关于机械环境负荷评价

摘要：我国《清洁生产促进法》已明确地提出了“清洁生产”、“绿色机械”的概念,这是今后机械工业发展必须遵循的原则。对工程机械来说,降低对环境的负荷是非常重要的,也是今后工程机械技术发展的重要课题和体现工程机械水平的重要标志。

关键字：机械 环境 负荷 评价

要降低工程机械对环境的负荷,首先要研究探讨工程机械对环境的评价指标,需要分析工程机械对环境的影响表现在哪些方面,用哪些具体指标能全面确切地反映工程机械对环境的负荷。这需要工程机械全行业进行探讨,从而制定出降低工程机械环境负荷的具体的技术方针。

1.　工程机械环境负荷的评价指标

ISO提出了总的评价指标LCA (生命周期评估Life Cycle Assessment),其定义是:汇总评估一个产品(或服务)体系,在其整个生命周期的所有投入及其对环境造成的和潜在的影响的方法。对工程机械来说,是从原材料开采——材料制造——产品制造——流通过程——使用过程——直至报废,整个寿命周期各个阶段资源和能源的投入、各种环境负荷的产生都包括在内的综合环境负荷评价方法。过去我国生产企业往往不重视产品制造对环境的影响,许多单位没有通过ISO 14001认证,对自己产品的报废处理以及报废对环境所造成的负荷都没有很好考虑。因此LCA的提出使我们对一个产品的环境影响有了较全面的认识。

但是LCA是综合评价环境负荷的观点和方法,对工程机械尚需具体化、明确化,深入研究和探讨能反映工程机械整个寿命周期对环境负荷的总体指标,建立工程机械产品综合、具体、明确、简便、可量化衡量的环境评价指标,这是一个有待我国全行业进行研究和探讨的问题。

2.　降低环境负荷的设计

降低工程机械对环境的负荷,研制开发环保型工程机械应该从设计阶段开始,可以说工程机械的环境性能很大程度上是设计阶段所确定的。在设计的开始就应该从零部件的选用、材料的使用,产品的制造、使用、维修、再生利用以及报废等所有阶段对环境所造成的负荷进行综合考虑

2.1　工程机械及其零部件的长寿命设计、降低能耗设计、减轻重量设计延长产品寿命可减少机械的生产量和减少其报废量,降低产品能耗可减少能源消费和废气排放,减轻产品重量可减少材料和资源的消耗。为此在设计中应尽量减少机体和作业装置的体积和重量,提高传动系统零部件的强度和耐久性,实现液压系统高压化、轻量化和高效率化。

2.2　设计循环型机械提高工程机械再生可能率

尽量采用能再生利用的材料和资源,在部件设计中要考虑再生利用,采用易于再生的构造设计和便于分解的模块化结构。对消耗品零件应考虑尽量减少废弃部分,要研究开发再生和修补技术。从减少环境负荷角度考虑世界各厂家生产的同类的零部件应能互换,尽量通用。

2.3　尽量采用低环境负荷材料和生态(生化分解)材料

应尽可能不使用氟利昂(空调)、石棉、含氯橡胶和树脂等有害材料。在仪表和印刷电路板、散热器、脂添加剂和蓄电池等生产中,应尽量减少或替代铅的使用,努力实现无铅化。工程机械在自然环境作业并经常在野外保养维修,对环境污染可能性大,因此研制生物分解液压油来替代石油基液压油很有必要。

2.4　考虑废弃处理综合成本

产品设计要考虑报废时废弃处理简单,尽量降低处理的费用,解体方便、破碎容易,能焚烧处理和可作为燃料回收能量等问题。为了处理方便,树脂类零件应标注其材质。

2.5　选用低公害发动机

工程机械所有部件中发动机对环境影响最大。采用高效率、低油耗、低排放、低噪声的发动机对降低环境负荷很重要,因此目前世界上都在致力于开发低公害发动机,正在采用一系列的技术措施,如通过采用高增压和高压缩比,改善燃烧室和燃油喷射系统。

2.6　降低噪声和振动设计

降低噪声应注意降低发动机冷却风扇和排气管噪声,同时考虑降低液压系统油泵振动、阀节流和油管振动等产生的噪声及传动系统产生的噪声等,并要注意车体各部分因共振产生的噪声。应注意降低由于机体振动(由于大惯性质量作业装置急操作)而传给地面的振动。

3.　使用和报废阶段降低环境负荷的措施

工程机械在使用阶段需要进行修理,更换零部件,如何进行资源再生利用,防止环境污染,降低用户费用非常重要。

3.1　油液和脂

工程机械采用大量的油液和脂,包括发动机和传动系的油,液压传动和操纵系统的传动液压油,机械各关节处的脂等,在设计中应尽量考虑减少其使用量和采用稳定性好的优良油品。在使用中应注意油液的品质和管理,要保持液压油的清洁度和防止油劣化,尽量延长油液使用寿命和更换间隔。

3.2　液压油

工程机械广泛采用液压传动,对液压系统来说保持油的清洁度很重要。液压油中杂质是液压元件故障和磨损的主要原因,液压油需要更换的主要原因是进入了杂质(垃圾、磨损物和水分)。

3.3　液压软管

工程机械采用不少软管,但软管在使用中逐渐损坏,使用寿命短。因此要求能检测出软管劣化状态以防止破裂,并在油路装设锁止阀,阻止软管破损时油液流出。为了减少软管废弃量,在可能的条件下尽量使用硬管,并希望开发管接头能重复使用的软管。

3.4　外表结构件

从产品外形设计和成本的角度考虑,树脂外表结构件有增加的趋势,但因在使用过程中易损伤、修补困难,一般都需进行更换,从资源有效利用和用户费用负担来看都存在问题。目前需要开发树脂部件的简易修补技术和金属材料低成本的冲压技术。

4 结束语

随着经济建设的发展,工程机械的品种和数量已达到相当可观的程度,而且还在不断增加。我们必须认识到任何机械都要消耗资源,产生排放物造成环境负荷,因此应该明确提出评价工程机械的一个重要指标——环境性能,并尽力从设计、制造、使用和报废等各个环节去降低它对环境的负荷。

参考文献：

[1] 申琪玉;绿色建造理论与施工环境负荷评价研究[D];华中科技大学;2007年

[2] 王玉玲;机械可靠性维修性优化设计方法及其在工程机械中的应用[D];山东大学;2007年

[3] 冯梅;西田隆仁;;国外环境负荷物质规制状况[A];第十一届中国摩擦密封材料技术交流暨产品展示会论文集（密封卷）[C];2009年