機械制造及自動化中的節能高效設計理念探析

王新 馬超

【摘 ?要】以發動機、電動驅動等為主的機械設備，對工業現代化發展進程形成了強大的推動作用。此外，伴隨設備功能的快速升級、改良，集微電子、通信等科技于一體的機械設備，在生產活動中獲得了廣泛應用。它不再單純是簡易式的動力輸出裝置或體力勞動替代者，而是結構形式及功能多樣、操作控制過程簡單、可以依照程序實現自動化運作甚至具備一定自主決策能力的設備。

【關鍵詞】機械制造;自動化;節能設計理念

引言

自工業革命以來，機械制造業為促進社會進步做出了巨大貢獻。目前，工業化發展迅速，機械制造業與現代計算機技術有機結合，機械設計與自動化工業得到了快速發展。由于當前我國處于社會主義初級階段，各個方面發展不太完善，機械制造自動化設計及其產業發展仍處于發展的初級階段，行業需要解決的主要問題是以下兩點：一是如何解決工作過度發展帶來的能源消耗問題，促進社會發展;二是我國機械制造及自動化技術與世界水平仍有較大差別，有待進一步強化和提高。

1機械設計及自動化節能設計發展現狀

隨著經濟水平的不斷提升，我國已成為工業制造業的發展中國家。機械制造業發展非常迅速。加上信息技術的不斷進步，機械制造業已經成為工業的重要組成部分，對我國經濟發展和社會進步起著重要的推動作用。從當前國民經濟進步和新科學技術的發展來看，機械制造業取得了長足的進步，成為我國現階段機械制造業的發展趨勢，這不僅在很大程度上提高了我國機械制造業的工作效率，還從根源上推動整體機械制造業的提升與完善。雖然這些年機械制造業發展取得了明顯提高，但是在發展進程中也存在一些問題與漏洞，例如，制造技術落后、大量能源和資金過度損耗等缺陷已成為制約機械制造業進一步發展的障礙，特別是大量資源枯竭已成為當今世界面臨的共同問題。為了應對資源短缺問題，可以加入節能設計在機械制造、高節能環保技術的應用來減少能源消耗，也可以有效地提高工作效率和質量，為機械制造行業帶來了更大的經濟效益，更有效地促進行業的可持續發展，從而為社會經濟發展注入新的活力[1]。

2節能設計的特征

2.1節能環保，公害化程度偏低

我國工業崛起階段存在能源大量消耗的問題。在這樣的情景下，節能環保成為工業生產階段的熱門話題之一。將節能理念融合至機械制造及自動化設計領域中，一方面能較明顯地提高機械生產及使用效率，另一方面也可減少能耗。節能理念和機械制造業融合后成果顯著，基于該方式制造的產品明顯減少了投用階段的污染物含量，減輕了對自然環境形成的污染，同時降低了企業公害化程度[2]。

2.2應用新型綠色環保材料

機械制造行業自動化發展階段，合理應用新型綠色環保材料是關鍵一環。該種材料應用階段一定要確保能達成低能耗和低排放的節能目標。這預示著生產階段一定要靈活選用材料，充分考慮制造實踐中所需材料的彈性、塑性及抗沖擊性等指標，盡量少用或不用熱量交換過剩的材料，同時要關注材料的回收性和循環利用性。

3節能設計理念在機械制造及自動化應用中的滲透

節能技術在機械制造與自動化應用中的滲透可以體現在生產過程的各個方面當中，如：從機械制造的設計上、對發動機的選擇上，不同流程中的不同細節都可能會對機械制造過程中所具有的節能型產生或多或少的影響，因此機械制造流程的設計人員應當提升自身對節能理念在機械制造以及自動化中的滲透所進行的進一步認識。

3.1合理選擇環保型發動機

發動機是機械制造過程當中十分重要的一個部分，發動機在工作過程當中會消耗大量的資源，因此，對他的選擇始終存在于機械制造節能設計理念的應用當中，發動機的建模數據以及他所具有的環保指數對機械制造的節能型具有重要的影響。在居民日常的生產與生活過程當中，機械設備工作過程當中產生的噪音是影響日常生活的一個重要條件，因此，在發電機進行選擇時候，應當根據不同發動機所具有的不同能力來選擇環保型的發動機設計。

3.2在液壓系統與防滲漏系統設計中的滲透

為了有效提升機械制造過程中用到的液壓系統所具有的基本效率，有效減少工作過程中需要的能量消耗。在進行系統設計的過程當中，應當重視液壓系統當中的液壓零件以及設計的液體油兩個部分。機械零件進行機械制造生產的過程當中難免會產生損耗或是沾染灰塵，從而產生磨損消耗，通過合理的技能設計能夠有效的減少機械元件產生的損耗，是節能設計理念對液壓系統以及防滲漏系統的有效滲透。

3.3在工程機械駕駛室設計中的滲透

機械制造的過程當中難免會需要一些體型較大的機械設備，有些設備需要駕駛室來輔助進行操作，對駕駛室進行設計的過程當中，可以將駕駛室的玻璃換為防紫外線輻射的玻璃，從而有效避免這些輻射可能會對大型機械設備產生的影響，同時能夠保障駕駛室的操作人員能夠在一個更好的環境下進行日常工作。

3.4機械工藝設計中的滲透

（1）對于特定的機械設備，可以選擇具有不同溫度水平例如熱，溫和冷）的鍛造和壓制方法進行處理加工，以滿足設備應用多維度的要求。這個過程中，有必要定義每個處理環節的能耗，并根據能耗的真實應用特征完成綜合選擇。比如，高熱鍛壓機的能量效率低，因此在鍛壓機中應減少這種方法的頻率。綜上所述，通過結合兩種方法的加工，溫鍛具有更顯著的優勢，操作過程中應優先考慮此過程。

（2）機械制造設計中的工藝參數作用很大，特別是在節能方面。工程節能的直接效果受到參數的設置的影響。有關制造系統中電氣交版的定量。比如，軸附件的加工應以多種毛坯為首先使用目標。所以，在制備工程中，應注意坯料成型所需的耗能比，不要沖動性的投入大量有效能量。

（3）工藝流程是對機械制造過程的總體控制，減去一些不必要的過程，可以有效地減少加工時間，特別是能夠減少工序之間的等待時間。但是，如果程序設置尚不合理，就會增加過程連接和轉換的時間，加大能量損失，并造成一些不需要的經濟投入。

4機械制造與自動化的發展方向

隨著我國工業化水平的不斷提高，將計算機技術與機械制造的有效結合提高了機械的工作效率。但是目前計算機的發展制約了機械制造與自動化的發展。機械制造與自動化技術的發展逐漸國際化和規范化，與此同時，計算機技術的發展與網絡技術的進步為機械制造與自動化提供了良好的基礎，進而提高市場競爭率，實現資源的可持續利用，促進社會經濟的發展。

結束語：

近年來，隨著科技水平的不斷提高，中國的機械制造及自動化行業也在持續發展。機械制造業雖然給人們的日常生活帶來了極大的便利，但也會出現環境問題和資源短缺等相關問題，給人類和自然帶來了巨大的威脅。因此，節能設計被引入機械制造及自動化行業，不但能有效地節約資源，還能提高經濟效益，與此同時還能降低企業垃圾及污染物的產生，有效地推動產業更新與升級。為了進一步促進社會主義市場經濟的發展，節能設計理念的應用和實踐還需要進一步發展和完善。

參考文獻：

[1]呂一涵.機械制造與自動化設計中的節能設計理念[J].電子技術與軟件工程，2020（09）：115-116.

[2]郭喜旺，路威.機械制造及其自動化中的節能高效設計理念初探[J].質量與市場，2020（05）：62-65.

[3]李永紅.節能設計理念在機械制造與自動化中的應用研究[J].世界有色金屬，2020（04）：204+206.

[4]李國棟.機械制造與自動化設計中的節能設計理念分析[J].內燃機與配件，2019（19）：216-217.