節能設計理念在機械制造與自動化中的應用研究

李永紅

（SEW-工業減速機（天津）有限公司，天津 300457）

在機械制造發展的過程中，各種能源并非取之不盡用之不竭，因此能源的消耗問題是當前發展過程中需要考慮的主要問題。因此，應實施節能設計理念，從而保證未來牽涉機械制造的相關產業能穩定運行。同時提升能源的利用效率，進一步提高其經濟效益。

1 機械制造與自動化的發展現狀

機械制造及自動化產業的發展也在隨著我國國民經濟的不斷轉型而改變其發展方向，機械制造業作為制造產業結構之中非常關鍵的組成部分，其對于我國的生存意義十分重大。目前，科學技術對機械制造業的影響主要表現在機械制造業的自動化轉型上。在此基礎上通過機械技術，提升了機械制造業的效率，從根本上提高了機械制造業的整體發展水平。而另一方面，其改變還不徹底。其轉型的理念和發展狀態展現出相對老舊的發展模式。目前，世界能源消耗很大，而新的能源理念也在被不斷地提出。為了增進機械制造業的轉型和發展，必須將節能設計理念帶入機械制造和自動化設計之中。通過節能技術來節約能耗，同時提升機械制造及機械的效率，同時也能增進產業的競爭力的穩定增長，最終構建整體發展的體系。節能理念的最終目的是達到節約資源的目的。能源設計師的概念可從字面之上解讀為環境保護設計或生態保護設計。從更高的層次的內涵分析，其概念的滲透可使有所不同類型的資源在機械產品的制造過程之中進行循環以減少環境污染，從而大大降低能源消耗。而與傳統的機械產品設計相對，以能源設計理念設計機械產品必須符合可拆除、可銷毀的設計要求。其不僅要考量到傳統機械產品的功能性和其使用壽命，還需根據當前市場發展的需要，制訂恰當的制造方案。在此基礎上還需要不斷變更和審批設計方案。有關產品的生產必須在獲得核準之后方可展開，從而符合安全節能的標準。與傳統的機械制造設計理念相對，能源設計理念可明顯地縮短機械制造和設計的周期，使其產品的性價比更高，而通過這樣的節能設計的理念，可對其中所消耗的能源進行節省。因此，節能的設計理念在機械制造業中有著其不可忽視的作用。進一步通過資源的節省，使所制造的機械產品具備可持續性的特點，最終增進機械制造業和機械產業的可持續發展，增強產業的活力。

2 機械制造與自動化中存在的問題

機械制造及其機械自動化的發展是有一定的歷史的，其發展速度也在不斷地變快。而計算機技術的不斷發展也為機械制造業帶來了活力，在此基礎上機械制造與自動化獲得了更好的發展機會，使其生產效率獲得提高。機械制造和機械自動化增進了各行業的發展和進步。但由于我國機械制造和自動化發展相對較遲，一些技術還不成熟，與一些發達國家相對存在一定差距，生產效率相對不高，而同時有一味渴望生產能力，導致大量資源的耗費。而且由于技術和監管的不足，生產的產品質量還需要不斷地提高。機械制造業的節能設計已經勢在必行，在機械制造業中能源的損耗依然是其主要的問題，而節能理念在機械制造業中的應用業主要是機械的節能設計，而具體的節能設計可分為環保設計、生態設計，自然環境設計等，而其主要目的是構建機械產品制造過程之中資源的循環利用，將其對環境的影響降到最低。在此基礎上傳統產品是從服務功能、使用壽命等各種屬性來進行評價的，在達到其標準的基礎上再對其進行節能操作。而在設計師和開發產品時，要精確地認識和分析市場的具體情況，然后對圖紙的確切設計和確切方案進行制定。此外，還需對設計思路和方案展開優化和審批，最終才能展開產品的生產。而機械制造的節能設計理念會使設計和制造周期更短。而這就肉桂導致能源和資源的浪費，在此基礎上有可能對環境導致水污染。因此，有關部門需再次落實能源的節能的環保設計理念。

3 節能設計理念在機械制造與自動化中的應用

（1）自動監測技術。自動調控是現代智能機械的核心特點，是指根據管理器程序對設備參數展開調整以符合生產需要的行為。因為大多數機械設備通常不在特定的負荷水平。油氣供給需根據工作計劃隨時變更。在傳統的模式之下，人員的工作具有不確定性，而在現代技術支持之下的自動變更體系能符合實時、精確的變化需求，構建節能降耗的生產體系。比如，對于工業燃氣鍋爐，鍋爐的智能控制將根據傳感器收集的信息來調控送風閥，以符合有所不同負荷條件之下的送風要求，防止不適當的損失。而自動掌控是各種技術的綜合。在某種程度上自動掌控也可解讀為半手動操作，其在現代機械設備之中的應用能很好地構建能源的利用機制，是節能設計理念中重要的一環。在此基礎上自動監測技術可代替人的觀測，其觀測的效果更加地精密且不容易出錯，其觀測的時間也不受其他因素的限制。因此其可在各種環境下很好地實現監測的任務，同時在發現問題時進行報警。而在節能設計的過程中，其可即時地對工程中的浪費進行預警，從而對涉及到的環節進行改善，進一步加強能源的利用率。

（2）對產品結構進行改變。在節能理念應用的過程中，改進現有產品的結構也是其重要的節能措施。在機械設計之中，零件的形狀對制造業的能耗具有關鍵的影響，因此在實行設計時，不僅要確保產品的性能，而且要盡量修改零件的結構，在此基礎上提高產品結構的簡潔性，增加零件的使用數量。同時根據外部環境和當地條件選取加工工藝加工單個零件時，應充分考慮現場設計師的情況，如零件的鍛造工藝，鍛造方法包含熱鍛、溫鍛和冷鍛，都應做出適當選擇。

（3）改善機械加工工藝流程。在節能設計的過程之中，恰當變更工藝流程，改進工藝方法，可以更好地達到節約能源設計的目的。具體操作如下：首先要恰當選取加工方式。在加工零件時，要研究不同的加工方法所導致的能耗問題，在此基礎上經過合適的比對再選擇加工工藝，這樣有助于節約能源。不同的加工方法也許造成不同的環境問題。在選取的時候，環境保護應當放到第一位。其次要選取恰當的工藝參數。工藝參數對加工過程之中的能耗也有關鍵影響，如有所不同的毛坯形狀會造成不同的能耗，如加工余量的大小會影響資源的利用率，此時一個自然科學的參數將大大節省能源和材料。最后就要恰當地選取冷卻工藝。目前的冷卻方式大多仍然冷卻液冷卻，這回消耗大量的資源。研究人員應當研究一種冷卻方式，其可以最大程度上減少資源的浪費。以此來達到節能設計理念的要求。

4 總結

總而言之，通過研究節能設計理念在機械制造及機械之中的應用，可以對制造的相關理論進行研究。在此基礎上對機械產業的節能理念的應用展開探討。機械制造業的節能設計主要就是其自動化的節能設計，而自動化的節能設計反映在自動調控的設計上。機械產業的轉型是社會發展的必然要求，因此就要對其中涉及的方方面面進行研究和探討，并提出解決方法。