動平衡機造型設計分析

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為了更好地滿足高校教學科研任務要求和使用人群的特點，從綠色設計角度對動平衡機外觀造型進行了重新設計．造型設計動平衡機整體造型主要考慮實用性、科學性和藝術性．①實用性：結合現代科學技術，利用人機工程學原理，根據使用功能的目的性、先進性與安全可靠性，體現產品的功能美，提高產品的宜人性．②科學性：結合現代制造技術，利用先進加工工藝，根據使用者和生產者的利益要求，降低產品成本創造高的附加值，體現產品的結構美、技術美、工藝美．③藝術性：結合美學法則，根據時代審美觀念，創造色彩美、造型美、材料美的新穎產品，體現“人－產品－環境”的整體和諧美．RYS－30型動平衡機由四部分構成（見圖1）：右側是工作臺，其下是機座；左側是控制箱，其下是動力源．RYS－30型動平衡機四部分各自獨立，每一部分的設計未考慮相關部件的配合與協調，外觀上顯得散亂、無序，導致使用操作不方便．依據綠色設計原則，對RYS－30型動平衡機進行了重新設計，改進后的動平衡機（ZJD－1型）具有以下特點：整體造型擺脫了傳統的造型方式，將各部分結構由分體式設計改進為一體式設計（見圖2、圖3）．動平衡機外觀為一個整體，側開門、散熱孔、線孔等結構表現出功能美感，使得整體造型協調統一，細節設計豐富．整體造型最大化地利用幾何平面，因為面在二維空間上具有擴延感，且面的邊線為直線，給人的心理感覺是簡潔、大方、莊重和穩定，這與高校實驗室實驗儀器的產品定位相吻合，突出了人性化的設計理念．

1材料及工藝

材料選用將RYS－30型閃光式動平衡機木質結構的桌式機座和金屬外觀設計改進成鈑金結構的柜式機座，增強了整機的金屬質感和現代感，符合當今設計的潮流；且在整體尺寸不變的情況下，后部增加了可存放小型實驗工具的工具柜，符合綠色設計材料最佳利用原則．改進后的ZJD－1型動平衡機造型在以下幾個方面體現了綠色設計思想：①在ZJD－1型動平衡機的設計中使用RYS－30型閃光式動平衡機機座、支撐架等原有部件，在產品生命周期過程中最大限度地利用了原材料；②在滿足動平衡機使用功能的前提下，平衡機造型結構得到簡化，整體造型更加流暢和美觀，易于操作，更加符合人機工程學的要求；③ZJD－1型動平衡機采用單片機控制進行測量，支撐架根據試件尺寸來調整，可實現最佳的生態經濟效益．

工藝應用工藝應用體現在易于制造和裝配．為了減少環境污染，在加工過程中，通過選擇合理的原材料、改進加工手段等方法，降低零部件在加工、生產過程中原材料的浪費、能源的消耗．動平衡機造型和結構綠色設計，主要采用鈑金材料，尺寸規格統一，沖裁工藝簡單，易于制造和裝配．動平衡機的表面處理，大塊面采用噴塑、絲網印刷工藝，對環境的影響小，滿足用戶對產品的美感要求．

可回收性設計可回收性設計是基于合理利用資源、能源的環保理念，在產品設計、制作過程中，盡可能使用可二次利用或者在產品生命周期結束之后可以回收的材料，以使環境的負面影響降到最低值．在動平衡機造型設計中考慮可回收性設計因素，造型材料采用鈑金件利于回收，平衡轉子支架、主軸連接部分的結構設計易于回收再生產．

可拆卸性設計在產品設計時，應考慮產品可拆卸性因素，有利于產品后續維修和使用后回收處理．動平衡機在教學科研中使用頻率高，轉子轉速高，轉子支架易于磨損，而采用V型墊鐵結構，易于拆卸和維修，易于有用零部件的回收，提高了材料使用率，減少了對環境的污染．在動平衡機結構設計時，根據盤類、軸類轉子的形狀，設計可變并易于拆卸的連接方式．

2動平衡機造型的綠色設計原則

綠色設計原則是在產品生命周期全程，能夠達到保護環境的目的，實現資源利用率最大化，資源消耗最少．根據動平衡機造型的綠色設計的術分析，結合工業產品設計流程，提出動平衡機造型綠色設計原則如下：（1）產品生命周期設計原則．在動平衡機造型設計時，首先考慮產品生命周期全過程的環境設計因素，以節約資源為重點，考慮環境與資源效益分析等因素，在保證產品質量前提下延長產品生命周期．（2）資源最佳利用原則．在動平衡機造型材料選用時，遵循資源最佳利用原則：①考慮其再生能力，采用可再生資源；②選用高質量材料，延長產品的使用壽命；③在保證產品功能質量的前提下，力求產品造型及結構簡化，在產品退出使用功能后，要易于拆卸、回收或再利用．（3）能源消耗最小原則．在動平衡機外觀制造和裝配過程中，要求減少能耗，一是使用清潔能源或二次能源；二是力求產品整個生命周期循環中能耗最少．（4）“零污染”原則．在動平衡機造型設計時，要消除污染因素，實施“預防為主，治理為輔”的清潔生產等環保措施，從根本上防止環境污染．（5）技術先進原則．在綠色設計理念中，采用最先進的測試技術，創造性地研究應用于平衡機造型設計中，才能取得最佳生態經濟效益，體現綠色理念的特定效果．

3結語

在ZJD－1型動平衡機造型的綠色設計中，不僅有技術層面上的考慮，更重要的是設計理念的轉變．從動平衡機整體造型、材料選用、制作工藝、使用功能、可回收、可拆卸性等方面，全方位考慮資源利用和環境影響，在設計中表達設計與生產的調和，技術與藝術的融合，生活與生態的和諧統一。

作者：付曉莉單位：中原工學院