淺析節能設計理念在機械制造與自動化中的應用

王坤　穆森

摘要：隨著資源的不斷消耗，以及各個行業對能源需求量的不斷增加，資源匱乏是阻礙經濟發展的主要問題之一。因此，為了使有限的能源得到高效率的使用，更大滿足各行業發展對能源的需求，減少資源浪費將節能設計理念應用于機械制造與自動化中就具有非常大的現實意義。

關鍵詞：節能設計;機械制造與自動化;應用

1引言

我國科技在現階段發展十分迅速，但是在這期間，對于機械制造和自動化來說，由于其起步較晚，且受落后的研發觀念和制造工藝的影響，導致相比于國外企業，我國部分企業競爭力較弱。因此，國內企業需要對國外相關企業的成功經驗積極借鑒，同時在制造機械零部件期間充分運用節能環保理念。

2機械制造與自動化的現狀

我國工業行業中，制造業所占地位十分重要。而在引入自動化后，制造業明顯得到了更快的發展，減少了人力與物力的消耗，為生產提供了安全性、自主性保障。對比發達國家制造業而言，我國仍有一定差距存在，難以生產出具有更高質量的產品，而在制造業不斷擴大的規模并以國際市場作為新發展方向下，就必須為產品質量標準化提供保障，通過先進技術的積極學習并將其融入制造業自動化生產中。就制造業發展而言，生產過程中需要消耗大量的資源，不符合于日益緊張的資源狀況。而要想推動發展的持續性，國家也相繼制定了節能減排政策，大量工廠在生產垃圾排放中存在不合理的地方，進一步加劇了環境問題。制造業未能深入貫徹節能理念，再加上相對起步較晚的緣故，各方面技術也有所欠缺。

3節能設計理念在機械制造與自動化中的應用優勢

節能機械設計理念主要包括自然環境設計、環境意識設計以及生態設計，在生產制造的過程當中，通過循環再利用自然資源，進而最大限度的降低對于環境所帶來的一系列的影響，實現資源的循環利用。機械產品設計能否回收、能否再利用，這是節能機械設計理念的根本要求。以往傳統的機械產品，更為注重的是其功能的多樣性以及產品的基本屬性，在設計開發產品的過程當中，首先需要對市場進行深入的研究分析，然后設計圖紙，并確保施工方案。在整個過程當中，需要進行不斷的訂正，才能夠投入到接下來的生產工作當中。這樣不僅在很大程度上延長了生產以及制造周期，而且還不利于回收，這在很大程度上造成了資源的浪費，甚至還極易導致環境污染，影響到生態環境。節能機械設計理念和以往傳統的機械設計理念相比較而言，在實際的設計生產制造的過程當中，更為注重的是充分的結合自然環境以及原料的選擇等方面來進行設計，充分的發揮出節能設計理念的最大優勢，在避免出現浪費資源、原料的同時，更好的進行回收，實現機械制造業的可持續發展。

4節能設計理念在機械制造與自動化中的應用

4.1機械結構改造設計

在機械制造生產時，最為核心的部件之一就是發動機，在發動機運行的時候，會產生很多的污染性氣體，也會產生諸多的噪聲污染。所以，將過去使用的發動機用環保型發動機代替，可以很好的解決上邊所遇到的問題。主要是通過降低生產時的油耗來體現的，還能降生產時的效率進行提高。從機械內置構造方面來看，環保型機械制造設備內部構造相對而言，更為簡易。在減少機械制造產品的零部件種類時，其制造的過程也會變得簡單很多。同時，簡化以后的機械設計，能夠將能源消耗降低很多。因此，要根據相關的要求來設計機械零部件的，做到既能保證機械系統能夠正常的運行，還要進一步優化器內部結構，減少那些不必要的零部件。在機械制造過程中，機械制造自動化液壓系統是非常重要的，必須要采取節能設計。要想實現節能設計的目標，靠的就是液壓系統內部的清潔度。主要的做法就是對機械制造時的選擇控油料進行一定程度的優化，并及時的將油料中的雜質清理干凈，這樣才能保證機械自動化液壓系統故障很少會發生故障。而且在對液壓系統進行設計時，應采取封閉式的設計，其目的就是減少灰塵進入液壓系統，緩解其運載的負載，保證機械系統能夠正常的運行。

4.2使用環保材料

首先，在對機械制造進行設計時，應該選擇利用程度高、可以分解、可以回收或者可以二次利用的材料，這樣第一可以保證材料的充分利用不影響可持續發展原則，其次還能夠將生產過程中有毒有害物質的排放降到最低，減少對環境的污染。尤其應該注意的是產品的主要結構應該選用可拆卸、可回收、可降解的環保材料，提升材料的再生率、降低材料的浪費情況。其次，對機械制造自動化進行設計時應該本著使用壽命長、能量消耗低和自身質量輕的原則進行設計。增加機械產品的使用壽命無疑就相對降低了機械產品的生產數量從而降低了資源的消耗;機械產品資源能量消耗量降低就會減少對周圍環境的污染，提升了環保效率;最后，在材料的選擇上，還應該注意選擇單位成本較低且環保性能較好的材料，因為在機械制造生產過程中，一些企業通常為了降低制造成本一味的選擇價格低廉的制造材料，但是往往忽視了材料報廢后的處理問題甚至對該問題視而不見，由于一些成本低廉的材料分解處理效果很差對環境會造成嚴重的損害，因此在材料選擇時應該積極的選擇一些單位成本不高同時具有較低環保負荷的材料，使得成產企業與自然環境共同互利發展。

4.3機械工藝的合理化設計

要合理設計機械工藝，對于某一特定的機械器件，可以選擇不同層次的溫度進行加工，在冷、溫、熱等條件下鍛壓加工，要滿足各方面對器件的需求。同時要明確各個加工環節需要的能耗，綜合考慮能源消耗的特點進行選擇。比如實行冷鍛壓，雖然能源消耗少，但對外圍環境的污染較大。實行高熱鍛壓的能源使用效率低，在實際鍛壓工作中要減少使用這種方式。溫鍛壓方式綜合了兩種加工因素，鍛壓優勢更加突出。在具體操作中可以優先選擇使用溫鍛壓的工藝方式。在機械制造和自動化設計中，工藝參數十分關鍵，與節約能耗也密切相關，參數值的設定對工程節能的效果有直接的影響。如上圖，制造系統中電氣交版的定量。以軸類配件加工為例，主要需制備多種類的毛坯，在制備工程中要注意毛坯需要的具體能耗，避免盲目投入，造成能源的浪費。加工余量參數的設定要標準化、科學化。通過降低余量可以促進能源節約。在機械領域也常見冷卻液的使用，但制造器件中，大規模使用冷卻液會消耗過多的有效能源，因此要節能減耗，需要減少冷卻液的使用。機械制造中要對工序流程進行整體把控，有效減少加工時間，減少不必要的工序，縮短各工序之間的等待時間。工序設定不合理，會增加能源損耗，延長轉換時間和工序銜接時間，增加不必要的經費。

5結束語

工業行業的發展必然會引發能源消耗和環境污染問題，特別是機械制造業。因此，為了促使機械制造業得到更好地發展，自動化與機械制造的制造要符合提高效率保護環境的要求，在使用環保材料的同時，對機械設計進行優化，以便達到降低能耗，提高效率的目的，從而確保機械制造與自動化過程能夠真正實現節能環保。

參考文獻

[1]郭麗莉.機械制造與自動化中的節能設計理念分析實踐思考[J].內燃機與配件，2018，11：208-209.