绿色生态设计在工程机械设计应用研究ppt

绿色生态设计在机械设计应用研究 主要内容 MainContents 2 3 4 关于工程机械产品中的绿色设计理念 关于工程机械产品的制造技术 5 绿色设计理念在塔式起重机的具体应用 关于绿色工程机械产品的设计和制造的研究 6 绿色设计理念在工程机械产品中的发展趋势 1 7 绪论 结论 绪论 课题研究的目的以及意义 课题研究内容以及方法AAA 绪论 绿色设计理念在国内外研究现状ABC 绿色设计理念提出背景 随着人类文明的快速发展 制造业也得到了飞速发展 从而带来了一系列的问题 就比如环境恶化 气候变换 资源枯竭等等 在这种背景下 为了实现人类文明的延续 为了实现可持续发展 绿色设计理念被提出来 绿色设计理念从提出到现在已经有20多年的历史 在这个领域内国内外的研究进程不完全相同 西方发达国家在这个领域内占据着领先的地位 国内的研究也在 慢慢的跟进 本课题的目的在于从不同的角度看待绿色设计这一个理念 对比传统设计和新型设计找出最佳的方案 本课题意义在于将绿色设计带入大型机械行业 降低大型机械对环境的污染 引导工程机械行业设计注重可持续发展 本课题内容主要有介绍绿色设计理念的兴起以及相关背景 部分介绍工程机械目前存在的问题 部分介绍绿色理念在工程机械的可行性 部分介绍绿色设计所带来的效应方法主要是文献研究 交叉研究法 定性或者定量分析 关于工程机械产品中的绿色设计 绿色设计理念在工程机械产品中应用中的发展进程 01 02 03 绿色设计理念在工程机械产品中应用实践的背景 随着人类社会的发展 资源的耗竭速度也越来越快 在资源危机 环境危机 人口危机三座大山的压力之下 人类社会的发展速度越来越慢 为了实现人类社会的快速发展和可持续发展 在人类 社会 环境之间建立起一种可以协调发展的新机制 绿色设计理念应运而生 绿色设计理念在工程机械产品中应用实践的主要内容 绿色设计理念主要由对设计所需绿色材料进行选择 绿色制造过程设计 对产品进行可回收性 可拆卸性设计 对产品的包装进行绿色设计等四个方面组成 绿色设计理念在工程机械产品中应用实践可能的发展趋势 主要分为天然材料将会被广泛使用 简单怀旧的设计主题将会被融入到设计中的产品中去 可循环材料将会受到设计师门的追捧 产品将会实现多种功能的结合 产品和服务将会变得非物质化等五个趋势 关于工程机械产品的制造技术 传统制造模式 传统的制造模式只着眼于产品的性能 很少考虑产品对环境所造成的伤害 它只是对自然资源简单的加工提取过程 它遵循的是一种从资源到产品到污染排放一条单线非循环的生产过程 绿色制造模式 研究意义 绿色制造模式 其特点是不仅仅只关注产品的的性能 还注意在产品生产过程中 对环境造成的影响 绿色制造模式对传统制造模式 去粗取精 保留了传统制造模式的优点还对其进行了改造 其主要内容是 资源 产品 再生资源 的持续循环增长方式 传统制造模式与绿色制造模式的比较 传统生产模式生产过程模式 从上图我们不难看出 传统的制造模式 从原材料加工到工程材料或毛坯的成型到产品的制造直至产品的报废 每一个生产过程中都会有大量的废气 废水 残杂物 废品的产生 在传统制造模式中 产品的设计制造是缺乏可循环性的 绿色制造模式生产过程模式 从上图我们不难看出相比传统生产模式而言 绿色生产模式添加了 原材料再循环 零部件再利用 产品再利用 这几个环节 增加这几个环节之后就实现了产品的循环利用 对原材料 零部件的再利用对实现社会的可持续发展是具有非常重要的意义的 工程机械产品绿色生产的几个主要方面的介绍 工程机械进行绿色设计的方面 机械中的绿色设计可以从以下动力装置 液压系统和工作机构与这几个方面着手 只有当其中机械的 心脏 血液 骨骼 统统运用了绿色设计这样的工程机械才能称为绿色机械 才会对环境伤害最低 最人类的可持续发展最有利 对绿色材料进行选择的方面 要遵循几个四个原则 环保原则 原材料的选择必须无毒无辐射 易降解 性能相似原则 所选材料在使用性能上要优于至少不能差与原来材料 可循环原则 尽量采用可以循环使用的材料 最简原则 材料的选取必须以最简为出发点 关于于绿色工程机械产品的设计和制造的研究 连通主义视域下的个人学习环境的实施 常用方法 工艺技术 遵循的原则 工程机械绿色化 报废处理技术 模块化设计 循环设计 组合设计 可拆卸设计 绿色包装设计等等设计方法 精确成型工艺 干式加工技术 工艺模拟技术 新型制造技术 敏捷制造技术 资源的综合利用原则 能源消耗最少原则 环境污染最少原则 工程机械的使用要尽可能的考虑到对环境的污染 做到绿色操作 绿色保养 绿色处理污染物 报废够的工程机械要尽快拆卸 回收有用零件 属于组成部分的应当作为晋升材料打碎 回炉处理 绿色设计理念在塔式起重机中的具体应用 绿色设计理念在塔式起重机金属结构的应用 绿色设计理念在塔式起重机金属结构可以从起重臂设计来看 起重臂设计制造中的应用实践主要有以下几个方面 第一在起重臂的设计结构上来看 塔式起重机起重臂主要有三种 桁架水平式 桁架压杆式 桁架混合式 在桁架式臂架结构的设计时 在臂架的截面可以设计成为矩形 内部可以设计成空心结构 在腹杆设计成三角形斜腹杆体系或者是带竖杆的三角形腹杆体系 这样既能满足结构性能 还可以达到节省材料的目的 满足绿色设计理念的基本要求 绿色设计理念在塔式起重机塔身设计中的具体应用 塔身的结构主要有以下五种 对五种结构进行受力分析之后 腹杆采用X型布置第五种设计结构 承载能力较强 整体的稳定性较好 为了安全起见 并且降低制造成本 我们来计算具有相同稳定性和整体稳定性的情况下 怎样最节省材料 分别取出组合杆件的一个节间 并且向它们两端施加一个单位的剪力 图一中的前两个为图2中的 a 第三第四为图2中的 b 第五个X型的为图2中 c 图1塔式起重机塔身常用结构形式 图2塔身典型结构单位力图 设是在单位力Q 1的作用下发生的形变 那么 剪切角 1 我们假设h b l 斜缀角的横缀条合斜缀角的面积都等于A 对于 a 的结构 我们可以得到 2 其中 表示第i杆收到的轴向力 表示第i杆的长度 表示第i杆的横截面面积 b 结构 3 c 结构是一个一次超静定的结构 所以我们首先要解除多余约束 设约束力为x 那么由于变形条件就可以得到 即 从而我们就可以得到 4 从 1 4 可以看出 腹杆X型的布置的结构整体的稳定性较好 承载能力比较强 并且在能够保证安全的的前提下 最大的限度的减少制造成本就是绿色设计的一个理念 下面在是用等稳定性进行分析它们的材料的使用情况 为了保证集中不同的结构拥有相同的稳定性 我们设置各个结构的节距都是l 柔度系数都设置成为那么 结构 a 的截面面积 结构 b 的截面面积 结构 c 的截面面积 结构 a 的缀材质量 结构 b 的缀材质量 结构 c 的缀材质量 其中p为材料密度通过比较 在稳定性一定的情况下 用图1的第五种结构是材料成本最低的一种 这呼吁事故绿色设计理念中强调的材料最省原则 绿色设计理念在起升机构中的具体应用 绿色设计理念在起升机构设计方案中的应用 现给出两个设计方案 方案1 使用拨叉变速减速器1 拨叉2 滑动齿轮3 电动机4 卷筒 这种方案根据不同的齿轮的互相啮合从而产生不同的传动比 最终可以输出不同的速度 1 最小速度滑动齿轮的最小齿轮与中间齿轮组的最大齿轮啮合 这个时候传动比最大 速度最小 2 中档速度当滑动齿轮的中间齿轮与中间齿轮组的中间齿轮啮合 这个时候实现中档变速 3 最大速度当滑动齿轮的最大齿轮与中间齿轮组的最小齿轮啮合从而产生最小的传动比 这个时候速度最大 方案2 双电机 行星差动减速器1 副电动机2 主电动机3 卷筒 这个方案可以根据电动机1 2以及行星差动减速器的配合实现四种变速情况 1 微速升降如果需要微速升降的时候 主电动机断电 中心轮制动 辅助电机启动 经过二级变速就会带动内齿轮圈 从而通过行星轮带动卷筒卷动 2 正常升降主动机接通 辅助电机断电制动 主动机经过中心轮和转臂减速 就可以得到正常需要的转速 3 最大升降速度主动机和辅助电机都接通 并且转向相同 通过差动转动 就会得到最大的转速 4 第四种速度主动机和辅助电机都接通 但是转向不同 这个时候通过差动转动 就会出现第四种速度 该机构可以实现一定范围内的无级变速 满足转动比大且范围广的要求 方案分析 方案一不能实现无级变速 并且变速频繁也适应不了 每次变速前都必须停止设备的工作