轻工机械生产中使用绿色设计, 不仅能够降低生产成本, 而且还能够降低噪声污染, 提高企业的生产效率, 使企业获得更多的收益。

参考文献

[1]谢继红, 张秀锦.轻工机械的绿色设计分析[J].轻工机械, 2008, (2) .

[2]丁涛, 王芳.面向机械产品全生命周期的并行式绿色设计研究[J].轻工机械, 2009, (1) .

[3]刘光复, 刘学平, 刘志峰.绿色设计的体系结构及实施策略[J].中国机械工程, 2009, (9) .

[4]苏纯, 陈志伟.绿色设计在机械产品设计中的应用[J].中国制造业信息化, 2008, (7) .

重型机械轴承绿色设计的探讨 篇10

文中对重型机械轴承的绿色设计的理解及在轴承制造应用中的问题进行了简单论述,以期探讨更优、更先进的设计理念,共同促进重型机械轴承工业绿色设计理念的推广,更多地节约工业资源、社会资源。

1 重型机械轴承材料的选择与管理

1.1 套圈和滚动体材料的选择

根据不同的轴承使用工况,合理地选择轴承用材,并考虑工艺性和周期性以节约主机和生产成本。一般情况下,轴承钢成本偏低,周期较短;渗碳钢成本偏高,周期略长。

根据淬透性选择:套圈制造所用材料通常采用高碳铬轴承钢,其为整体淬火钢,表层和心部均可硬化。对于截面较小的轴承套圈和滚动体可采用GCr15,对于截面较大的轴承套圈和滚动体宜采用淬透性好的GCr15SiMn。

根据轴承承受冲击载荷情况选择:对无冲击或冲击载荷不大的套圈和滚动体,可以选用GCr15SiMn;对承受冲击载荷的大型、特大型的套圈和滚动体可以选择渗碳轴承钢。渗碳轴承钢是在铬钼钢、铬镍钼钢或铬锰钼钢等材料表层一定深度内进行渗碳,使其具有致密的组织并形成硬化层,而中心部位硬度较低,有良好的心部冲击韧度,其使用性能很好,轴承寿命计算与高碳铬轴承钢相同。

根据轴承使用温度选择:高温下工作的轴承采用耐热性好的高温轴承钢制造。

根据轴承工作接触介质选择:接触腐蚀媒介的轴承采用不锈轴承钢制造。

根据轴承可靠性选择:轴承钢的清洁度,非金属夹杂物含量低,含氧量低,轴承疲劳寿命越高。一般情况下选择真空脱气或真空重熔钢均可满足要求。对于高可靠性的轴承应选择电渣重熔钢。

根据材料的成本和制造周期选择:轴承钢制造的套圈和滚动体成本相对较低,制造周期相对较短;渗碳轴承钢成本稍高,制造周期稍长。合金结构钢如42CrMo、50Mn等成本较低。

1.2 轴承保持架材料的选择

钢板成本较低,而铜材价格较高,选择时要综合考虑轴承使用环境确定。

各种冲压保持架多用10钢板和黄铜板材,车制实体保持架用材多为30钢、黄铜HPb59-1、青铜QAL10-3-1.5、铝ZL102及酚醛层压布管等,此外还有粉末冶金及尼龙66等。

2 重型机械轴承产品可拆卸性的设计

重型轴承产品多数外形尺寸较大,有些轴承产品有几吨重。轴承生产装配难度大、造价高,有的多达几十万元。因此轴承在设计初期应考虑轴承装卸方便的需求。可以综合考虑以下几个方面:

(1)考虑轴承装卸方便:重型轴承的装配和安装很多时候要用叉车、天车、吊车等,人力成本支出也相对较大,因此在轴承的结构设计上务必要考虑轴承装配和安装时的吊装孔、安装孔或安装螺孔等设计,要与轴承安装机体位置配合;轴承使用中由于维护的需要,应方便拆卸以节约成本,在结构上要考虑螺纹孔、销孔、滚动体的退卸缺口等设计;

(2)考虑轴承制造或装配的工艺结构:如轴承与套圈配合便于装配的径向填装口、安装滚动体的缺口、安装弹性挡圈的工艺孔等;

(3)考虑轴承零件结构强度:如安装螺栓孔的强度校核等。

3 重型机械轴承产品的可回收性设计

重型机械中的轴承耗材大,造价高。重型轴承如果能够回收或者重新修复利用,将为企业节约大量的资金。近年来,国外的轴承厂家如Timken在重型轴承的修复上已捷足先登,该公司为宝钢修复的四列圆锥滚子轴承已获得认可。虽然国内轴承制造业也一直做这方面的工作,但还欠缺专业的管理以及专业的修复研究分析人员。

重型轴承产品的回收和修复通常包括:回收轴承的磨损分析、清洗、拆套、零件检验、重新设计计算选配尺寸、修磨或更换内、外圈、滚动体重新制造或重新修磨、滚动体更换、更换保持架或修复保持架、游隙或装配高检查调整、成品检验、重新清洗涂油包装等全面检查。由于重型轴承制造周期较长,因轴承损坏造成的停机停线损失重大,虽然轴承修复的价格也较高,但对重型轴承来说,某些类型的轴承修复是可行的。

重型轴承的包装和防护所用材料有木箱、防锈油、塑料布、集装箱、泡沫塑料等,在产品被主机安装后留下了很多废料,其中不乏可回收的材料,这些多数轴承厂家未曾回收,而主机厂也是作为垃圾处理,由此造成很大的资源浪费。

随着材料技术的发展,新型环保的复合包装材料研发也已经取得成效,如木塑复合材料、纸浆模塑复合材料、可降解的生物包装材料等的应用,将会更有效地起到防护、减重的目的,包装材料的成本也大幅降低,回收的包装还可以再利用。

4 重型机械轴承产品的主要成本分析

重型轴承产品成本较高,通常有以下特点:轴承原材料消耗大;轴承制造过程消耗大:噪声、切削液、冷却液、废气、废水对环境的污染大,由此产生很多附加费用;轴承维护费用巨大。

目前我国重型轴承的锻件多数“肥头大耳”,材料利用率约45%～65%。而先进的设备和工艺能够节约材料,如中国重型机械研究所研制的世界最大的自由锻造油压机、二重研制的特大型真空铸锭、宝钢批量生产的特大型管坯等。随着锻造设备和锻造工艺水平的提高,重型轴承的原材料消耗会减少很多。

在轴承制造企业中,每年用于噪声、废气、废液方面的环境改善以及污染处理的费用,随着产量的逐年增加,如果在制造中推广应用先进的切削工具、先进的切削技术,以及多效能切削液、水溶性环保切削液等,在使用时根据加工方法选择合适的切削液,可以减少和降低切削液、冷却液的消耗,减少废液的排放,既能保护环境资源,也能为企业减少支出,提升利润空间。

对主机企业来说。重型轴承使用中的维护耗费了企业大量的资金。资料表明,60%以上的设备故障是由于润滑不良造成。在重型轴承的维护上可以采取以下措施进行维护,严格制度,以达到事半功倍的效果:

(1)轴承安装后应定时对轴承进行听查和测量其工作温度;

(2)在轴承静止状态中检查或进行润滑油脂的分析;

(3)及时按照操作规程对轴承进行再润滑;

(4)每隔3-12个月彻底检查轴承一次;

(5)拆卸后的轴承认真检查滚道的磨损,建历史记录卡;

(6)暂时不用的轴承要涂油润滑、包装、贮存在适当地方;

(7)在轴承的运转过程中增加轴承的监测设施,预防在先,及早发现问题,避免更大的损失。

5 重型机械轴承产品设计数据库

重载轴承在产品设计时多是针对性的设计,内部尺寸存在较大的差异。这不利于轴承的标准化和轴承数据库的建立。在重型轴承产品设计初期,要建立产品系列化和模块化的概念,对零件进行的设计中尽量避免零件的重复设计,在满足设计需求的条件下,相同、相似尺寸轴承零件参数尽可能统一标准,这样可以减少生产环节中工艺装备、工装、夹具、量具的重复制造,降低制造费用。在设计产品和工艺时,对相同类型的轴承编制数据库和模块,采用数据共享等措施,有效减少重复设计。

如果考虑提高正常废弃产品中重新制造零件的比例,可以通过优化分析数据设定最大和最小的安全尺寸,提高再制造的可能性,最大限度地节约成本。

摘要：机械行业的绿色设计关系着工业振兴和工业资源的节约和保护。随着国家重型机械的发展,作为基础备件的重型轴承的绿色设计也是行业关心的问题,对重型机械轴承绿色设计的理解从几个方面进行了探讨:轴承材料的选择与管理;轴承产品可拆卸性设计;轴承产品的可回收性设计;轴承产品的成本分析;轴承产品设计数据库。文中介绍了重型机械轴承目前的现状和未来的预想,给出了建设性的意见。

关键词：重型机械,轴承,绿色设计

参考文献

[1]刘志峰,刘光复.绿色设计[M].北京:机械工业出版社,1999.

[2]朱旭.轴承修复:宝钢集团轴承供货新选择[J].工业设计,2008(10):36-37.

机械产品的绿色设计 篇11

摘 要：在可持续发展战略要求下，绿色已逐渐成为社会发展的主题，而绿色设计理念符合我国可持续发展战略的要求，在机械设计制造中应用绿色设计理念可以实现绿色生产、绿色制造，促进经济的可持续发展。机械设计制作行业在我国现代社会经济发展过程中有着重要的作用，在机械设计制造中应用绿色设计理念，可以实现机械制造的绿色化发展，生产出绿色化的产品。该文就绿色设计理念在机械设计制造中的应用进行了相关分析。

关键词：绿色设计理念 机械设计制造 应用

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）05（b）-0051-02

随着人们生活水平的提高，人们的环保意识也在不断提高，对绿色产品的需求也越来越大。而机械制造行业作为我国社会发展的一部分，要想生产出符合大众需求的产品，就应当认识到绿色设计的重要性。就当前机械制造行业来看，其所造成的环境问题已经引起了社会的高度关注。在环境与经济矛盾日益突出的背景下，绿色设计理念也应运而生。绿色设计理念符合了我国可持续发展的需要，在机械设计制造中应用绿色设计理念，可以实现机械设计制造的绿色发展，进而生产出绿色的产品，获得更好的发展。

1 绿色设计理念产生的背景

在过去很长一段时间内，我国经济一直采用的是粗放型的增长方式，片面地追求经济效益，忽略了环境保护，以牺牲环境为代价来获取眼前的利益。在粗放型经济增长方式下，经济效益得到了提高，然而环境问题也暴露出来，环境问题的日益严峻使得人们认识到了环境保护的重要性，在这样的背景下，绿色设计理念也受到了重视。绿色设计理念是以节约资源和保护环境为宗旨的设计理念和方法，它强调保护自然生态，充分利用资源，实现人与自然的和谐发展。绿色设计理念的提出符合了我国可持续发展战略的要求，它将成为实现文明和未来发展的方向。

2 绿色设计理念在机械设计制造中应用的意义

绿色设计理念是我国可持续发展战略的重要体现，加大绿色设计理念的应用已然成为我国现代社会发展的趋势。对于机械设计制造行业而言，它是研究各种工业机械装备及机电产品从设计、制造、运行控制到生产的各行业，在机械设计制造过程中，受利益的驱使，往往生产出一些质量不合格的产品。另外，在机械制造生产过程中，机械设备在运行过程中会对环境产生一些危害，如有害气体的排放等，而应用绿色设计理念，在“健康、可持续”的原则下进行机械设计制造，可以有效地降低有害物质的排放，减少对环境的破坏，进而促进机械制造行业的可持续发展[1]。

3 绿色设计理念在机械设计制造中的应用

3.1 绿色材料的选择

在机械制造中，产品都是从材料加工而成的，材料绿色与否直接关系到了产品的健康性。以往，在机械设计制造中，企业对绿色材料没有引起足够重视，以致于选取了一些不合格、安全性能不高的材料，生产出了一些性能不达标的产品。在机械设计制造应用绿色设计理念中，材料的选择应当秉着“绿色、环保”的原则，在选料选择上，必须严格按照相关规定，对材料的性能进行检测，确保材料不含有害物质。其次，要确保材料质量过关，针对机械设计制造过程中使用的材料要善于利用，对于一些可回收利用的材料要善于利用，节约材料，实现真正意义上的绿色发展[2]。

3.2 产品的绿色设计

随着人们环保意识的提高，对绿色产品的需求也越来越大，在现代社会里，相比那些不环保的产品，环保、绿色产品更深得人们的喜爱。为了生产出符合大众需求的绿色产品，在机械设计制造中，就应当重视产品的绿色设计。绿色产品的设计不仅仅体现在其自然属性上，同时还要体现在其的可回收利用性、可拆卸性以及可维护性上。在机械设计制造中，在确保产品质量和功能的基础上，不断提高产品的环保性能，以产品的环保型作为设计目标，确保机械设计制造整个环节的绿色化，进而保证产品的绿色化生产。针对产品的拆卸环节，要满足产品的多用性功能，在拆卸过程中产品各个部件的完整性，确保部件的循环利用，进而减少资源的浪费。产品的回收利用是绿色设计理念的要求，在机械设计制造中，要考虑到产品的可回收利用，进而减少资源的浪费[3]。

3.3 实现绿色制造

在机械设计制造中，许多企业为了增加产品的可关注性，往往会在产品上附加一些点缀，使得产品从整体上看上去更加美观。然而人们购买产品注重的是它的使用性能，如果产品的使用性能差，即使外包装再好看，也是徒然，浪费了资源。在绿色设计理念下，为了设计出绿色化、高质量的产品，就应当贯彻绿色设计理念，实现机械制造的绿色化发展。在机械设计制造中，加强绿色制造工艺，全面落实绿色制造，要加强机械制造工艺过程中的管理工作，规范机械制造工艺行为，确保原材料在具备良好环境适用性的基础上还要能充分满足生产工艺的要求，从而降低能源的消耗，提高能效的利用效率，减少环境的污染[4]。

3.4 加大绿色制造技术的应用

就当前机械设计制造来看，产品设计依然是按照以往的设计观念进行设计，缺乏技术保障，以致于设计出来的产品的综合性能都不乐观，尤其是绿色性能，与一些先进的国家生产的产品相比，存在着很大的差距。随着绿色理念的提出，人们对绿色经济的重视度也越来越高，而机械设计制造中，机械设计制造作为一大能耗行业，要想实现真正的绿色发展，就必须加大绿色制造技术的应用。在机械产品设计制造中，绿色制造技术作为机械设计制造行业绿色发展的保障，只有重视绿色制造技术的应用才能更好地提高机械产品设计制造过程中能源的消耗，减少环境的危害[5]。

4 结语

在可持续发展战略要求下，绿色设计理念已经得到了重视，绿色设计理念符合了我国可持续发展战略的要求，全面落实绿色设计理念有助于我国经济的可持续发展。对于机械制造行业，要想全面落实可持续发展战略，在机械设计制造中就应当重视绿色设计理念，实现机械设计制造的绿色化发展，进而生产出绿色化的产品，推动我国社会经济的更好发展。

参考文献

[1]方蕾，李金方.浅析绿色设计理念在机械设计制造中的应用[J].机械管理开发，2014（5）：60-62，67.

[2]强向红，张丹.绿色理念在机械设计制造中的应用[J].煤炭技术，2013（5）：20-21.

[3]李萌，冉朝光，杨杰.绿色设计在机械产品中的应用[J].现代制造技术与装备，2015（4）：102-104.

[4]袁瑞仙，王惠卿.试论绿色理念在机械设计中的应用[J].佳木斯教育学院学报，2012（11）：424.

机械产品的绿色设计 篇12

1 我国陶瓷机械装备业的发展现状

改革开放以来, 我国陶瓷机械装备生产技术水平有了很大的提高。从原料设备→成型设备→干燥设备→烧成设备→抛光等冷加工设备。无论是从产品质量或技术含量, 中国陶瓷机械装备都进入了世界先进水平。

与此同时我国陶瓷机械装备业面临着瓶颈。我国陶瓷机械厂较多, 规模小, 许多产品低水平生产, 科研金费投入少, 产品创新力不足, 装备产品单一, 真正具备整体优势又具备现代企业制度的企业不多。同时面临着产品价格低廉, 生产成本的上升, 利润的萎缩, 环境压力等现状。因此实施绿色制造和绿色设计对推动陶瓷机械装备的可持续发展具有重要意义。

2 绿色制造的途径

绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效益平衡的现代化制造模式, 其目标是使产品从设计制造到报废回收处理的整个产品生命周期中, 对环境的影响最小, 资源利用率最高, 并使企业经济效益和社会效益协调优化。

2.1 增加技术创新投入, 加大技术研发力度, 加速产品优化升级

创新是企业可持续发展的动力, 针对陶瓷机械产品研发技术薄弱环节, 企业应加强技术创新主体意识, 增强自主创新的原动力, 培育“人无我有, 人有我优, 人优我新”的产品创新能力。同时为了避免产品的雷同化, 需要不断的优化升级, 融入个性化、差异化、核心化的技术理念。陶瓷机械装备业通过不断的努力创新, 在干法制粉、连续式球磨机等新原料设备, 高效压机成型设备, 新型节能干燥器和新型节能窑炉烧成设备等方面取得了突破性的进展, 甚至有些达到国际领先水平。

创新不仅能改变陶瓷机械装备业的现状, 也能彻底改造传统陶瓷生产企业高能耗、高排放、高污染的面貌。不仅为陶瓷企业解决因环境问题带来的生产压力和能源供应不足的弊端, 而且也提高产品的技术含量及附加值。

2.2 建立完善的废旧机器设备的回收体制

随着经济与科技的发展, 陶瓷机械装备日新月异, 在不断的更新换代中, 就出现了很多废旧的陶瓷机械设备。陶瓷企业一般对这些废旧设备采取搁置的方式或高能耗的运转着。这样在很大程度上造成了资源的浪费, 高污染的排放。因此, 需要陶瓷制造企业与有关部门合作, 建立完善的废旧设备回收机制。改造升级一批可以利用的旧设备用于第二次生产, 淘汰一批高能耗的废旧设备。不仅可以节约资源, 节省成本, 也减少污染物的排放。有利于陶瓷市场的可持续发展。

2.3 加快引入环保技术与陶瓷机械设备的融合

2007年4月国家发改委颁布了《节能减排综合性工作方案》, 节能环保成为全国人民关注的焦点。陶瓷机械装备业正是为陶瓷企业的节能减排提供装备与技术服务。加快环保技术与陶瓷机械装备的有效融合, 可以将陶瓷生产企业污染物、有害气体的排放大大降低。例如原料制粉部分的粉尘收集及烟气处理, 窑炉烧成部分的烟尾气处理, 抛光等冷加的污水回收循环处理等, 这些将是陶瓷机械装备业增长的新突破点, 也将为陶瓷企业带来了新的机遇与新的增长点。

3 绿色设计

绿色设计是指产品在其生命周期中各个阶段对环境的影响;集产品质量、功能、寿命、环境于一体的系统设计方法。从设计阶段到废弃回收的整个过程, 最大限度地提高材料利用率, 最大限度地节约能源, 最大限度地减少对安全和健康的影响, 最大限度地减少对环境的污染, 最大限度地提高资源回收的循环利用率。绿色设计主要包含产品的材料选择、结构设计、制造工艺、性能设计、回收处理等。

在陶瓷机械设计过程我们要充分考虑到产品生产及使用过程中对环境的负作用影响, 同时还要充分考虑产品生命周期各个阶段对资源和能源的有效利用、环境保护等。因此陶瓷机械装备的绿色设计主要体现在一下几个方面: (1) 节能环保。陶瓷机械装备使用的对象是陶瓷企业, 节能环保是产品的主要性能之一。减少在使用过程中废弃物的产生;产生废弃物后对其高效的回收循环处理, 达到最大限度的减排目的; (2) 工作环境。采取保护防范措施, 保证人员的健康安全。对噪音大、热源高以及辐射等采取电子远程控制, 达到全智能无人化设计; (3) 产品性能:性能稳定, 工作效率高, 故障率低或零故障; (4) 维护维修。采用模块化设计, 结构简便, 通用性强, 拆装、卸方便。对维护维修人员进行有效的培训, 提高认知度; (5) 资源优化。提高产品在使用过程中物质和能源的有效利用;废弃回收时, 可拆卸性强, 回收利用率高, 废弃物低。

走可持续发展的道路, 是一条经济持续增长与保护环境、生态平衡并存的道路, 绿色设计理念就是陶瓷机械装备实现可持续发展的有效方向。

4 总结

在大力倡导低碳环保推动可持续发展的政策下, 实施绿色制造的途径与绿色设计是一种以保护环境和资源优化为目的的现代化制造模式。为节能减排提供装备与技术服务的陶瓷机械装备业。理应继续为我国的陶瓷行业健康稳定可持续发展做出贡献。

参考文献

[1]刘飞, 曹华军, 张华.绿色制造的理论与技术[M].北京:科学出版社, 2005.

[2]张伟, 刘仲谦等.绿色制造与再制造技术研究与发展[J].中国表面工程, 2006.

[3]王文斌等.机械设计手册[S].北京:机械工业出版社, 2004.

[4]蓝民华, 莫海军.机械制造业与绿色设计的可持续发展[J].装备制造技术, 2010.