"这篇论文研究了基于生命周期的采煤机绿色评价方法,旨在解决采煤机制造过程中的能耗和环境问题。通过运用多目标分析理论对摇臂传动系统进行优化设计,确定质量作为关键的绿色评价因素。接着,构建了从原材料开采到设备出厂的系统边界,使用eFootprint软件对采煤机进行生命周期建模和清单分析,以铸件、锻件、焊接件为分类,量化评估了各个环节的能源消耗和环境影响。研究发现,摇臂、牵引部和截割电机三个部分中,摇臂壳体、机壳和冲片-硅钢片对能源消耗和全球变暖潜力的贡献最大。这种方法有助于识别出能耗最高的部件,为采煤机的绿色制造提供指导。"
在当前环保意识日益增强的背景下,针对采煤机这一大型机械设备,其在加工制造过程中的高能耗和环境污染问题成为亟待解决的挑战。本研究提出了一种创新的绿色评价方法,基于生命周期评价(Life Cycle Assessment, LCA),以实现对采煤机全生命周期的环境影响进行科学量化。
首先,研究聚焦于采煤机的摇臂传动系统,利用多目标分析理论进行稳健性优化设计。多目标分析允许同时考虑多个相互冲突的设计目标,如质量、性能和成本,从而确保在满足功能要求的同时降低环境影响。在此基础上,质量被确认为影响绿色评价的关键因素。
接下来,研究者定义了从原材料获取到采煤机完成制造的整个生命周期为评价范围,建立了详细的物料清单(Material Input and Output List, MIO List)。通过eFootprint软件,对采煤机的各个组件进行了模型化,包括铸件、锻件和焊接件的分类,以此来详细分析每个生产步骤的能源消耗和环境足迹。
在分析结果中,摇臂的能源消耗和全球变暖潜力主要由摇臂壳体贡献,占比分别为49.50%和52.91%。牵引部中的机壳占据了能源消耗和全球变暖影响的最大份额,分别为64.55%和63.95%。而在截割电机部分,冲片-硅钢片对能源消耗和全球变暖潜力的贡献最大,分别是58.05%和63.27%。
这项研究不仅揭示了采煤机制造过程中关键的环境影响源,也为机械产品的绿色设计提供了新的视角和工具。通过这种方法,制造商可以更精确地识别和减少高能耗组件,优化生产工艺,从而推动采煤机行业的可持续发展。同时,该方法也可应用于其他复杂机械产品的绿色评价,促进整个制造业的绿色转型。