試論節能設計理念在機械制造與自動化中的應用

郭敬飛

（山西霍爾辛赫煤業有限責任公司，山西 長治 046000）

引言

目前，能源的嚴重浪費是各行各業發展中不可避免的問題，機械制造與自動化的結合在推動其他行業進一步發展的同時，自身嚴重浪費能源的問題也是不可避免的。在我國能源資源不斷減少的形勢下，要想實現工業的可持續性發展就必須要做到節能減排，因而在機械制造與自動化中應用節能設計理念，從設計階段使機械制造與自動化的能耗降到最低，具有著重要的現實意義。

1 機械制造與自動化的發展現狀分析

自我國改革開放以來，機械制造技術發展迅速，同時在我國的工業生產中占據了越來越重要的地位。近年來，隨著科學信息技術的深入普及，各行各業都開始廣泛地運用計算機技術，特別是在機械制造行業中，通過與計算機技術的有機結合，使機械制造趨于自動化，且其工業產品制造的完成也越來越安全與快速，使機械制造行業更加快速的發展，現在機械制造與自動化的顯著特點就是高安全性與高效率生產。同時因為機械制造技術與自動化技術的有機結合，使得我國的機械制造技術的發展也越來越快，并且近年來，國內的一些機械制造企業還開始嘗試與國際接軌，通過建立跨國公司使國際交流有效加強，通過這一舉措，國內許多機械制造行業的技術發展得到了有效的促進，其規模開始不斷擴大，也逐漸提高了其機械制造的自動化程度，從而競爭力不斷提高，并促進企業的快速發展［1］。

隨著能源能耗的增加與我國對節能減排的大力倡導，機械制造與自動化行業對節能環保技術發展的關注度也越來越高，且對于機械制造與自動化行業的發展而言，有效地引入節能設計理念非常必要。在現代工業中，機械制造與自動化行業發展的一項重要技術就是節能環保技術，通過對機械制造中各個環節的嚴格把控，有效地對節能設計理念進行應用，從而對機械制造與自動化行業持續健康的發展提供有效保障。

2 機械制造與自動化中節能設計理念的有效應用途徑

2.1 改進機械結構設計

在機械制造與自動化中應用節能設計理念時，貫徹節能設計理念的第一步就是改進機械結構設計，只有使機械結構設計真正做到節能環保，才能有效地保證整個機械制造設計做到節能環保。在改進機械結構設計時，節能設計理念的應用途徑主要可以體現在以下幾個方面。

1）選用低污染、低公害的發動機。發動機作為機械工程系統中最大且最關鍵的部件，其所排放出的噪音和氣體會極大程度地影響到外部環境。因此，使用環保型的發動機不僅可以有效減少噪音與氣體污染，還能使油耗與排量降到最低，同時有效提高加工效率，提升機械系統的動力，并極大程度上緩解了機械對于外部環境造成的污染壓力［2］。

2）液壓系統的設計要堅持節能原則。機械工程中的液壓系統會極大程度影響到整個機械工程的運行，要想使液壓系統的高效傳動得到有效保證，就要有效保證液壓系統的清潔度，這不僅要求嚴格把控油料的選擇，設計師在設計液壓系統時，也要將油液中的磨損物與微塵垃圾雜質進行徹底清除，從而使液壓系統的清潔得到有效保證，并極大程度延長換油的時間間隔，使液壓系統的故障發生率有效降低，同時大大降低配件的更新率，延長機械設備的使用壽命，對液壓系統的污染進行嚴格的控制。所以在對液壓系統進行改良設計時，應該要選擇耐腐蝕性強、防老化能力突出及密封優良的優質液壓管，軟管盡量用硬管代替，從而使軟管的廢棄量與損壞量有效降低，并因管道破裂而引起的環境污染問題減少。

3）改良機械工程駕駛室的設計。駕駛室是大型機械工程中操控機械工程最主要的控制室，在對機械工程駕駛室的設計進行改良時，可以采用防紫外線輻射玻璃、經減震降噪處理的全密封整體式“安全環保型”駕駛室，可將環保無氟型冷暖空調配備在駕駛室內，對人體工程學設計原理進行充分運用，設計一個基于FOPS 與POPS 技術的安全駕駛室，并將多元化美觀合理的色調搭配有效地融入到設計過程中，在保障駕駛員安全的同時，也有效緩解視覺上的疲勞，有效改善其工作環境的同時，也使作業效率得到提高［3］。

2.2 采用節能環保材料

1）機械工程系統設計時盡量選用可回收、可再生的材料。機械制造與自動化的材料選擇應該嚴格遵循可回收、可再生及易分解的基本原則，在生產加工過程中就不會有大量的有毒有害物質排放出來，也可以有效減小對環境的危害。特別是在進行結構設計時應該盡量選用可拆卸、可回收且無毒的材料，從而使機械材料的再生率有效提高，并使機械工程材料的浪費情況有效減少。

2）機械工程系統設計時要遵守長壽命、低能耗與輕重量原則。一般情況下，有效延長產品的使用壽命就是使機械產品的報廢率降低，同時也意味著減少了機械的產品產量。機械產品的能耗降低也能減少污染，提高環保效率。從材料能耗降低的角度，將機械產品的重量適量減輕，并從環境的負荷對于機械的要求方面進行優化設計，產品設計應于環境通用標準相符合，從而保證機械構件的通用性有效實現。

3）機械工程系統設計時盡量選擇綜合成本與污染最小的機械材料。在進行機械制造與自動化設計時，一些企業常常會忽視機械材料報廢以后的污染處理問題，為滿足節能要求的同時也使材料的綜合成本有效降低，應積極采用一些綜合成本最小化與低環保負荷的機械材料，并盡量避免使用樹脂、石棉、氟利昂以及含氯橡膠等類型的機械材料。

2.3 優化制作工藝

在設計機械制造與自動化系統時，結構與材料的設計是非常重要的內容，但是為了能夠使設計階段全過程的節能目標有效實現，制作工藝的優化也十分重要。

1）優化現有產品結構。眾所周知，機械制造與自動化系統中，設計零件越少且機械結構越簡單，在進行制造時所需的能源就會越低。除此之外，在制造過程中所需的能耗也會受到機械設計中零件形狀的影響。因此，在機械制造與自動化系統設計時，不僅要使產品的基本性能得到保證，還要使其零件盡可能簡化，使零件數量與機械體積減少，并優化其產品結構。

2）合理安排工藝工序。因為不同加工工藝產生的能耗不同，因而在進行產品加工時要合理安排加工工藝工序，對加工工藝進行節能設計，讓機械生產設備一直保持一個滿負荷運行的狀態，從而使生產設備的使用效率得到有效提高，并有效降低能源的浪費。

3 結語

我國機械制造與自動化在飛速發展的同時，也付出了能源大量浪費與消耗的代價。因而，各行各業應該高度重視節能環保問題，將節能設計理念貫徹落實，在保護環境的同時要促進企業的可持續性發展。

［1］曹雅莉.淺析節能設計理念在機械制造與自動化中的應用［J］.裝備制造技術，2013（8）：257－258.

［2］范盈圻.機械制造與自動化中的節能設計理念分析［J］.科技資訊，2015（10）：96.

［3］張成磊，劉朝利.機械制造與自動化設計中的節能設計理念研究［J］.科技風，2014（13）：56.