摘要：随着工业和科技的进步，在现代工业机械设计制造过程中，机电一体化技术迅速发展，但同时也存在着资源浪费、环境污染等一系列问题。近年来，机械设计与机械制造中绿色技术得到广泛利用。基于此，本文对绿色技术的相关概念以及绿色技术在机电一体化机械系统中的应用进行了讨论分析，以供参考。
关键词：绿色技术；机电一体化；机械系统设计；低碳节能
1 绿色技术和机电一体化机械系统的含义
绿色技术是指工业产品从生产制造到报废的过程中，运用各种先进的技术手段实现资源的最大化利用，对环境低污染或者无污染的一种可持续生产制造方式。现代制造业不断发展，工业机器人等机电一体化产品得到广泛使用。机电一体化产品是集电子、机械为一体的综合机械系统，具有自动化程度高，自动控制方便等特点，能够极大的解放生产力，提高生产效率，促进我国经济的发展。机电一体化系统将朝着智能化、微型化、环保化方向发展[1]。互联网时代到来，机电一体化系统也将充分结合网络信息技术，实现更高层次的发展。
2 机械系统绿色设计的要求与原则设计要求
包括节约资源、节约能源、低污染和回收与循环利用等。绝大部分的自然资源是不可再生的，这就要求我们在机械系统产品的设计制造过程中关注资源与能源的节约，同时为了保护环境，应大力推广清洁能源的使用[2]。对机械系统产品进行全生命周期设计，考虑其生命周期中每个环节的输入与输出，在设计时用前瞻性的眼光从多方面考虑问题。以一辆汽车为例：汽车是一个由许多零部件组成的复杂机械系统，在进行零件设计的过程中，要考虑各个零部件的可拆卸性，在汽车的维修与保养时，能够更加方便快捷；在汽车达到使用寿命时，对一些仍然可以继续使用的零件加以回收重新利用，提高资源的循环利用率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计原则包括长寿命设计、模块化设计、多功能设计和材料使用简化设计等。从消费者的角度考虑，一个使用寿命长、性能优良且价格合适的产品显然更受欢迎；从企业的角度来看，这样的产品在市场中更具有竞争力。设计制造人员在进行机械产品生产时，需要从整体考虑，使用可靠度高的材料，提高装配加工精度，增加产品的使用寿命。现代化工业制造生产线不但提高了产品质量，而且可节约劳动力，使生产成本大大下降。模块化设计降低了设计难度，提升装配可操作性；多功能是消费者的另一个需求，根据人机工程学的有关理论知识进行产品功能的多样化设计，可满足人们的舒适操作要求，实现人与机械的协调，提高机械系统的可靠性。另外，材料使用方面应尽量进行简化设计，避免资源浪费。企业也应致力于搭建自己的绿色产品设计数据库，为设计人员提供有效参考，缩短设计周期，提高设计的准确度与市场适应度。
3 绿色设计中的核心问题探讨
3.1 结构设计
机械系统是一个整体的系统，绿色设计不但要考虑机械产品的功能、性能、成本等技术和经济属性，更要考虑产品在使用、回收过程中的与环境和资源的关系，即要进行人—机—环境工程设计[3]。产品的结构应具有易拆卸性和可回收性，为此，我们需要对产品结构进行设计研究，将系统进行模块划分，对拆卸流程以及装配方法进行仿真模拟，建立合理的拆卸评价指标体系。回收利用也是提高材料利用率的有效方法之一，对废弃或拆卸的零件进行标准的工艺处理，使之能够继续稳定工作。
3.2 资源性能设计
自然资源在机电一体化机械系统的设计与制造过程中都是至关重要的，在产品整个生命周期资源消耗与生产过程中的资源消耗都是我们重点关注的问题。为了准确了解分析在产品生命周期和生产过程中的资源消耗利用情况，要建立相关数学模型加以分析，这样可以让设计人员比较直观的了解公司某一产品的特性情况，使机械产品的资源得到更有效、更合理的利用与配置。
3.3 环境性能设计
机电一体化机械产品给人们带来诸多便利的同时，也存在大气环境、噪音污染、能耗较大的问题。从源头上解决这些问题的最好方法就是在进行机械系统设计过程中，进行相关机械系统结构上的改进，减小噪声可以给机械系统安装减震装置；动力机械的尾气可进行物理过滤或化学方法的处理；同时应该改进发动机机械结构使空气与燃料混合均匀，充分燃烧，减少硫化物和氮氧化物等有害气体的产生，提高燃料的利用率。
3.4 材料性能设计
各种材料是设计制造机械产品的基础，选用绿色材料是一种节约资源，保护环境的有效方式。绿色材料具有对环境友好、易降解、可循环利用、易拆卸等特点，在机械制造过程中广泛利用，将在很大程度上提高机械产品材料的利用率，对节能环保具有重要意义[4]。
4 绿色技术在机电一体化机械系统中的应用
涡轮增压发动机通过利用汽车排出的尾气驱动与空气压缩机同轴的叶轮，使之高速旋转，从而带动空气压缩机工作，为发动机燃料的燃烧提供更多的空气，提高燃油的利用效率，降低了发动机的能耗，符合经济性原则；节能冰箱采用传感器感知冰箱内部实时温度以及变化情况，在设定温度范围内自动断电，当温度升高时，接通电源，冰箱正常工作，这一设计可以有效节约电能，延长冰箱工作寿命。运用绿色技术设计机械产品加工制造工艺流程，在加工的各个阶段都使资源与能源得到最大化利用，加工过程中产生的废水废气及时通过相应设备处理，达标排放，实现绿色清洁生产。
参考文献
[1] 李艳.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势 [J].南方农机，2019，50（3）：145.
[2] 赵 泽 华，王 枭，张 涛.浅 谈 机 电 一 体 化 技 术 [J].南 方 农 机，2017，48（3）：124.
[3] 王文平，孙润晗.机械产品绿色设计与制造技术探析[J].科技创新与应用，2015（31）：9.
[4] 赵韩，黄康，陈科.机械系统设计 [M].北京：高等教育出版社，2011：258-261
论文作者:刘召义
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/11
标签：机械论文; 产品论文; 机电一体化论文; 系统论文; 过程中论文; 技术论文; 材料论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;