淺析機械設計制造及自動化技術中節能理念

摘 要：近年來，在自動化技術不斷發展背景下機械設計制造行業的整體技術水平明顯提高，但其能源消耗大、資源浪費嚴重等問題仍未得到有效解決，這顯然不符合當前社會經濟可持續發展要求。基于此，本文分析了節能理念在機械設計制造領域的重要作用，同時探討了節能理念在機械設計制造及自動化技術中的應用，以期能夠對機械設計制造行業的環境污染控制與可持續發展提供一定參考。

關鍵詞：機械設計制造;自動化技術;節能理念

中圖分類號：TH122;TH164? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-6903（2020）08-0000-00

0引言

機械設計制造作為與工業生產密切相關的行業領域，近年來雖然呈現出了自動化、數字化、智能化發展趨勢，但從國內來看，機械設計制造與自動化技術的結合仍處于初級階段，當前無論是機械設計制造本身的資源消耗，還是機械產品的能耗，與國外發達國家相比均較高，而面對機械設計制造行業能耗過高、資源浪費嚴重等問題，將節能理念應用到機械設計制造與自動化技術中，顯然是十分可行且必要的。

1節能理念在機械設計制造領域的重要作用

1.1合理控制資源消耗

機械設計制造屬于高能耗行業，尤其是在我國機械設計制造行業規模較大的情況下，其每年所消耗的各類能源、資源眾多，這給整個行業的可持續發展帶來極大阻礙。在節能理念影響下，機械設計制造行業逐漸向著節能減排方向發展，將降低能源消耗、避免資源浪費作為機械產品設計、制造階段的核心目標，同時將各種節能措施靈活應用到機械產品設計、制造中來，最終實現對資源消耗的合理、有效控制[1]。如在進行機械產品的發動機設計時，如果機械制造企業及設計人員能夠充分貫徹節能理念，就會改變盲目追求高性能、低成本的思想，轉而在保證發動機動力足夠的前提下，盡可能設計出低能耗發動機，使機械產品的整體能耗進一步降低。

1.2迎合工業生產需求

機械設計制造行業與工業生產存在著密不可分的聯系，無論是機械產品的整體質量性能，還是對機械產品功能的創新優化，都會對機械產品應用領域的工業生產造成直接影響，而在當前我國工業趨向于綠色轉型發展，機械設計制造及自動化領域對于節能理念的貫徹自然也是十分符合工業生產需求（市場需求）的。如通過對發動機等內部重要構件進行節能化設計可以在基本不影響機械產品質量性能、功能的基礎上，大大降低機械產品能耗，從而滿足工業生產的節能減排需求;而對于機械產品制造階段資源消耗的控制，則能夠有效降低機械產品制造成本，依托這一優勢，無論是降低產品價格，還是擴大產品利潤空間，都能夠幫助機械制造企業在市場競爭中占據有利位置。

2節能理念在機械設計制造及自動化技術中的應用

2.1改進生產工藝

從機械設計制造行業的發展現狀來看，要想將節能理念應用到機械設計制造及自動化技術中，首先需要對機械制造的相關生產工藝進行不斷改進，以解決機械產品在制造階段的資源浪費、環境污染、能源利用率低等問題。例如在機械零部件的鍛壓加工領域，目前的加工工藝通常可分為熱鍛式、溫鍛式與冷鍛式三大類，由于熱鍛式與冷鍛式工藝在零部件加工過程中的能源利用率相對較低，對環境的破壞也比較嚴重，因此應在設計階段，除了要根據零部件要求來選擇鍛壓工藝外，同時也要充分考慮到節能環保效益，盡可能選擇溫鍛式工藝。

2.2選用節能材料

在機械設計制造行業中，生產原材料的選擇同樣會影響機械產品制造的資源消耗及污染排放情況，全面應用節能理念，對于各種節能材料的合理選擇與應用是十分重要的。例如在進行發電設備、運輸機械設備發動機、化學設備等機械產品的設計時，由于機械設備需要在高溫環境下運行，常常會因出現蠕變現象導致設備變形，因此應盡量選用耐熱鋼等蠕變強度較高的材料，以提高機械設備的強度穩定性與使用壽命，這樣不僅能夠能夠滿足市場需求，提高產品市場競爭力，同時也能夠降低整個行業因機械制造所產生的能源消耗與環境污染[2]。另外，由于大多數鋼鐵及有色金屬材料都具有可回收性，因此在進行機械設計時，同樣需要盡可能選擇這類可回收材料作為機械制造原材料，使機械產品報廢后能夠實現原材料重新回收，避免各類生產材料的浪費，即便因機械產品質量性能要求而必須要采用不可回收材料，也同樣要優先選擇易分解、質量輕的原材料，以降低機械產品報廢后所造成的環境污染以設備運行負擔，這與節能理念是十分契合的。

2.3優化機械結構

從節能減排的角度來看，節能理念在機械設計制造及自動化技術中的應用還可以通過對機械產品內部結構的優化來實現。例如在機械產品的整體結構設計上，可盡量減少一些不必要構件的使用，使機械產品的結構與生產流程趨于簡單化，進而降低機械產品生產過程中的能耗與材料消耗;而在進行自動化液壓系統設計時，則需要選擇使用壽命長、耐腐蝕性強、密封效果好的液壓管，以免液壓系統出現滲漏、內部雜質過多等問題，并對整個機械系統的穩定運行造成影響。

2.4設計通用構件

現代機械產品的內部結構大多比較復雜，所使用的零部件也比較多，如果某一部分構件在使用期間出現問題，且無法找到合適的構件進行更換，或是更換后構件與其他構件間的契合度不足，那么就很容易使機械產品被迫報廢，而在機械產品報廢率較高的情況下，整個行業的資源消耗與環境污染問題也會變得更加嚴重。針對這一問題，機械制造企業還需在產品設計階段盡可能使用通用構件，或是對特殊構件進行通用化設計，保證機械產品在內部構件出現故障后，能夠輕松找到相同的通用構件并完成更換，且更換后不會對機械產品正常運行及使用壽命造成影響，進而有效降低機械產品報廢幾率，控制機械制造所帶來的資源消耗與環境污染[3]。

2.5機械自動化調控

在現代機械制造的自動化、智能化發展趨勢下，節能理念還應進一步滲透到機械產品的自動化調控領域，通過更具針對性的運行參數自動化調控來降低設備運行期間的能源消耗，減少能源浪費。例如在鍋爐設備的設計中，可由傳感器、通信設備、單片機、執行構件建立自動化控制系統，根據不同時間段的供熱、功能需求來對鍋爐運行參數、工作負荷進行自動化調控，使鍋爐能夠在滿足實際供熱、供能需求的前提下，盡可能降低不必要的能源消耗。

3結語

總之，節能理念雖然能夠在機械設計制造領域中發揮重要作用，但要想將節能理念有效應用到機械設計制造及自動化技術中，有效控制機械設計制造的能源消耗、資源浪費與環境污染等問題，則還需在機械自動化調控、機械結構優化等方面采取相應的應用策略

參考文獻

[1]李瑞寧，杜鳳齡.節能設計理念在機械制造及自動化中的應用[J].現代制造技術與裝備，2019（1）：197+200.

[2]黎錦泉.機械制造自動化中節能設計理念的應用路徑[J].現代商貿工業，2017（19）：171-172.

[3]陳軍，吉順林.機械制造及自動化中的節能高效設計理念[J].現代制造技術與裝備，2016（5）：179-180.

收稿日期：2020-07-03

作者簡介：鄧文哲（1995—），男，湖南醴陵人，本科，從事機械設計制造工作。