機械設計制造及其自動化的節能設計思想探討

成茹

摘要：隨著國內的工業迅速發展，機械設計制造及其及自動化技術取得了很好的發展，使得中國漸漸享有了“世界制造工廠”的稱譽。但是和發達國家相比，國內的機械設計制造及自動化技術相對落后，雖然隨著自動化技術的普及，降低了制造成本和提高了工作效率，但是傳統的機器在運行過程中對能源的消耗比較大，因此，根據機械自動化設備的能源消耗來制定節能設計是目前迫切需要解決的問題，本文主要根據節能設計的需求，分析節能設計理念、優化策略以及自動化未來的發展。

關鍵詞：機械設計;自動化;節能設計

0? 引言

隨著機械化制造及其自動化技術的廣泛應用，傳統的人力生產變成了機械生產模式，提高了工作效率和收益，降低了制造成本，但是，隨著工廠規模的擴大，大量的使用機械自動化設備，傳統的機械自動化設備對能源的消耗較高，初期的機械制造自動化設備僅僅考慮的是自動化操作，忽略了對能源的節能設計，因此，針對能源消耗的問題，有效的制定節能設計，運用到機械設計自動化技術中，不斷的完善機械制造自動化技術[1]，一方面彌補了資源消耗大的缺陷，另一方面對能源的節省上也有巨大的貢獻。從而進一步提高工廠企業的收益，推動國家機械制造自動化技術的發展。

1? 機械自動化的特點

機械制造自動化技術在目前的工業發展中廣泛使用，一方面是因為這種技術機械制造的效率能大幅提供，另一方面還能在提高生產效率的同時保障產品的質量。因此機械制造自動化技術的出現對工業的發展帶來了巨大的幫助，促進了整個工業經濟的進步。

機械制造自動化設備對于傳統的機械制造設備而言，具備智能化和自動化的優點。例如在機械制造自動化設備運行中，如果發生故障等問題，機械制造自動化設備會自動暫停，并發出警報，提醒工作人員通知維修部或維修人員進行查看，而一些程序上的問題，或者流程上的故障，機械制造自動化設備會記錄故障并自行修復問題，減少了修復的時間，保證了制造流程的順利進行，相比之下的傳統機械制造設備，一旦出了問題，必須要耗費大量的時間進行修復，不僅降低了工作效率還對工廠造成了一定的經濟損失。

傳統的機械制造往往局限于工業制造上，相比之下，機械制造自動化設備的應用范圍逐漸廣泛，適用于各個領域，例如在醫療設施上，機械制動化技術的應用對醫療設施提升帶來非常重要的幫助[2]，此外還有建筑行業中的自動化攪拌機、農業中的自動收割機、珠寶行業的自動化切割機等。機械制造自動化技術給各個行業帶來了有效的幫助，但是，需要注意的是，雖然優點十分多，但是也存在著部分的缺點需要改進和完善。

2? 節能設計

2.1 材料選取

對于機械制造自動化設備的制造上應當選取環保型的材料，做到低功耗、低排放等節能、環保的要求。選取的材料不能一味的以低功耗為主，還需要考慮到材料的實用性、耐用性，比如環保材料的彈性、硬度、耐久等指標都需要著重考慮，經過嚴格嚴格的分析篩選之后，選取最適合的環保材料進行制造。此外，為了發揮節能設計的理念，對于設備的回收也需要進行考慮，例如針對設備材料的二次回收再利用等，通過材料的選取方面對機械制造自動化設備的節能進行考慮。

2.2 節能理念

想要將節能設計理念更好的融入機械制造自動化技術中，需要對質量、使用時間、應用范圍等多個方向進行綜合考慮。比如機械設備節能設計而言，一個經過機能設計的機械制造自動化設備[3]，如果使用時間長、質量輕、還適用廣泛，一方面是因為質量輕也就意味著能源消耗功率低，使用時間長相當于對設備的節能，另一方面也因機械制造設備的使用時間長，對設備的生產材料的消耗也是一定程度上的節能。因此，綜合考慮下且適用范圍廣泛的機械制造自動化設備不僅能有效的延遲設備使用壽命和減少能源消耗，還對產品的更換率進行了優化考量。

3? 節能設計對于機械制造自動化的應用和改善對策

3.1 機械設計制造自動化的改善

機械制造自動化設備在制造出來之前往往先對其進行設計。因此，在設計的時候，就需要對能源、耗材、效率等方面進行多方位的考慮，在設計方面做到預先判斷，降低能源消耗、耗材等，提高設備的運行效率。例如，對于發電機的選取上面，優先選用油耗低、高效率的設備。液壓系統的設計需要注意可能發生的滲漏問題對環境的影響，避免出現此類情況。在油耗上的設計考量也需要選擇環保油料[4]，進而對整個液壓系統的管道起到有抗腐蝕的作用，避免使用劣質、普通油料導致管理老化、產生泄露等。在設計完之后，可以利用計算機的虛擬化實驗，模擬運行機械制造自動化設備，防止機械制造自動化設備在投入生產的時候才發現缺陷，帶來不必要的經濟損失。

3.2 結構優化

一般情況下的機械部件構造和最終使用的效果是有著必然的聯系。例如機械制造自動化設備的冗余功能，不僅對制造生產沒有實際作用，還對設備造成了一定的資源浪費。因此，想要提升機械制造自動化設備的功能、結構科學性和實用性，就需要對其進行結構優化，保障每個功能在實際生產中能夠發揮實際作用，減少不必要的設計和功能，有效的較少設備資源的浪費。例如，一些機械制造自動化設備的功能按鈕有兩個，需要操作員同時按下兩個按鈕才能使用設備，這種功能對于機械制造自動化設備而言，過于累贅和重復設計，造成了一定程度上的資源浪費。

3.3 選材優化

在機械制造自動化設備的制造材料上，優先選擇環保可回收的材料。不僅能使得機械制造自動化設備變得的科學化，做到了節能設計的理念和效果，還在一定程度上減少了經濟的投入。傳統的機械制造設備在材料的選取上，往往有限考慮的是設備的制造上，忽略了節能設計，使用功耗較高的材料，這種設計制造出來的機械制造設備不僅使用是壽命短，設備還不能進行二次回收利用，對企業和工業的發展帶來的不必要的資源浪費和經濟損失。例如使用PETE塑料作為機械制造自動化設備的材料，這種環保材料可以進行再次回收利用，經過回收之后，由設備進行高溫融化，再利用切粒機將其切碎之后，就可以再次進行合成使用。

4? 機械制造自動化技術未來發展

機械制造自動化技術的發展離不開節能設計理念的融合，以及計算機應用技術對其的幫助。目前的機械制造自動化設計往往都是通過計算機的虛擬技術模擬設計并運行，而隨著數字化制造技術的不斷進步，機械制造自動化的技術也在不斷完善和發展[5]，由此可見，機械制造自動化未來的發展將會趨向規模化、國際化，這就要求對其自身技術的不斷完善，結合節能設計的理念，降低材料、能源等消耗，提高企業、工廠的經濟收益。

5? 總結

綜上所述，機械制造自動化技術需要結合節能理念不斷的完善，節能設計融入之后，將對企業、工業發展帶來巨大的幫助，為我國環境保護和降低能源消耗上做貢獻，推動我國可持續目標的實現，促進經濟的發展。

參考文獻：

[1]韓佳軒.節能設計理念在機械制造及其自動化設計中的融入[J].湖北農機化，2020（1）：72.

[2]趙東寅.節能設計理念在機械制造及其自動化設計中的融入與探索[J].南方農機，2019，50（22）：276.

[3]李萌.機械設計制造自動化的特點優勢及發展趨勢[J].現代工業經濟和信息化，2019，9（2）：116-117.

[4]樊俊開.機械設計制造及其自動化的發展[J].電子技術與軟件工程，2018（003）：152.

[5]馬騰飛.我國機械設計制造及其自動化發展方向分析[J].山東工業技術，2018（7）：67.