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摘 要：所谓绿色设计就是指从产品的设计阶段充分考虑产品的设计、制造,直至最后的报废处理对环境的影响.绿色设计可以有效地解决制造业对环境带来的污染问题,绿色设计理念越来越受到人们的追捧.纺织业作为我国的重要经济产业,其机械设备的绿色设计直接关系着纺织业的可持续发展和市场竞争力.文章主要对纺织机械的绿色设计进行了必要的分析.
关 键 词：纺织机械；绿色设计；竞争力；可拆卸性设计；人机工程学设计
中图分类号：TS103文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）28-0013-03
1纺织机械绿色设计体系的基本结构
在对纺织机械进行绿色设计时,往往并不是一次性完成的,而是需要经过很多次的分析和改进才能够得到真正满意的设计结果.根据机械设备绿色设计的基本理念,在进行绿色设计时应该按照以下的方法进行设计：首先,设计应该从实际的生产需要出发,结合相关的数据库和知识库对机械设计的选材、结构、工艺、包装等多方面进行考虑,最后得到适当的设计方案；其次,根据得到的设计方案的CAD模型、数据库以及知识库信息,从机械产品生命周期的角度出发,得到设计方案相关的技术、经济以及环境等信息；再次,根据上述获得信息的自身特点,从相应的模型库中找到适合的评价方法,并对设计方案进行相应的评价；最后,通过评价获得相应的结果,从而判断整个设计方案的好坏.那些不符合设计要求的设计方案需要进行相关的缺陷改进,然后再进行评价,直到评价结果符合相应的设计要求为止.对通过评价的设计方案还应该进行必要的评价分析,找出众多设计方案中最为合理科学的方案.这一绿色设计体系是纺织机械开展绿色设计的基本指导.
2纺织机械绿色设计的主要内容及关键技术
2.1机械设计绿色材料的选择
纺织机械制造所使用材料的绿色程度直接关系着整个绿色设计过程以及最后的产品,因此,所使用的材料应该建立在绿色材料的基础上.绿色材料应该具备以下几个基本特点：材料的污染、成本、能耗等水平较低,而且材料的加工过程应该产生较少或没有污染,材料可以在日后进行回收利用.在具体的设计过程中,机械防腐外壳尽量采用不锈钢来替代电镀进行加工,必须使用电镀的应该用对环境危害较小的镍磷镀；纺织机械的传动部分设计时尽量采用那些耐磨性能较好的高分子材料,这样可以有效地提升纺织机械中各种传动部件的使用寿命,避免产生因为传动部件水桶效应而使纺织机械使用寿命大大减少的现象；机械的制造材料尽量选择那些强度高、重量小的材料,在满足相关安全设计要求的前提下,大大降低了设备运行过程中的能耗损失；在符合相关机械强度和刚度要求的前提下,尽量利用非金属材料来替代金属材料,这样不仅可以减少机械运行过程中噪音和振动,还可以有效地降低制造成本.
2.2规范化、标准化的绿色设计
随着当前科学技术的快速发展,各类产品的更新速度不断提升,但是产品的更新并不是说原来产品中的所有零部件都需要更换,大多数只需要对机械的核心部分进行升级即可,因此纺织机械的设计者应该对机械的规范性和标准性进行充分考虑,通过部件的标准化和规范化可以使部件的重复利用率和通用性得到有效提升,进而只需要对机械的某些部件进行重组而实现不同功能,从而满足生产实际中的需要,对于保证零部件的全生命周期使用有着重要的意义.此外,通过规范化和标准化设计还可以有效地提升生产过程的规范化操作,使生产所需的机械种类明显降低,达到了节能降耗的目的.
2.3绿色产品结构设计
对于绿色产品的结构设计而言,它是接下来相关设计的基础,这一部分设计的好坏直接关系着接下来一些细节部分的设计问题.具体到纺织机械而言,在进行结构设计时应该注意以下几个问题：首先,当前很多纺织机械的给棉部分采用的是开放式的结构,这种结构不仅造成生产过程中周围环境的大量污染,而且对生产人员的身体健康也有着一定的影响,因此这一部分可以设计为封闭式的结构,降低机械对环境和人员的影响；其次,纺织机械的机架部分设计应该充分考虑其生产过程中受力和承受应变的特点,对这一部分的筋板采取均匀分布的设计,并适当增加筋板的自身厚度,进而使得整个机架部分的稳定性得到极大提升；再次,纺织机械的圆墙板应该采取与锡林轴承座一体化的结构设计方式,从而极大地提升了其稳定性能,避免锡林与圆墙板之间产生不必要的位移,从而影响最终产品的质量；最后,在进行纺织机械设计时,应该在保证机械使用要求的前提下,尽量将传动部分的轴承设计为滑动式,这样可以在保证不增加成本的前提下,使整个机械的传动效率得到增加,降低不必要的能耗损失.
2.4绿色包装设计
对于纺织机械的绿色包装设计而言,它主要包括以下内容：包装材料选择、包装结构优化以及包装废弃物的回收利用.在对这一部分进行设计时,产品的包装结构应该尽量简单化,从而减少包装材料的使用量.此外,大多数包装材料对环境有着极大的影响,所以在选择包装材料时应该尽量选择那些对环境污染较小的、便于回收利用的材料.上述这种设计不仅可以有效地降低资源的使用量,还能够最大化地减少环境污染.
2.5纺织机械的可拆卸性设计
机械设备的可拆卸性是其能否循环利用的重要前提和标准,因此在进行纺织机械的绿色设计时应该将可拆卸性作为其中一项重要的标准.可拆卸性取决于零部件配合的种类和联接方式.在间隙配合、过渡配合和过盈配合中,过盈配合尤其是以压力机压入方式装配的可拆却性最差；在键与销联接方式中,以切向键和半圆键联接的可拆却性最差；在螺纹紧固、铆接、焊接等方式中,以铆接可拆却性最差.此外,在进行可拆却设计时,还必须考虑材料相容性原则.材料之间的相容性好,意味着这些材料可一起回收,可减少拆卸分类的工作量.如金属和塑料之间的相容性差,不能一起回收,必须对其进行分类；在其零部件不能重用的前提下,则不必进行分类.所以设计时,尽量将相容材料放在一起,不相容材料之间采用易于分解的联接.
纺织机械产品拆卸性设计过程如下：对纺织机械产品拆卸信息进行分析及建模,建立可拆卸时间、拆卸方向范围、拆卸能量的量化模型,构造纺织机械产品零件可拆卸制约矩阵.提出纺织机械产品零件间关联度的概念,作为零件间结合紧密程度的度量,利用层次分析法对零件间的关联度进行定量分析,依据关联度构造了零件间的关联矩阵.通过零件间的关联度矩阵,对构成纺织机械产品的各个子部件进行子装配体的聚类,并通过空间几何约束矩阵的判别和子装配体的稳定性来判断纺织机械产品零部件进行拆卸设计的可行性.
2.6人机工程学设计
所谓人体工程学设计就是指建立在各种人体工程学理论的基础上的产品设计技术,这一设计技术主要是根据人的心理和生理需求,通过各种科技成果和数据来进行机械的设计,从而更好地实现人与机械之间的完美配合,获得最大的经济效益.
在纺织机械设计过程中,应该充分考虑人体工程学原理,将原来那种机械设备色调单一的设计进行改变,将其设计为蓝白相间的混合色,从而有效地避免了操作人员产生视觉疲劳,从侧面上提升员工的劳动积极性.对纺织机械的给棉口台面高度进行调整,使其更加符合人体正常结构,从而有效提升员工工作效率.
3结语
总之,对于纺织工业而言,纺织机械对其发展和保持竞争力有着重要的影响作用,为了保证自身在激烈的市场竞争中立于不败之地,除了要对自身产品实施绿色改进外,所使用的机械设备也应该采取必要的绿色设计,这样才能够满足当前人员和社会对纺
织企业的要求,提升企业自身的实际经济效益.