機械設計制造及其自動化節能設計理念

劉大偉 張廣遠

摘要：隨著社會經濟的不斷發展，工業化生產的效率在不斷的提升，進而推動了機械設計制造與自動化的進步。但是在這樣的背景下，環境的污染問題也在逐漸的凸顯出來，因此需要將節能設計的理念融入到機械制造以及自動化的應用當中，進一步的實現社會發展和改善生態環境。本文主要對機械制造及其自動化的節能設計進行分析，從機械制造的概念和特點以及節能環保的優勢出發，對節能設計在機械制造與自動化的生產中的應用進行分析，旨在進一步的提高我國工業的進步與發展。

關鍵詞：機械設計；自動化；節能設計

引言

隨著社會體系不斷發展，機械制造與自動化結合被廣泛應用于各行業之中，但同時也出現了資源浪費等現象。因此，為使企業資源得以控制，同時促進企業經濟發展，將節能設計理念滲透到機械制造及自動化中已經成為工業領域發展的必然趨勢。

1機械制造及其自動化技術的發展現狀

自20 世紀70 年代以來，我國機械制造業發展速度十分迅速，再加上信息技術的不斷成熟，有效推動了機械制造與自動化技術的結合，賦予了機械制造業更多活力，使制造業發展更加安全，便利。我國機械制造業雖然發展迅速，但起步較晚，很多技術仍不夠完善，與國外一些發達國家相比，仍存在明顯的差距。另外，由于機械制造業相關技術不足，致使所生產的產品頻繁出現質量問題，所以相關企業應對機械制造及自動化技術發展提出合理解決策略，不斷推動機械制造及自動化技術發展。

2機械制造及其自動化的特點

機械制造與自動化是一種現階段比較創新型的生產工藝，它是匯集很多先進的工程技術為一體的技術，一方面能夠對機械生產的整體效率進行提高，另一方面也可以有效的保證機械產品的生產質量，它的進步與發展與現代化的工業的整體建設有著重要的關系，并且對整個經濟領域的發展和進步都有很大影響。它主要特點主要一下幾個方面：

首先，它的安全性是比較高的。機械制造與自動化的技術與傳統型的機械制造相比，更具有智能化和自動化。比如說在實際的生產流程中，一旦出現了故障，機械設備就會自動的暫停工作，自動采用相應的程序進行問題的修復，非常具有安全性。

其次，它的應用范圍比較廣。傳統型的機械制造一般都是僅僅局限于工業領域的，而現代化的機械制造已經開始被廣泛應用于醫療衛生行業和電子計算機行業等等，它為各個領域的行業的創新都提供了一定的發展契機。

最后，它具有的是微型化的造型、微型機械一反面可以讓整體的機械性能得到改變，并且還非常的輕便，對于工作人員來說更加方便使用和移動。

3應用節能設計理念的優勢

3.1提高設計效率

傳統的機械設計主要從產品的基本屬性出發，對市場進行了解和分析，進而再進行機械的設計工作，最后產出方案并且進行優化，這種傳統的設計理念設計的周期是比較長的，因此會降低生產的效率。如果在設計中利用上節能設計的理念，就可以重點從產品的性能出發，選擇適合的材料對工藝進行改良和優化，進而對產品設計和制造的周期進行縮短，從而提高設計的效率。

3.2促進傳統設計與節能理念的結合

把節能的理念與傳統的設計概念進行融合之后，設計人員進行設計的時候會對材料的使用效率進行提高，同時加大對機械性能的重視，提高機械使用的新能，可以在一定程度上減少對能源的消耗，能夠提高對能源和資源的使用效率，進而實現節能減排的目的。

3.3促進傳統設計與環保理念的結合

節能設計的理念會將環保理念與傳統的設計進行有機的結合，進一步的提高機械制造以及自動化的環保性能。在環保觀念的影響之下，相關的設計人員在進行機械設計的時候，會充分的考慮到原材料的環保性能，盡可能保證機械在使用之后是可以繼續回收利用的，做到資源的循環利用，提高對資源的利用率，進而減少機械設計及其自動化對環境造成的不利影響。

4節能設計理念在機械制造及其自動化中的應用

4.1 設計階段的節能措施

節能設計理念在機械制造及自動化中涉及多個領域，在機械制造及自動化技術設計階段，采取合理節能措施非常關鍵，主要包括對整個機械制造系統整體規劃，在設計階段，應著重考量節能設計理念合理性，確保機械制造及自動化設計階段節能理念對提升機械系統能源利用效率具有一定促進作用，例如機械制造中發動機和液壓系統是最為常見的動力系統，如何選擇節能動力系統就是十分關鍵的環節，高效的環保發動機對于能源消耗量過大問題可以進行合理解決，在此基礎上也可以削減排放系統負荷；而針對液壓系統，節能設計理念中最為關鍵的一步就是保持傳動液壓油清潔度，減輕液壓油對環境污染，以此來保障機械系統環保性。

4.2 材料選擇以及結構優化

節能設計理念作為一種新型技術能夠解決能源問題，推動工業發展。在機械制造及自動化技術中，材料選擇對節約能源效果起決定性作用，設計人員應選擇環保以及可回收相關材料，機械制造業中傳統設計理念以保障機械設備功能與壽命為主，所以通常選擇良好的材料以及厚重的結構。隨著對機械制造業發展，在了解機械構件受力以及機械構件受力特點情況下，可以對結構進行優化，降低材料選擇標準或者材料使用量，比如在機械制造業中，受扭矩圓柱狀結構，通過對該構件受力分析，可以了解到構件承受力都集中在圓柱狀結構外圍，中心位置并沒有受到強度扭力，所以設計人員可以針對這一特點，利用空間結構替換圓柱，在保障扭力不變情況下，降低機械材料使用量。除此之外，機械制造業結構所應用零件也需要選擇相對容易裝配與分解的模塊結構，同時保證材料可回收、可再生性，避免在機械加工過程中產生危害。

4.3 選擇合理的工藝

節能設計理念在機械制造及自動化中的應用需要相關人員選擇合理的工藝，對可循環能源進行充分利用，減少資源浪費現象。傳統機械制造工作人員會選擇冷鍛與熱鍛工藝，冷鍛工藝在低溫下進行，具有尺寸精度高、表面特征良好以及生產率高等特點，但工藝加工過程中會出現金屬變形抗力大的問題，需要在中間階段進行退火處理，從而保障工藝完整性；熱鍛工藝溫度需要保持在結晶溫度以上，并選擇相對應的設備對工藝材料進行加熱鍛造。通過對兩種工藝分析，可以認識到冷鍛工藝和熱鍛工藝都具有加熱流程，這會導致能源消耗。

基于節能考慮，相關人員運用溫鍛工藝最為合適，在制造工藝中選擇適當溫度，避免工藝二次加溫，不僅可以降低生產成本，而且可以降低能源損耗。為了保證節能設計理念在機械制造及自動化技術中長遠發展，相關企業也可與其對應生產廠商進行合作，利用上一階段余熱對材料進行加工，避免二次加工產生的能量耗損，達到節能目的。

結束語

對節能設計理念在機械制造及自動化中的應用研究，得知我國機械制造業十分復雜，在發展過程中存在一系列問題，其中問題最大的就是能源大量損耗，阻礙了我國環境保護與資源利用率提升工作。因此相關設計人員在工作中要減少能源損耗現象，應用合理節能設計理念，實現工業領域節能環保設計目的。

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（1.作者身份證號碼：152827198407206911；

2.作者身份證號碼：120222199012305213）