節能設計理念在機械制造及自動化應用中的滲透

海龍 中色（寧夏）東方集團有限公司

一、機械制造及其自動化行業的發展現狀

在當前我國的經濟產業結構中，機械制造行業至關重要，是我國經濟穩定提升的重要基礎。伴隨當前我國科研水平的持續提高，機械制造行業的自動化程度不斷進步。將自動化和機械有效結合，不但可以大幅度提升生產效率，而且可以提升整個機械行業的水準。但是，從當前我國的實際狀況來看，機械制作行業并沒有做到產業升級，生產過程效率低，存在能源消耗過高、產品產量過低的問題。在當前能源和資源極度不足的大環境下，各個行業都在進行節能環保升級，因此機械制造行業也應該升級目前的生產方式，把節能理念滲透到機械制造行業的各個流程，為機械制造行業的未來可持續化發展奠定基礎，提升我國機械制造業的市場競爭力。

二、節能設計理念在機械制造及自動化中的應用策略

（一）產品結構設計與功能優化

作為生產領域能量轉換的核心，機械設備的構造形式決定了能源的利用率，也對資源的合理利用產生了深遠影響。因此，節能設計理念應用必須從優化機械設備的構造和功能入手，基于降低設備能耗以及提高資源利用率的視角審視設計方案的合理性。首先，鑒于電機等動力設備完成能量轉化并驅動機械設備運行，因此，應根據設備的功能設計構想以及應用場景特點確定電機或燃油發動機的類型以及優化其額定參數的選擇。其次，在設備傳動、自動控制等系統的設計過程中，應首選能量損耗小、可靠性高的技術方案。例如，在技術條件允許的前提下優先選擇氣壓傳動而非液壓傳動系統。

（二）材料選擇以及結構優化

機械制造過程中，材料選擇過程直接決定著機械設備的質量水平，在材料選擇過程中，注重節能設計并不是減輕對質量水平的重視程度，而是在對新興的環保材料的綜合性能和物理化學性質進行研究后，根據機械設備的應用范圍和環境要求，選擇使用效率水平更高的材料，并對機械設備的受力結構科學地優化。在了解中國機械構件受力分析以及機械構建受力特點基礎上，可以對結構問題進行管理優化，所以設計工作人員不僅可以針對這一特點，利用網絡空間組織結構替換原著，在保障扭力不變的情況下，降低機械材料使用量。此外，機械結構制造應用需要相對容易地組裝和分解部分選擇模塊結構，同時，確保可回收材料，以避免在加工過程中的危險。

（三）機械設備的加工工藝

在能源消耗和生產資源形式的日益復雜的情況下，精密的機械生產過程的結構也發生了改變，除了成功加工成的產品被加工成動能和設備部件材料等能源資源的各種的形式，也通過多個生產過程被消耗和排放到環境中，包括直接的熱損失、能量損失和機械振動等的廢物。所以，基于節能設計發展理念、運用自動化專業技術進行優化機械制造領域的加工工藝，能有效管理控制系統能量和資源的損耗。在加工過程中，廣泛地使用當前數控加工技術組件可以精確地控制溫度和參數，如切削，本身基于操作條件，以實現目標能量的裝置，借此精確地控制，并且該處理可以被簡化和減少了設備的能量處理中材料節省部件。其次，基于信息技術進行創新發展改進生產管理過程中的冷卻、表面處理等工藝，可以通過直接減少熱能損失并改進設備性能，提高零部件的耐久性與可靠性。例如，采用風冷技術代替傳統的冷卻技術可以減少冷卻劑的消耗，減少廢液的排放。

（四）高效的時間安排

在機械設備生產過程中，往往需要大量的人員，并需要這些人員的彼此配合與長時間交流，這就還會導致大量人力、物力與財力的消耗。在機械設計制造及其自動化生產過程中，企業若沒有合理安排工作時間，勢必會導致人力與物力的浪費，并嚴重影響到工作效率與工作質量，延長機械的生產時間，嚴重情況下導致機械制造產品質量大大降低。針對這樣情況。因此，企業必須對各個工作人員的時間進行恰當安排與調整，結合自身實際情緒、人員需求來加以切實可行地、系統地時間規劃；同時，作為設計人員，應立足于階段性發展的具體狀況，有效進行自我統籌規劃，對切實有效的工作計劃進行制定，在確保功能穩定的前提條件下，盡可能減少機械制造工作時長，使得工作效率進一步提升，并有效保護環境。

（五）新材料的研發與使用

材料性能對機械設備的節能效果有決定性影響，因此，著重研發與應用各類功能性材料并提升可循環利用材料的比例，都是體現節能設計理念很好的方式。基于對力學等性能突出的功能性材料的利用，可以滿足設備使用功能要求的前提下縮小零部件的體積，減少其材料用量的同時，提高設備運行的可靠性。例如，在軸承、密封件等關鍵零配件的加工和選用方面使用具有卓越的耐磨、耐腐蝕等性能的新興材料，可以達到節能和改進設備使用性能的目的。而在機械制造中優先選用綠色制造工藝生產的材料，則可以推動產業鏈的優化，并在更廣闊的范圍內產生積極的節能作用。

三、結語

機械生產領域的集成化、自動化發展，在提升了我國機械制造產業綜合生產效率與質量的同時，也帶來了一系列的能源、環保問題。將節能理念合理地引入機械設計與生產過程中，可以有效提升設備生產的資源利用質效，降低對環境的影響，實現節能降耗的目標。生產制造企業應立足于機械自動化設計、加工、生產管理等環節的實際情況，在機械制造全過程中貫徹環保理念，優化加工流程，控制生產能耗，選擇環保制造材料，推進機械自動化生產產業的可持續、綠色發展。