浅谈绿色理念在机械设计制造中的应用

在机械设计制造领域中，传统的设计方法与制造工艺关注机械设备的功能、质量以及生产效率目标的实现，使得机械产品存在着高能耗、高污染的问题，难以适应绿色经济发展需求。为有效解决这一问题，有必要在机械设备设计制造阶段引入绿色理念，立足节能降耗、绿色环保层面对机械设备关键部件进行优化设计，从而提高机械设备运行效能，减少能源浪费。

1 绿色理念概述

绿色理念是以可持续发展为核心，通过优化产品设计、调整生产工艺、回收再利用废旧材料等手段，旨在降低环境负面影响、节约不可再生资源消耗、同步实现经济效益和生态效益目标的一种先进理念。绿色理念的内涵主要包括以下方面：一是强调环境保护优先。绿色理念要求任何形式的活动都必须以环境保护为前提，通过技术和管理手段，尽可能减小活动对环境的破坏。二是实现资源持续利用。绿色理念将资源利用作为突破口，既提倡在生产中采用节能技术，使有限的不可再生资源发挥出最大化的利用效能，又强调对可再生能源的技术创新，以推动能源结构向低碳化转型 [1]。三是促进循环经济发展。绿色理念强调在产品设计、制造、使用和回收等全生命周期范围内考虑对环境的影响，鼓励使用可降解、可回收的原材料制造产品，以便于在废旧产品回收时能够实现循环再利用。在机械制造业中，应用绿色理念开展设计与制造活动，能够推动机械制造业转型升级，使机械设备达到节能减排、降本增效的运行效果。

2 绿色理念在机械设计制造中的应用

2.1 选用绿色材料

在绿色理念下，机械设计制造应首选资源消耗低、绿色环保、性能稳定、结实耐用的材料，以延长机械产品的使用寿命。如，使用轻量化、易于加工、耐腐性好的工程塑料，将其用到机械产品非关键部件的设计制造中；使用由两种或两种以上不同材料组成的复合材料，这种复合材料兼具多种材料的优点，能够提高材料强度、减轻重量；使用高强度钢材料，将其用于制造机械产品关键部件或承受较大负荷部件，减少其他材料用量；使用铝合金材料，这种材料具备轻量化、耐腐性和可回收利用的优势，能够减少能源消耗 [2]。

2.2 动力装置设计制造

动力装置是机械设备的核心组成部分，在动力装置设计中应引入绿色理念，尽量降低不可再生能源消耗，延长动力装置使用寿命，确保动力装置兼具技术性和环保性。在动力装置设计中，可以采用虚拟调试技术，利用仿真平台对动力装置运行状态、产线布局以及工艺流程进行模拟仿真，根据仿真结果调整设计参数，减少传统实物调试中对资源的浪费；在动力装置的动力源设计中，要优先选用清洁能源作为动力源，如太阳能、电能、生物燃料等，减少动力装置的有害气体排放，使其满足环保要求；在动力装置的散热系统设计中，选用散热片、热管等高效散热材料，减少能源消耗，提高能源利用率；在动力装置的控制系统设计中，采用人工智能、大数据等先进技术，提高控制系统的智能化水平，使动力装置具备自动控制、远程控制、预测控制、故障预警等功能，确保动力装置处于高效运行状态。

2.3 可拆卸设计制造

在绿色理念下，可拆卸设计是提高机械设备维修效率和回收利用效率的重要途径。在机械设计中要引入先进技术优化设计产品结构和连接方式，以保证机械设备在维修或回收阶段能够顺利拆卸分解成多个模块，提高机械拆卸的便捷性。如，在设计中采用成组技术，对不同连接结构进行分类编码，形成可拆卸结构图谱，并利用计算机辅助软件进行模块化设计，分开各部分的功能，使机械设备拆卸后仍具备较高的再利用价值；在机械产品连接件设计中，选择易于拆卸与重组的螺纹连接、卡扣连接等方式，尽量减少对焊接技术的应用，确保机械部件具备可拆卸性[3]。

2.4 液压系统设计制造

液压系统是机械设备的重要组成部分，在绿色理念下，液压系统设计要加强污染控制，提高运行效能，延长液压系统使用寿命。在污染控制方面，对液压系统设置多级过滤装置，保持油液的清洁度，还要采用密封设计，利用高可靠性密封件有效避免漏油现象；在能效提升方面，采用高效率液压元件和集成阀，减少液压系统的能量损耗，降低管连接的压力损失；在智能化控制方面，液压系统设计应采用变频驱动、伺服驱动、负载感应控制、压力补偿控制等先进控制技术，使液压系统具备智能调控功能，提高系统运行效率；在系统集成方面，液压系统设计应采用模块化设计，优化组合多个元件的功能，尽量减少元件之间连接，使液压回路设计更加简化，便于拆卸元件，提高液压系统的可维护性。

2.5 降噪除尘设计制造

机械设备在运行中容易产生大量噪音和灰尘，对周围环境造成影响。为解决这一问题，应在机械设计中引入绿色理念，有效控制噪声和粉尘源头。在降噪设计中，对噪声较大的机械加装隔音罩，或者在机械设备底座上加装减震装置，通过减少振动传递的方式降低噪音；在降尘设计中，优化设计粉尘设备，通过封闭式输送系统、增设喷雾降尘装置等方式降低粉尘排放量，确保粉尘浓度达标。同时，降尘系统应选用耐高温的合成纤维作为滤袋材质，并优化设计进风口、导流板、灰斗、脉冲喷吹等装置，使降尘系统具备自动清灰功能。

3 结语

综上所述，在机械设计制造中引入绿色理念是机械制造业转型升级的有效路径。在绿色理念指导下，机械设计制造要首选绿色材料，优化关键部件设计，并在设计中采用节能技术、智能控制技术等先进技术，降低机械设备运行中的污染物排放量，提高能源利用效率，推动机械制造业向节能化、绿色化、智能化方向发展。

参考文献：

[1] 郭立民 . 绿色理念在机械设计制造中的应用探究 [J]. 中国设备工程 ,2025(7):235-237.

[2] 叶青 . 浅谈绿色设计理念应用于机械设计制造 [J]. 科学与信息化 ,2023(2):122-124.

[3] 刘美仙 . 机械设计与制造中绿色设计理念的应用研究 [J]. 福建轻纺 ,2024(1):35-37,42.