節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造與自動(dòng)化中的應(yīng)用探究

張玲玲

（霍州煤電集團(tuán)河津薛虎溝煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 043300）

作為工業(yè)發(fā)展的重要成果，機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化影響著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，因此，將節(jié)能設(shè)計(jì)的理念應(yīng)用到，機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化中是非常關(guān)鍵的。工業(yè)技術(shù)近年以來得到不斷地發(fā)展和進(jìn)步，為當(dāng)前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了新的契機(jī)，同時(shí)，也帶來了一系列如環(huán)境污染等嚴(yán)峻的問題。為了提倡環(huán)保工業(yè)技術(shù)企業(yè)需要在機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化的生產(chǎn)當(dāng)中融入節(jié)能環(huán)保理念，以此達(dá)到企業(yè)乃至國家工業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的目的，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益得以提高[1-3]。

1 機(jī)械制造與自動(dòng)化發(fā)展需要應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)理念

計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)近年來得到快速的發(fā)展和普及，越來越廣泛的在人們生產(chǎn)生活中得到應(yīng)用，促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)不斷升級改造自動(dòng)化，并引進(jìn)先進(jìn)的信息技術(shù)設(shè)備，在一定程度上降低了人們的勞動(dòng)力強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)緊密度和效率，增加安全生產(chǎn)系數(shù)，同時(shí)最為關(guān)鍵的一點(diǎn)便是能夠?qū)ιa(chǎn)環(huán)境起著優(yōu)化的作用，達(dá)到環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)的要求。但由于節(jié)能設(shè)計(jì)理念尚沒有到位的落實(shí)在機(jī)械制造與自動(dòng)化中，相較于歐美等發(fā)達(dá)國家的工業(yè)企業(yè)而言，我國仍舊存在嚴(yán)重的能源浪費(fèi)和原料浪費(fèi)，生產(chǎn)效率提高的同時(shí)能耗也在增加，兩者相互抵消造成企業(yè)效益長期處于低迷狀態(tài)，為了改善這種現(xiàn)象，需要盡快普及節(jié)能設(shè)計(jì)理念并廣泛應(yīng)用在機(jī)械制造與自動(dòng)化中。

2 節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造與自動(dòng)化中的應(yīng)用策略

2.1 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中滲透節(jié)能意識

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中有著關(guān)鍵的作用，是主要的骨干部件。應(yīng)用節(jié)能理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，選取具有高運(yùn)行效率、高平穩(wěn)性、低排量和低油耗的發(fā)動(dòng)機(jī)不但能夠保護(hù)環(huán)境和生態(tài)，還能降低在環(huán)保方面的資金和人力投入，提高可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)同步提升企業(yè)和社會(huì)的效益。

（2）液壓系統(tǒng)也是機(jī)械制造工藝中關(guān)鍵的構(gòu)成部分之一，因此節(jié)能設(shè)計(jì)理念也要滲透在液壓設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。要求液壓油液純凈度高，增加系統(tǒng)滿負(fù)荷工作的能力，降低由于油液雜質(zhì)所導(dǎo)致的設(shè)備故障損壞。同時(shí)，液壓管設(shè)計(jì)也要進(jìn)行改良，在滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上需要具備抗腐蝕、抗老化的功能。在安裝和移動(dòng)設(shè)備過程中，可能會(huì)出現(xiàn)液壓管變形和碰撞破裂的情況，因此要對此加以充分的評估。

（3）在設(shè)計(jì)操作平臺(tái)的環(huán)境處理和設(shè)備構(gòu)成時(shí)需要突出降噪功能和減震效果，安全間隙需要合理設(shè)置，完善操作系統(tǒng)與設(shè)備之間的運(yùn)行安全程序，確保能夠平穩(wěn)順利的運(yùn)行生產(chǎn)操作。

（4）定期保養(yǎng)并維護(hù)機(jī)械制造的運(yùn)行系統(tǒng)，例如注入潤滑油，降低機(jī)械運(yùn)行過程的摩擦力以此確保設(shè)備能夠正常的運(yùn)行。傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)采取人工注入的方法，該方法的確定在于，若注入不及時(shí)將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備功能快速衰退，若油脂溢出則會(huì)對環(huán)境造成污染，同時(shí)也會(huì)浪費(fèi)資源。通過節(jié)能設(shè)計(jì)理念可以安裝自動(dòng)加油裝置以此定期定量注入潤滑脂以此確保設(shè)備的質(zhì)量。

2.2 在機(jī)械材料設(shè)計(jì)中滿足節(jié)能要求

（1）材料占據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營成本較重的份額，應(yīng)用節(jié)能理念來設(shè)計(jì)部件的構(gòu)成，選取無污染、無毒、能夠回收利用且容易拆卸安裝的材料，以此提高效益、廢材回收再利用率，有效降低資源浪費(fèi)的現(xiàn)象[4-6]。

（2）在機(jī)械制造與自動(dòng)化中，對工藝和產(chǎn)量都有著較為嚴(yán)格的要求，因此設(shè)備系統(tǒng)一般運(yùn)行的時(shí)間較長。應(yīng)用節(jié)能理念設(shè)計(jì)之后需要制定規(guī)格通用、低消耗、高質(zhì)量、長壽命的設(shè)計(jì)方案。所采用的材料必須滿足節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)的技術(shù)要求。

（3）機(jī)械設(shè)計(jì)材料在選取時(shí)要避免具有極大污染性的材料，同時(shí)還要注重經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)平衡環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益，取得雙贏的局面。

2.3 在制作工藝設(shè)計(jì)中增加節(jié)能環(huán)節(jié)

2.3.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)

生產(chǎn)制作工藝結(jié)構(gòu)由生產(chǎn)的相關(guān)技術(shù)以及所使用的相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備所決定的，通常而言，生產(chǎn)線少且短，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)就比較簡單，使用程度以及浪費(fèi)資源的程度也比較小。結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的目的在于排除不必要的環(huán)節(jié)以此提高節(jié)能效果，生產(chǎn)效率，滿足環(huán)保和節(jié)能的需求。

2.3.2 優(yōu)化加工工藝

機(jī)械制造與自動(dòng)化的工藝，如冷、熱鍛造工藝等對環(huán)境造成的污染小，但消耗的能量高，有的雖然消耗能源低但對環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重污染。科學(xué)處理工藝的優(yōu)化達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

2.3.3 合理設(shè)置加工工序

應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)理念合理設(shè)置機(jī)械制造與自動(dòng)化的加工工序，在一定程度上也能夠降低消耗提高工作效率和企業(yè)效益。

2.3.4 工藝參數(shù)的節(jié)能設(shè)計(jì)

對不同原材料剪裁或加工不同的工件，需要有一定的大小、形狀、樣式、數(shù)量以及輕重等技術(shù)參數(shù)，合理應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)從多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手來節(jié)省原料的使用，降低加工耗能。不但能夠提高生產(chǎn)效率，還有效的降低了資源浪費(fèi)和材料的浪費(fèi)，有利于整體提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 改進(jìn)制作工藝實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

3.1 對外部環(huán)境進(jìn)行考察，采用因地制宜的原則來選取加工工藝

考慮現(xiàn)場設(shè)備的匹配來選取眾多單個(gè)零件的加工工藝。零件的鍛壓工藝可以選取多種鍛壓方式，包含冷鍛壓方式、溫鍛壓方式以及熱鍛壓方式，對比三種鍛壓方式能夠發(fā)現(xiàn)熱鍛壓工藝的能源利用效率低于另外兩種，而冷鍛壓工藝對環(huán)境的危害程度高于溫和熱鍛壓工藝，因此將會(huì)在日后廣泛的應(yīng)用溫鍛壓工藝。

3.2 優(yōu)化現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

機(jī)器結(jié)構(gòu)越簡單，所需零件越少，相應(yīng)的能耗也會(huì)越低。因此設(shè)計(jì)的時(shí)候，在滿足產(chǎn)品基本性能的基礎(chǔ)上還要加強(qiáng)對零件的簡化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，減少零件的使用數(shù)量。

3.3 合理安排工藝工序

加工環(huán)節(jié)優(yōu)化每道工序能夠提高能源有效使用率。合理的選擇工藝方法，促進(jìn)節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，比如，對于冷軋薄板的生產(chǎn)中，需要注意到在冷軋中鋼板會(huì)承受塑性變形，因此有必要進(jìn)行退火處理，從而才可以滿足復(fù)雜的成型加工。加工過程中要注重優(yōu)化各個(gè)工序，充分的利用各項(xiàng)能源，提升能源的利用效率。

4 機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)未來的發(fā)展前景

該技術(shù)想要得到良好的發(fā)展離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，目前機(jī)械制造與自動(dòng)化技術(shù)趨向于大規(guī)模化、國際化，同時(shí)也要求與此技術(shù)相關(guān)的計(jì)算機(jī)集成技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要全面發(fā)展來緊跟世界的步伐。未來機(jī)械制造及其自動(dòng)化技術(shù)在技能方面將會(huì)應(yīng)用數(shù)字化制造技術(shù)。引入節(jié)能環(huán)保理念能夠全年提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低能源消耗、提高經(jīng)濟(jì)效益推進(jìn)工業(yè)發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，在機(jī)械制造與自動(dòng)化中應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)理念能夠有效優(yōu)化工藝，提高環(huán)保能力和生產(chǎn)效率，從而進(jìn)一步的促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。