动平衡机造型设计分析

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为了更好地满足高校教学科研任务要求和使用人群的特点，从绿色设计角度对动平衡机外观造型进行了重新设计．造型设计动平衡机整体造型主要考虑实用性、科学性和艺术性．①实用性：结合现代科学技术，利用人机工程学原理，根据使用功能的目的性、先进性与安全可靠性，体现产品的功能美，提高产品的宜人性．②科学性：结合现代制造技术，利用先进加工工艺，根据使用者和生产者的利益要求，降低产品成本创造高的附加值，体现产品的结构美、技术美、工艺美．③艺术性：结合美学法则，根据时代审美观念，创造色彩美、造型美、材料美的新颖产品，体现“人－产品－环境”的整体和谐美．RYS－30型动平衡机由四部分构成（见图1）：右侧是工作台，其下是机座；左侧是控制箱，其下是动力源．RYS－30型动平衡机四部分各自独立，每一部分的设计未考虑相关部件的配合与协调，外观上显得散乱、无序，导致使用操作不方便．依据绿色设计原则，对RYS－30型动平衡机进行了重新设计，改进后的动平衡机（ZJD－1型）具有以下特点：整体造型摆脱了传统的造型方式，将各部分结构由分体式设计改进为一体式设计（见图2、图3）．动平衡机外观为一个整体，侧开门、散热孔、线孔等结构表现出功能美感，使得整体造型协调统一，细节设计丰富．整体造型最大化地利用几何平面，因为面在二维空间上具有扩延感，且面的边线为直线，给人的心理感觉是简洁、大方、庄重和稳定，这与高校实验室实验仪器的产品定位相吻合，突出了人性化的设计理念．

1材料及工艺

材料选用将RYS－30型闪光式动平衡机木质结构的桌式机座和金属外观设计改进成钣金结构的柜式机座，增强了整机的金属质感和现代感，符合当今设计的潮流；且在整体尺寸不变的情况下，后部增加了可存放小型实验工具的工具柜，符合绿色设计材料最佳利用原则．改进后的ZJD－1型动平衡机造型在以下几个方面体现了绿色设计思想：①在ZJD－1型动平衡机的设计中使用RYS－30型闪光式动平衡机机座、支撑架等原有部件，在产品生命周期过程中最大限度地利用了原材料；②在满足动平衡机使用功能的前提下，平衡机造型结构得到简化，整体造型更加流畅和美观，易于操作，更加符合人机工程学的要求；③ZJD－1型动平衡机采用单片机控制进行测量，支撑架根据试件尺寸来调整，可实现最佳的生态经济效益．

工艺应用工艺应用体现在易于制造和装配．为了减少环境污染，在加工过程中，通过选择合理的原材料、改进加工手段等方法，降低零部件在加工、生产过程中原材料的浪费、能源的消耗．动平衡机造型和结构绿色设计，主要采用钣金材料，尺寸规格统一，冲裁工艺简单，易于制造和装配．动平衡机的表面处理，大块面采用喷塑、丝网印刷工艺，对环境的影响小，满足用户对产品的美感要求．

可回收性设计可回收性设计是基于合理利用资源、能源的环保理念，在产品设计、制作过程中，尽可能使用可二次利用或者在产品生命周期结束之后可以回收的材料，以使环境的负面影响降到最低值．在动平衡机造型设计中考虑可回收性设计因素，造型材料采用钣金件利于回收，平衡转子支架、主轴连接部分的结构设计易于回收再生产．

可拆卸性设计在产品设计时，应考虑产品可拆卸性因素，有利于产品后续维修和使用后回收处理．动平衡机在教学科研中使用频率高，转子转速高，转子支架易于磨损，而采用V型垫铁结构，易于拆卸和维修，易于有用零部件的回收，提高了材料使用率，减少了对环境的污染．在动平衡机结构设计时，根据盘类、轴类转子的形状，设计可变并易于拆卸的连接方式．

2动平衡机造型的绿色设计原则

绿色设计原则是在产品生命周期全程，能够达到保护环境的目的，实现资源利用率最大化，资源消耗最少．根据动平衡机造型的绿色设计的术分析，结合工业产品设计流程，提出动平衡机造型绿色设计原则如下：（1）产品生命周期设计原则．在动平衡机造型设计时，首先考虑产品生命周期全过程的环境设计因素，以节约资源为重点，考虑环境与资源效益分析等因素，在保证产品质量前提下延长产品生命周期．（2）资源最佳利用原则．在动平衡机造型材料选用时，遵循资源最佳利用原则：①考虑其再生能力，采用可再生资源；②选用高质量材料，延长产品的使用寿命；③在保证产品功能质量的前提下，力求产品造型及结构简化，在产品退出使用功能后，要易于拆卸、回收或再利用．（3）能源消耗最小原则．在动平衡机外观制造和装配过程中，要求减少能耗，一是使用清洁能源或二次能源；二是力求产品整个生命周期循环中能耗最少．（4）“零污染”原则．在动平衡机造型设计时，要消除污染因素，实施“预防为主，治理为辅”的清洁生产等环保措施，从根本上防止环境污染．（5）技术先进原则．在绿色设计理念中，采用最先进的测试技术，创造性地研究应用于平衡机造型设计中，才能取得最佳生态经济效益，体现绿色理念的特定效果．

3结语

在ZJD－1型动平衡机造型的绿色设计中，不仅有技术层面上的考虑，更重要的是设计理念的转变．从动平衡机整体造型、材料选用、制作工艺、使用功能、可回收、可拆卸性等方面，全方位考虑资源利用和环境影响，在设计中表达设计与生产的调和，技术与艺术的融合，生活与生态的和谐统一。

作者：付晓莉单位：中原工学院