魏香林

（廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院，廣東 東莞 523960）

隨著科技水平的提升，現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展速度呈現(xiàn)出較快的發(fā)展趨勢(shì)，機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備被成功研發(fā)。較之于傳統(tǒng)設(shè)備，新型設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性與精密性特征更明顯且操作簡(jiǎn)單，實(shí)際生產(chǎn)精簡(jiǎn)性與高效性優(yōu)勢(shì)逐漸突顯出來。但生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行期間，所消耗的能源量也卻隨之提高，廢水與廢氣等均使環(huán)境受到嚴(yán)重影響，而最主要的原因就是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)備期間的考慮不到位所致。此外，現(xiàn)代企業(yè)的環(huán)保思想也不及其對(duì)于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)注，一定程度上制約了設(shè)備科學(xué)與人性化開發(fā)。為此，在后期機(jī)械設(shè)計(jì)與研發(fā)過程中，作為企業(yè)的經(jīng)營(yíng)者以及設(shè)計(jì)工作人員，仍需與時(shí)俱進(jìn)，以環(huán)保為切入點(diǎn)，在設(shè)備科技和資金方面加大投入力度，不斷增強(qiáng)設(shè)備自身的節(jié)能環(huán)保性與人性化特征。由此可見，深入研究并分析基于人性化的綠色環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)人性化設(shè)計(jì)理念概述

機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)的人性化逐漸成為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)工作的發(fā)展趨勢(shì)，由于機(jī)械產(chǎn)品均由人負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，并為人們提供服務(wù)，所以其優(yōu)劣的評(píng)定也需根據(jù)機(jī)械和人的協(xié)調(diào)程度進(jìn)行判定。

長(zhǎng)期以來，伴隨機(jī)械化的發(fā)展，人們始終未發(fā)現(xiàn)機(jī)械“物”形態(tài)中所含有和人生理、心理存在關(guān)聯(lián)的因素，所以很多機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)均存在影響人類使用的缺陷，被淘汰的概率逐漸提高。在這種情況下，為進(jìn)一步改善這一狀況，人性化設(shè)計(jì)理念應(yīng)運(yùn)而生?；谌藱C(jī)工程學(xué)以及設(shè)計(jì)美學(xué)的進(jìn)步，人性化設(shè)計(jì)也成為現(xiàn)代最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)理念，促進(jìn)了現(xiàn)代機(jī)械歷史的發(fā)展，一定程度上實(shí)現(xiàn)了人適應(yīng)機(jī)械、產(chǎn)品向機(jī)器、產(chǎn)品適應(yīng)人的轉(zhuǎn)變。在人性化設(shè)計(jì)過程中，將人為設(shè)計(jì)當(dāng)作核心，并在使用、可靠性、安全性、心理感受、環(huán)境與操作等多個(gè)方面，綜合考慮并構(gòu)思工業(yè)機(jī)械設(shè)備與產(chǎn)品，為人與機(jī)械設(shè)備、產(chǎn)品協(xié)調(diào)發(fā)展的設(shè)計(jì)提供了有價(jià)值的參考。

眾所周知，美學(xué)與人機(jī)工程學(xué)屬于獨(dú)立學(xué)科，而在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過程中，兩者卻存在不可分割的聯(lián)系。所以說，美學(xué)與人機(jī)工程學(xué)的發(fā)展目的均為創(chuàng)造方便使用且舒適的產(chǎn)品。其中，方便使用指的是功能，而舒適則蘊(yùn)含了審美因素，不管是舒適亦或是方便，均屬于主觀感受，也是人們對(duì)于產(chǎn)品以及機(jī)械設(shè)備感性方面的要求。雖然感性要求具有表層性，但會(huì)直接影響人的生理與心理。

除此以外，任何機(jī)械產(chǎn)品均屬于實(shí)用品，在使用期間要求方便且舒適，能夠?qū)C(jī)械功能充分發(fā)揮出來，具備安全性、可靠性且性能要穩(wěn)定，這也正是人們對(duì)于產(chǎn)品以及機(jī)械設(shè)備理性方面的要求。

所謂的人性化設(shè)計(jì)理念，具體指的就是在機(jī)械設(shè)計(jì)中有效融合感性與理性需求，以保證機(jī)械設(shè)備功能、外觀、結(jié)構(gòu)以及材料工藝等多方面因素與人的需求相適應(yīng)，確保機(jī)械和人的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 基于人性化的綠色環(huán)保機(jī)械特征與原料節(jié)能環(huán)保性基本要求闡釋

2.1 基于人性化的綠色環(huán)保機(jī)械特征

在機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、封裝、運(yùn)輸直到淘汰的整個(gè)過程中，盡可能地降低其對(duì)于環(huán)境的不良影響，充分提高資源的利用率，能夠更好地達(dá)到現(xiàn)代企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。而在機(jī)械運(yùn)行的過程中，需始終踐行并行工程原則，具體指的就是在基本功能得到保障且數(shù)量與成本合理的基礎(chǔ)上，充分利用生命周期各環(huán)節(jié)的資源與能源。

2.2 機(jī)械設(shè)備制造原料節(jié)能環(huán)保性基本要求

在選擇機(jī)械設(shè)備制造原料的過程中，原材料要盡量無毒無害，且在設(shè)計(jì)方面要確保質(zhì)量，有效地發(fā)揮材料性質(zhì)的作用，更好地滿足節(jié)能與環(huán)保等方面的要求。為此，在實(shí)際選擇原材料時(shí)，應(yīng)盡量遵循以下標(biāo)準(zhǔn)要求：

（1）無毒安全。通常情況下，機(jī)械設(shè)備制造選用原材料均通過化工產(chǎn)品合成獲得，而原料中所含石棉與甲醛等物質(zhì)的毒性較強(qiáng)，會(huì)直接危害人體健康。所以，選擇原材料時(shí)，一定要盡量規(guī)避上述物質(zhì)材料，若無法避免，也要盡可能選擇毒物含量偏小的材料。

（2）耐用節(jié)能低重量。選擇機(jī)械設(shè)備制造原材料的過程中，也要強(qiáng)調(diào)其本身的質(zhì)量與耐用性，以確保降低原材料生產(chǎn)的成本，盡量減少機(jī)械設(shè)備返廠重修幾率，全面優(yōu)化機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的性能，進(jìn)一步提高其工作質(zhì)量及效率。對(duì)于低重量而言，就是盡量減少材料與資源實(shí)際消耗量。所以，在設(shè)計(jì)期間，要在滿足主機(jī)各項(xiàng)性能參數(shù)達(dá)標(biāo)的同時(shí)，盡量減輕主機(jī)、附屬作業(yè)裝置重量以及體積，并全面增強(qiáng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部零部件強(qiáng)度以及耐久性，致力于機(jī)械系統(tǒng)效率的提升與重量的減輕。

（3）可回收。為了更好地踐行綠色環(huán)保思想，需充分利用既有資源。為此，選擇機(jī)械設(shè)備加工原材料的時(shí)候，要盡量選用能夠回收再次利用的材料，以免浪費(fèi)。同時(shí)，在選擇期間，還要強(qiáng)調(diào)材料性質(zhì)以及特點(diǎn)，尤其是在分解大塊材料時(shí)，一定要具備再造性。對(duì)于零散材料而言，其再造性并不高，因而要選用大塊的材料，不僅可以使材料回收利用率不斷提高，同樣也規(guī)避了對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，減少資源浪費(fèi)問題的出現(xiàn)。

（4）低污染。若設(shè)備出現(xiàn)損壞且有必要回收利用，一定要確保設(shè)備拆卸便捷，可以二次或者是多次利用且盡量保留。而在焚燒廢棄設(shè)備零件時(shí)，要全面控制燃燒所排放的氣體，降低大氣污染程度。另外，應(yīng)科學(xué)規(guī)劃廢棄物處理工作，進(jìn)而達(dá)到規(guī)避廢棄物污染環(huán)境的目的。

（5）低環(huán)境負(fù)荷。機(jī)械設(shè)備各個(gè)部件材料的選擇應(yīng)盡可能不含有石棉、含氯橡膠、樹脂等危害性較強(qiáng)的材料。而在生產(chǎn)儀表、蓄能電池與散熱器時(shí)，要盡量降低對(duì)鉛的使用。使用主機(jī)附屬零部件的過程中，要選擇使用全新且科技環(huán)保性能較強(qiáng)的材料。

3 綠色環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)具體內(nèi)容

設(shè)計(jì)綠色環(huán)保機(jī)械的過程中，主要涉及的設(shè)計(jì)工作就是選擇發(fā)送機(jī)、有效降低機(jī)械產(chǎn)品振動(dòng)與噪音、清潔液壓系統(tǒng)并強(qiáng)調(diào)防滲漏作用、節(jié)能設(shè)計(jì)四方面。為不斷增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)效果，優(yōu)化設(shè)計(jì)自身性能，就應(yīng)從上述4 個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，以下將展開重點(diǎn)研究與分析。

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)選擇要點(diǎn)。機(jī)械設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)下，噪聲污染是最常見的污染形式，而最主要的渠道即發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行聲音。所以，為更好地滿足節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)需求，就應(yīng)當(dāng)在發(fā)電機(jī)安裝環(huán)節(jié)，對(duì)其節(jié)能性與綠色環(huán)保性要求給予高度重視，并且盡量選用低耗油量且運(yùn)行狀態(tài)下噪聲不大的發(fā)動(dòng)機(jī)。除此以外，所選用的發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)為環(huán)保產(chǎn)品，污染排放量要盡量小。

（2）機(jī)械產(chǎn)品振動(dòng)與噪音的降低。在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，整機(jī)噪音的降低十分關(guān)鍵，不僅能夠真實(shí)地彰顯環(huán)保思想，同時(shí)也蘊(yùn)含著極為深刻的人性化內(nèi)涵。在設(shè)計(jì)裝載機(jī)方面，動(dòng)力裝置選擇使用的是雙向減振懸掛系統(tǒng)，這樣一來，即可以使整機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和車架間存在的噪聲與共振被有效克服，同樣也避免了動(dòng)力系統(tǒng)因疲勞所造成的破壞。在設(shè)計(jì)后橋方面，將其設(shè)計(jì)成為中心擺動(dòng)結(jié)構(gòu)，可以確保后橋的擺動(dòng)中心和動(dòng)力輸入中心有效重合，規(guī)避了附加力矩相對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)所帶來的連續(xù)沖擊而形成的噪音以及振動(dòng)，與此同時(shí)，在崎嶇不平的道路行駛中，也可以避免整機(jī)內(nèi)各個(gè)部件沖擊而引起的噪聲。在此基礎(chǔ)上，在設(shè)計(jì)主機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)方面，同樣能夠使減震降噪的效果不斷增強(qiáng)，尤其是使用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)手段，即可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇進(jìn)行替代，更好地達(dá)到噪聲降低的目標(biāo)，并且在液壓管路排列得以優(yōu)化的同時(shí)，使液壓泵、油管與閥節(jié)流振動(dòng)生成的噪聲有效降低，甚至可以將吸音與隔音材料等粘貼在覆蓋件的位置。要想將人性化的核心理念充分地彰顯出來，也可以在駕駛室設(shè)計(jì)中采用全密封整體式形式，進(jìn)而達(dá)到降音降噪與密封減振的目標(biāo)。

（3）清潔液壓系統(tǒng)并強(qiáng)調(diào)防滲漏作用。在機(jī)械工程中，液壓系統(tǒng)的重要性逐漸突顯出來，所以要注重液壓系統(tǒng)清潔的作用。設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備的過程中，有必要對(duì)工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化的設(shè)計(jì)，以充分發(fā)揮油液微塵垃圾與機(jī)械磨損物等諸多雜質(zhì)的作用，降低部件發(fā)生磨損和故障的概率，使得部分部件使用時(shí)間得以延長(zhǎng)，規(guī)避液壓油的頻繁更換。通過全面清潔液壓系統(tǒng)，也可以規(guī)避液壓油工作狀態(tài)下的溫度過速提高，降低污染程度，使得換油的時(shí)間得以縮短。在此基礎(chǔ)上，對(duì)增壓液壓油箱加以利用，能夠使泵吸油的效果明顯改善，保證設(shè)備使用壽命的延長(zhǎng)，以免油箱內(nèi)進(jìn)入外部的灰塵或者是水分，確保液壓系統(tǒng)的清潔性。另外，液壓系統(tǒng)防滲透工作的作用不容小覷，如果發(fā)生滲漏的情況，將對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不可估量的影響，污染程度加重。所以，液壓管道的材料應(yīng)選擇使用優(yōu)質(zhì)膠管，通過其密封性良好、防老化與耐腐蝕性能的發(fā)揮，即可有效降低軟管廢氣量。而且，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡量選擇硬管，如果有必要使用軟管，則需事先優(yōu)化處理，以免發(fā)生滲漏污染的問題。

（4）節(jié)能設(shè)計(jì)。在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，最關(guān)鍵的就是減少能源消耗。所以，在整體設(shè)計(jì)方面，需高度重視高效節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性。通常來講，選擇設(shè)備型號(hào)的過程中，要盡量選擇使用效率高且節(jié)能的發(fā)送機(jī)，將雙泵合流技術(shù)、靜液驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及液壓負(fù)荷傳感技術(shù)合理地引入其中，更好地實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能發(fā)展目標(biāo)。

4 基于人性化的節(jié)能環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)路徑與未來發(fā)展趨勢(shì)

在節(jié)能環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)工作開展過程中，人性化的重要性逐漸突顯出來。所以，在實(shí)際設(shè)計(jì)期間，有必要高度重視人性化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，并正確認(rèn)知人性化設(shè)計(jì)的未來發(fā)展趨勢(shì)，為機(jī)械領(lǐng)域的全面可持續(xù)發(fā)展提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

（1）設(shè)計(jì)路徑。在設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備與產(chǎn)品的過程中，環(huán)保理念應(yīng)始終貫穿其中，并踐行以人為本的理念，科學(xué)合理地采用人性化設(shè)計(jì)措施。其中，人性化設(shè)計(jì)的核心就是不斷地優(yōu)化操作工作人員的舒適度以及安全性，可以在設(shè)計(jì)中引入體驗(yàn)理念，進(jìn)一步增強(qiáng)綠色機(jī)械設(shè)計(jì)個(gè)人化特征。

通常來講，人性化節(jié)能環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一方面，對(duì)駕駛室進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要對(duì)人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行利用，將其設(shè)計(jì)成能夠有效預(yù)防紫外線照射且封閉式的駕駛室，安全且環(huán)保。這樣一來，不僅可以確保駕駛工作人員的安全，而且裝置的加裝操作更方便，一定程度上優(yōu)化了駕駛室舒適程度，使得一線工作環(huán)境得以改善，為工作質(zhì)量與效率的提高奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另一方面，科學(xué)配置集中潤(rùn)滑系統(tǒng)。為了對(duì)傳統(tǒng)手動(dòng)加注潤(rùn)滑脂方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，需要對(duì)自動(dòng)定時(shí)加注潤(rùn)滑脂設(shè)備進(jìn)行深入研究與探索。在實(shí)踐中，集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的應(yīng)用可以通過精確計(jì)算，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)且定量加油的目的，不僅環(huán)保性明顯且便利。如果是小型的機(jī)械設(shè)備，則要選用密封銷軸亦或是全新材料特殊的軸套，也可以對(duì)二級(jí)防塵結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證成本投入得以減少，以免有異物進(jìn)入內(nèi)部，也規(guī)避油脂的排出。

（2）未來發(fā)展趨勢(shì)。在個(gè)性化設(shè)計(jì)未來發(fā)展中，機(jī)械行業(yè)的外觀設(shè)計(jì)將與IT 產(chǎn)業(yè)相同，生產(chǎn)更多個(gè)性化產(chǎn)品并占據(jù)更大市場(chǎng)比重。為此，在后期設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)的重要作用，特別是標(biāo)識(shí)牌、造型以及顏色等方面，能夠給人一種親切感以及美感，更好地實(shí)現(xiàn)人機(jī)和諧發(fā)展的目標(biāo)。另外，人性化設(shè)計(jì)也將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，通過對(duì)計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)的合理運(yùn)用，能夠確保判斷的自動(dòng)化，在配置方面也更具自動(dòng)化。在自動(dòng)控制與操縱方面，進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)械設(shè)備的舒適程度。

綠色環(huán)保機(jī)械人性化設(shè)計(jì)更加可靠，為不斷優(yōu)化整機(jī)可靠程度，需選擇使用成熟技術(shù)元件，盡量減少元件的更換頻率，以免使污染程度增加，也避免與人性化設(shè)計(jì)原則相背離。

機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)的目的就是為人類提供服務(wù)，而科學(xué)技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)同樣以人為中心。所以，在綠色環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)中合理地融入人性化設(shè)計(jì)理念，能夠不斷地增強(qiáng)工作人員的積極性。但仍需注意的是，不管是機(jī)械設(shè)備的操作安全性設(shè)計(jì)抑或是舒適性設(shè)計(jì)，均需將安全因素放在首位。只有這樣，才能夠在發(fā)揮機(jī)械設(shè)備作用的同時(shí)，為人們提供所需服務(wù)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于人性化的綠色環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)先進(jìn)性特征明顯，通過對(duì)現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備的合理運(yùn)用，能夠加快企業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展速度。而在設(shè)計(jì)機(jī)械方面，設(shè)計(jì)工作人員需在設(shè)計(jì)過程中合理地融入節(jié)能環(huán)保思想，盡量規(guī)避機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)期間對(duì)于周邊環(huán)境的負(fù)面影響。而在機(jī)械制造方面，則要嚴(yán)格審核原材料，保證材料選擇符合標(biāo)準(zhǔn)要求，充分利用既有資源，減少生產(chǎn)與制造成本的投入，不斷創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在未來發(fā)展中，人性化綠色環(huán)保機(jī)械也將實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，更好地實(shí)現(xiàn)人機(jī)和諧相處。