機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)理念分析

黃波平

（湖南電器檢測所有限公司，湖南 長沙 410000）

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，我國的機(jī)械制造與自動(dòng)化技術(shù)取得了一定的成果，甚至在某些領(lǐng)域還處于世界領(lǐng)先水平。但是在機(jī)械制造與自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程中，還存在資源利用效率低、能源浪費(fèi)嚴(yán)重等問題，不符合當(dāng)前節(jié)能減排環(huán)保的社會(huì)發(fā)展理念。因此，研究分析機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 在機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)理念的表現(xiàn)

與傳統(tǒng)的機(jī)械制造模式相比，節(jié)能設(shè)計(jì)理念下的機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)，十分重視能源的利用效率的提升和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。所謂節(jié)能設(shè)計(jì)，就是通過提高自然資源的重復(fù)利用效率，并實(shí)現(xiàn)報(bào)廢資源的回收利用，來降低機(jī)械制造與自動(dòng)化能源消耗的同時(shí)，降低污染物排放，減少對周圍生態(tài)環(huán)境的破壞。

當(dāng)前，在我國社會(huì)主義現(xiàn)代化的發(fā)展過程中，資源短缺和環(huán)境污染是限制社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的兩大問題。為了滿足時(shí)代發(fā)展的需要，必須在機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，引入節(jié)能設(shè)計(jì)理念，打造相對應(yīng)的指標(biāo)體系，從而提高資源利用效率，減少對周圍環(huán)境的污染。

2 機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 重視生產(chǎn)成本的分析

基于節(jié)能設(shè)計(jì)理念下，應(yīng)在滿足機(jī)械產(chǎn)品要求的基礎(chǔ)上，盡可能的提高機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中的資源循環(huán)利用效率，達(dá)到節(jié)約能源，減少能源不必要浪費(fèi)的目的。此外，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行生產(chǎn)成本的分析，盡可能的選用一些可回收的環(huán)保材料，以更好地節(jié)約能源消耗。

2.2 機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程

在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過可拆卸、可調(diào)整的設(shè)計(jì)方式，實(shí)現(xiàn)部分結(jié)構(gòu)的拆卸回收，從而降低成本支出，避免資源浪費(fèi)。此外，相關(guān)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中，可以根據(jù)相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析和挖掘，通過合理的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對資源的有效控制。

2.3 加工過程的節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）結(jié)構(gòu)改造。通過對現(xiàn)有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，可以在確保機(jī)械結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，降低產(chǎn)品的能源消耗。

（2）施工方式的選擇。在進(jìn)行機(jī)械制造過程中，可以根據(jù)不同的條件選用相對事宜的施工方式，例如當(dāng)前在進(jìn)行產(chǎn)品鍛造過程中，主要有熱鍛、冷鍛、溫鍛、以及模鍛等多種施工方式，相比較而言，冷端和溫鍛對機(jī)械制造的環(huán)境要求較高，能源利用效率較低，非特殊情況，不建議作為機(jī)械制造的施工方式。

（3）采用通用的標(biāo)準(zhǔn)。在機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，采用通用的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品構(gòu)件的設(shè)計(jì)，不僅可以有效的減少產(chǎn)品的故障發(fā)生幾率，提高產(chǎn)品的使用壽命，而且還能節(jié)約能源消耗，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

2.4 生產(chǎn)過程的技能設(shè)計(jì)

（1）回收利用。

一方面在生產(chǎn)過程中，要選擇可以回收利用的材料；另外一方面還應(yīng)當(dāng)避免選用有毒的材料，避免生產(chǎn)過程中產(chǎn)生污染物，對周圍的環(huán)境造成破壞。例如，應(yīng)減少氟利昂、石棉以及氟樹脂等高污染材料的使用。

（2）提高生產(chǎn)效率。

對于機(jī)械制造而言，通過自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制，避免了人工操作可能出現(xiàn)的失誤，有效提高了產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，降低了殘次品的生產(chǎn)，提高了整個(gè)生產(chǎn)的工作效率，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

（3）加強(qiáng)安全性。

自動(dòng)化或自動(dòng)化設(shè)備通常能夠進(jìn)行事故自動(dòng)報(bào)警，通過引入電子元器件，減少機(jī)械加工過程中的機(jī)械磨損，提高機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)備的使用壽命，提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。

3 機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)

基于綠色環(huán)保的色會(huì)發(fā)展理念，各行各業(yè)都在實(shí)施節(jié)能減排，傳統(tǒng)的資源能耗性發(fā)展模式已經(jīng)不符合當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)展的要求。例如：當(dāng)前很多城市的空氣污染問題都十分嚴(yán)重，而汽車尾氣排放過高是導(dǎo)致空氣污染問題的主因之一。為了改善城市的空氣環(huán)境，在進(jìn)行汽車機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)采用以下節(jié)能設(shè)計(jì)措施：

3.1 汽車駕駛室的環(huán)保設(shè)計(jì)

對于汽車而言，在進(jìn)行駕駛室設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)采取最有效的設(shè)計(jì)手段，提高駕駛室的安全系數(shù)。因此，在進(jìn)行汽車駕駛室設(shè)計(jì)時(shí)，必須采取有效的節(jié)能措施，改善駕駛室的環(huán)境質(zhì)量，來提高司機(jī)的舒適度，避免其出現(xiàn)疲勞問題，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

例如：在汽車駕駛室機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，可以利用人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)原理，對主駕駛位采取人性化的設(shè)計(jì)，例如加入電子監(jiān)控設(shè)計(jì)、可轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)、自動(dòng)故障檢驗(yàn)設(shè)計(jì)等等，來降低駕駛的難度，提高汽車行駛過程中的智能化、自動(dòng)化水平，進(jìn)而提高駕駛的安全性。

此外，在汽車駕駛室設(shè)計(jì)過程中，還可以采取整體性的全封閉設(shè)計(jì)，選用可以抵抗紫外線輻射的玻璃作為汽車的擋風(fēng)玻璃，采用無氟環(huán)保型設(shè)計(jì)來提高汽車?yán)渑照{(diào)的技能環(huán)保性能，最終為駕駛者提供舒適的駕駛室環(huán)境，在達(dá)到節(jié)能減排目的的同時(shí)，提高整個(gè)駕駛室的安全性能。

3.2 機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)

作為整個(gè)汽車機(jī)械制造過程中最重要的部位，機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)也是導(dǎo)致汽車尾氣污染的設(shè)備之一。基于節(jié)能設(shè)計(jì)理念下，機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇應(yīng)確保其滿足低油耗、低污染以及低噪音的要求。具體措施如下：

（1）積極學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)，優(yōu)化機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)本身的運(yùn)行性能，在滿足汽車動(dòng)力需求的同時(shí)，降低油耗，減少尾氣排放。

（2）選用環(huán)保的材料進(jìn)行機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，在提高機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性的同時(shí)，減少機(jī)械摩擦，延長機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，降低汽車運(yùn)行過程中的噪音，達(dá)到綠色環(huán)保節(jié)能的效果。

3.3 液壓系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

液壓系統(tǒng)是確保機(jī)械設(shè)備保持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的重要設(shè)備。而液壓系統(tǒng)經(jīng)常面臨著滲漏問題，不僅會(huì)給周圍的環(huán)境造成巨大的破壞，而且不利于整個(gè)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，在進(jìn)行液壓系統(tǒng)機(jī)能設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)注意以下要點(diǎn)：

（1）優(yōu)化液壓管路的設(shè)計(jì)，提高整個(gè)液壓系統(tǒng)管路的密封性采取必要措施避免液壓系統(tǒng)的滲漏，減少對周圍環(huán)境的污染。

（2）減少液壓系統(tǒng)各組件之間的沖擊，從而降低液壓系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，提高液壓系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

（3）徹底清除液壓系統(tǒng)油液中的雜志和磨損物，確保整個(gè)液壓系統(tǒng)的清潔型，在延長換油時(shí)間間隔的同時(shí)，降低液壓系統(tǒng)的故障率。

（4）選用耐腐蝕性能強(qiáng)、抗老化能力強(qiáng)的管路材料，避免選用軟管。

3.4 引入自動(dòng)加脂裝置

當(dāng)前，汽車在運(yùn)行過程中，各部位之間的潤滑脂都是通過手工注入的方式進(jìn)行添加，不僅需要消耗大量的勞動(dòng)力和時(shí)間，而且很容易導(dǎo)致油液的溢出，給環(huán)境帶來一定的污染。因此，通過機(jī)械自動(dòng)加脂裝置的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)潤滑脂的定時(shí)自動(dòng)添加，實(shí)現(xiàn)對各鉸銷的黃油加注操作，既保障了鉸銷的油量，又減少了潤滑脂的消耗以及對周圍環(huán)境的污染，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

4 機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢

4.1 智能化發(fā)展

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)的信息化、智能化水平越來越高。在機(jī)械制造與自動(dòng)化領(lǐng)域，通過計(jì)算信息技術(shù)的應(yīng)用，例如人工智能機(jī)械人的應(yīng)用，一定程度上提高了機(jī)械制造的智能化水平，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造過程中可以模擬人的思維，根據(jù)加工生產(chǎn)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程的優(yōu)化升級，繼而達(dá)到降低能源消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

4.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的微型化發(fā)展

隨著集成電路的廣泛應(yīng)用，很多產(chǎn)品也日漸趨于微型化。而小型自動(dòng)控制系統(tǒng)也具有體積小，操作靈活等優(yōu)勢，可以在滿足人們功能需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的微型化發(fā)展，繼而減少了很多資源的使用，減少了對生態(tài)環(huán)境的破壞。

5 結(jié)語

綜上所述，在機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，通過對機(jī)械制造的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及后期處理等環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的控制，采取有效的節(jié)能設(shè)計(jì)，可以有效的減少資源的消耗，降低污染物的排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。因此，相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)重視自身綜合素質(zhì)的提升，積極創(chuàng)新，研究新的技術(shù)，優(yōu)化機(jī)械制造自動(dòng)化生產(chǎn)的流程，減少能源消耗，推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)的節(jié)能化發(fā)展。