坚持绿色设计理念及在工业机械产品中的应用

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Adhereing to green design concepts and the application in industrialmachinery productsSHEN Zhong-liangNuclear Industry Yantai Tongxing Industrial Co.，Ltd.，Yantai，Shandong 264000，China)Abstract：The current design adhere to green design that is an important issue in the curent design domain，the ar-ticle introduces the concept and content and procedures and the key technology and its application of green design，be-cause of influence of green product design on the mechanical manufacturing industry，and finally gives a summary。

Keywords：Mechanical Industry；green design；concept1 绿色设计的定义。原则与特点1.1绿色设计的定义绿色设计是以环境资源为核心概念的设计过程，即在产品的整个生命周期内，优先考虑产品的环境属性，并将其作为产品的设计目标，在满足环境目标的同时保证产品的物理目标。绿色设计包含了产品从概念形成到生产制造，使用乃至废弃后的回收，再用及处理的各个阶段，即涉及产品的整个生命周期，是从摇篮到再现”的过程。

1.2绿色设计的原则(1)代内平等原则：是指当代人之间需求的平等原则，绿色设计必须遵循这-原则，即设计必须是针对全球公民的，任何个人，任何利益集团，任何国家都无权特殊对待。在生态规则面前人人平等。

(2)代间平等原则：是指当代人与子孙后代之间需求的平等原则，绿色设计必须遵循这-原则，即设计必须为子孙后代造福，合理地使用各种自然资源，考虑自然资源的循环使用，在满足当代的需求同时，兼顾后代利益，承担起对世世代代的责任和义务。

(3)局部利益服从全球利益原则：人类从事改造自然活动，其后果常常具有和时间的后延性。因此，绿色设计必须把全还需利益放在第-位，协调各个局部，各个方面的利益，以求人类整体处于最佳状态。

(4)长远利益高于眼前利益原则：这就要求国家和社会共同负起责任，抛弃短期行为，牺牲眼前利益，着手长远考虑，把目光投入人类深远的未来，使经济增长的总规模与地球的承收稿 日期：2013-05-12作者简介：沈忠良(1982-)，男。山东烟台市人，助理工程师，主要研究方向：机械设计。

1.2机械绿色产品特点用绿色设计方法设计出的产品称为绿色产品，这是本世纪的主导产品，它应具有以下特点：①良好的环保性；②先进的功能；③高效率；④优良的质量；⑤低廉的价格；⑥创新含量高；⑦生命周期短；⑧多品种、个性化；⑨体积校(1)产品的闭环设计过程。传统设计的产品生命周期是指从设计 、制造直至废弃的所有阶段，而产品废弃后的各个环节则没有被考虑，是-个-环过程，绿色设计的产品生命周期除传统产品生命周期各阶段外 ，还包括产品弃后的拆卸回收，处理及处置，是-个闭环过程。

(2)节约资源和能源绿色设计。从整体上优化产品性能，使组成产品的零部件和材料得到有效地利用 ，减少了对材料资源及能源的需求，减缓了资源消耗 ，使其以合理地、持续地使用。

(3)从源头上减少环境污染。绿色设计减少了废弃物的产生，减少了大量垃圾处理所造成的种种棘手问题。

(4)有利于保护环境维护生态系统的平衡和实现可持续发展是绿色设计的核心，绿色设计可以预先设法防止产品及工艺对环境产生的副作用。

1.3绿色设计是可持续发展的必然选择为了使社会和经济获得可持续发展，就必须遵循绿色设计的原则，人们已清醒地认识到：①可持续发展把发展问题放在优先考虑的地位；②可持续发展必须以保护环境为重要内容，实现资源、环境的承载能力与社会经济的发展相协调。

2 绿色产品设计程序绿色设计的目的是克服传统设计的不足，使所设计的产品满足绿色产品的要求，预先在设计中就防止产品及工艺对第 40卷第 7期 沈忠良：坚持绿色设计理念及在工业机械产品中的应用 83环境产生的负作用，在产品整个寿命周期中都把其绿色程度作为设计目标。即在方案设计阶段，就充分考虑到产品在制造、销售、使用及报废对环境的各种影响，与产品有关的技术人员都应密切合作，信息共享，运用环境评价准则约束制造、装配、拆卸、回收等设计过程，并使之具有良好的经济性。所以，在绿色设计的过程中，要借助传统设计程序方法，合理处理工、管、社会、环境等诸多学科的内容，并使之有机的融合为- 个整体。这是-种是集产品的质量、功能、寿命和环境为-体的设计系统。

3 绿色设计的关键技术(1)产品结构设计。除了满足普通产品的基本要求外 ，主要考虑结构的易于拆卸与回收处理。拆卸是废弃物回收的前提，回收则是废弃物再利用的保证其研究内容包括：①产品拆卸设计方法研究；②拆卸评价指标体系的建立；③拆卸结构模块的划分及其结构设计；④回收工艺及方式的研究；⑤产品可回收性评价模型的建立；⑥零部件及材料分类编码及识别系统的建立等。

(2)产品材料选择绿色材料是构成绿色产品的基矗其研究内容包括：①材料选择的经济I生分析；②材料选择对环境影响的定量化分析；③材料绿色程度综合评价理论和方法；④材料相容性分析和优化配备技术等。

(3)产品的可回收性设计∩回收性设计是指在产品设计初期充分考虑其零件材料的回收可能性，回收价值大小，回收处理方法，回收处理结构工艺等与回收性有关的-系列问题，最终达到零件材料资源 ，能源的最大利用 ，并对环境污染为最小的-种设计思想和方法，可回收性设计包括以下 4方面的主要内容：①可回收材料及其标志；②可回收工艺与方法；③可回收性经济评价 ；④可回收f生结构设计。

(4)产品的可拆卸性设计。现代机电产品往往使用着多种不同材料，因而其拆卸就成为 目前绿色设计研究的主要热点。

它要求在产品设计的初级阶段就将可拆卸性作为结构设计的- 个评价准则，使所设计的结构易于拆卸 ，维护方便 ，并在产品报废后可重用部分能充分有效地回收和利用，以达到节约资源和能源，保护环境的目的可拆卸性要求在产品结构设计时改变传统的联接方式，代之以易于拆卸的联接方式。

(5)绿色设计数据库。 绿色设计数据库是-个庞大复杂的数据库，该数据库对绿色产品的设计过程起着举足轻重的作用，它应包括产品寿命周期中与环境、经济等有关的-切数据，如材料成分、各种材料对环境的影响值，材料自然降解周期，人工降解时间、费用、制造 、装配、销售、使用过程中所产生的际加物数量及对环境的影响值，环境评估准则所需的各种判断标准等。

(6)产品环境性能设计。不同的产品对环境有不同的影响，设计时应根据产品性能 ，旧能满足对环境的要求。如生产电冰箱要求不用氯氟类的制冷制和发泡剂，减少或消除酸洗、磷化过程中产生的环境污染物，降低能耗，减少噪声等。

(7)产品资源性能设计。为了使产品的资源得到合理利用和配置，其研究的主要内容是：①产品生命周期的资源消耗模型建立；②产品生产过程的资源消耗特性分析等。

4 绿色设计方法在机械工业产品中的应用(1)机械工业产品泛指：①金属切削机床系统 ；②工程机械产品系统；③冶金机械产品系统；④矿力机械产品系统；⑤国际机械产品系统；⑥各种轻工机械与专用机械等。

(2)强调机械产品的功能与外观造型相结合。机械产品的设计指导思想是根据不同的用途 、目的、功能来实现用户的愿望，如：数控机床的设计与加工历经20余年深入改革，我国机床工业有了长足的发展，无论是功能与外观造型都达到国际先进水平。

(3)在结构可拆卸方面 ：按照下列原则进行：①在满足功能要求和使用要求的前提下，旧能采用简单的结构和外形，旧能组成产品的零件材料种类最少 ；②采用易于拆卸的连接方式 ；③尽量避免零件表面的二次加工；④尽量避免在注塑零件中嵌入金属；⑤使用相同规格的固定部件，固定部件应标准化。

在材料方面可回收方面：按照下列原则进行；①机械产品的结构应易于拆卸；②使用易于回收的材料；③用同-材质部件，少用多种材质部件；④把部分材料的成分进行标识。

(上接第 8l页)使钢产生弥散硬化组织，增加材料的硬度和抗拉强度，提高钢的热强性。与钼配合使用，可进-步提高铬镍不锈钢在稀硫酸中的耐蚀性能。

(8)Mo的作用。Mo是难熔金属，熔点高(2625℃)。Mo固溶到基体金属中能提高固溶体的再结晶温度。Mo是缩小y-Fe相区、扩大 -Fe相区的合金元素，又是强碳化物形成元素。对提高耐热钢的热强性有较好的作用。Mo在铁中可显著地抑制铁的自扩散，提高固溶体的再结晶温度。Mo溶入铁素体可使原子之间的结合力增大，使晶格发生畸变，提高钢的强度。在含 Mo的低合金耐热钢中，Mo的作用是强化固溶体及形成性质优异的细小的碳化物相。Mo在高合金奥氏体钢中的主要作用是形成时效强化相。

4 结语焊缝成分测试表明：焊缝的成分与母材相近，其中 Cr的含量都超过了 12%，Ni含量超过了 8%，说明焊缝具有良好的抗腐蚀性能。焊缝成分设计满足要求。