摘要：在当前社会中能源的消耗越来越大，节能的重要性也日益突出。在机械设计当中也对此十分的重视，通过合理的设计，有效降低能源的浪费，降低机械生产成本成为机械设计中重点考虑的问题之一。本文主要对机械设计节能基本原理展开分析，并结合当前实际应用情况进行性分析。
关键词：机械设计；节能；基本原理；应用
随着人们对能源消耗的逐渐加大，人们逐渐意识到能源危机的严重性，在科技研发中越来越注重产品的节能，这使得节能技术得到极大的发展，尤其是在当前电子计算机技术、信息技术等快速发展的条件下。本文从机械设计节能基本原理入手，分析如何实现机械工作时的节能。
1机械设计节能基本原理
机械在工作的过程中，能源消耗的功率为机械工作的有效功率和损失功率之和。根据机械守恒原理，可以推导出如下的式子：NM=NSF+NCF+NR+dT/dt在上式之中，NSF表示的是其它作用力做功消耗的功率；NCF表示的是有势力做功消耗的功率；NR指的是无用的功率；dT/dt则表示的是该系统之中动能的变化率；NM则表示的是该机械设备输入的总功率[1]。现根据该式子进行机械设计节能分析：
1.1基于势能的机械设计节能方法
根据机械工作原理分析，可以知道有势力消耗的功率大小将会受到系统势能的影响。其主要表现为以下的情况：如果机械设备在工作的时候，势能会发生一定程度的变化，当势能发生变化的时候处于一段较短的时间之内，会使得机械设备在运作过程之中不能有效的利用该部分势能转化的能量，从而使得机械设备的有势力消耗增大，使得机械设备在运转过程中增大能源损耗[2]。为有效的控制这一现象，在进行机械设计的时候，应当尽可能的缩小机械势能变化的范围，减小有势力消耗的功率，从而实现机械设计节能。
1.2基于动能的机械设计节能方法分析
在机械运动中动能是其中最为关键的一部分，通常情况下，能源的消耗就是为了将其转化为有效的机械动能，从而达到自身所需要的状态。在关于动能的机械设计过程中，由于机械内部结构极为复杂，对动能的实际做功情况影响因素也较多。如：机械设备中零件制作的精确程度、零件的材质、机械设备的启停频率等都会影响到机械动能的实际有效做功率。因此，为了更好的提升能源的利用效率，实现节能的目的，在进行机械设计的时候，应当尽可能的减少机械运动过程中产生的摩擦力，以及其它一些制动作用力等，使得转化为有效动能的效率增加[3]。如：增加零件之间的装配精度、使用新型的机械材料、减少制动以及启停的频率。都能够实现机械设计节能的目的。
1.3降低其它的消耗功率
机械设备在运行的过程中，会差生很多的无用功率，有效的降低这部分消耗的功率，将能够有效提升机械设备运作过程中能源的使用效率，从而达到节能的目的。机械设备在工作的时候，零件之间、工作表面与物体之间都会产生摩擦力，其做功之后会产生大量的热量，这部分热量就是消耗的无用功率。同时机械设备在运行中，部分材料会发生轻微的弹性、塑性变形，这也是机械做功所产生的现象，也会造成功率的损耗。因此，在进行设计的时候，应当充分考虑这些因素造成的能源损耗，采取有效的措施减少其消耗的功率，从而实现节省能源的目的。
2机械设计节能基本原理的应用
当前在机械设计节能基本原理的应用中，在汽车上面表现得极为突出。不同的汽车之间能耗存在着很大的差异，这实际上也是机械运转能耗的一种体现。对于部分性能优异的汽车来说，其能耗比通常很高，汽车在运转过程中、制动过程中所损耗的能量相对要少的多[4]。如：当前汽车中油电混合做得最好的雷克萨斯，其可以将车子运行中、制动过程中的部分能量通过电能的形式进行存储，然后在需要的时候将其完美的利用起来，在下坡的时候，也可以将势能成功转化为电能。这样的一种能量转化储存技术，可以有效的降低汽车运行中所需要的能耗，最终达到节能的目的。当然除此之外，机械设计节能基本原理的应用还有着许多地方，如在大型的冲击压路机、加工机械设备中、升降机械设备之中都得到很好的应用，这些机械设备中很多都使用到机械设计节能原理。
3结束语
伴随着当今社会经济的快速发展，能源危机日益严重，这就迫使我们的工程师们在设计机械工具时一定要考虑到这些设备的节能性，尽量节省资源当中，平时施工工作者应用非常普遍的一种方法是冲击高压闪络法。该方法的检测原理是：在将冲压高压施加在故障电缆开端位置，进而非常迅速地击穿出现故障的位置，且将故障位置一瞬间的电压突跳信息数据记录下来。对电缆始末和电缆故障位置的数据信号的消耗时间进行认真地分析，进而测试其时间距离，最终获得故障位置，且实施相应的策略。
作者：徐伟 单位：武进开放大学
