淺談節能技術與機械設計及其自動化的結合

陳澤泉 高偉棟 狐澤寧 高博洋 周春利

摘要：隨著我國科學技術的快速發展，盡管機械設計制造領域得到了不少先進科技，但是自動化技術的普及程度仍然略有不足，其成本也未能達到理想狀態，同時成本也未能達到要求。所以當前有關部門對于工業自動化與機械制造研究的主要方向便是節能。對于現狀，應該分析機械設計制造及自動化的特點，探討機械設計制造及其自動化中如何與節能技術結合，如何在實際應用中體現節能設計，分析節能設計在機械制造及其自動化未來的發展前景，為節能理念在自動化領域的推廣有所幫助。

關鍵詞：機械設計制造及其自動化;節能設計;前景

1 機械設計制造及其自動化的特點

機械設計制造及其自動化技術相比于傳統的人力勞動，既可以提高工作效率，還能夠保證生產產品質量，長期穩定達到要求。目前已成為機械行業生產的主要手段，雖然機械制造及自動化技術發展并不成熟，仍然存在許多問題。但是隨著人們對機械自動化的不斷創新，也促進了機械自動化行業的發展，對企業與國家的經濟增長帶來了很大的促進作用。機器設計制造及其自動化有以下幾個特點

（1）安全性能：自動化機械生產設備的分析能力，相比于傳統的機械生產設備更強，當遇到設備故障或者其他事故時，設備就會得到相應的數據進行預警，并禁止運轉。同時啟動可以避免一定風險的防護系統。（2）機械微型化。機械微循環不僅體現在體積上。在性能上也存在著一些提升。縮小后的機械不僅便于攜帶，對于機械設計制造及其自動化的發展具有主要意義。（3）功能多元化，鋼筋機械設計制造及其自動化技術的極大提高，與傳統機械只可用于工業生產領域相比，各種新型機械被引入到各個領域，對我國機械計算機醫療，建筑等行業領域的發展起到了極大的推進作用。

2 機械設計制造及其自動化的現狀

機械作為工業發展的基石，從設計，制造水準和規模，就可以看出某個國家的科技能力和經濟水平。機械制造業的發展成為了體現國家工業化程度社會經濟發展的重要指標。隨著當代社會步入信息化時代，我國的機械設計制造行業也出現了與時代脫節的現象，比如資源收集能力差，資源分享速度慢，匯總效率低等問題。同時由于我國可用礦產資源盡管豐富，但是隨著人們對生活質量的需求不斷提高，機械制造行業也面臨了資源不足的問題，所以我國相關部門便大力推行改革，將發展環保，綠色節能的機械制造，作為未來發展的主流。

3 機械設計制造及其自動化節能設計需求

3.1 使用綠色環保的原材料

在機械設計機械自動化中，導致資源匱乏的關鍵因素在于對各種材料的應用。在相關企業中融入節能設計理論的過程中，就必須要提到科學開展機械產品節能設計工作，全力降低自然資源的消耗。

（1）對于容易受到損害的零件進行加工處理，可選擇非金屬材料或者是環保型材料，避免使用貴重金屬，從源頭上解決資金的不必要投入，同時也能避免稀有資源的過度浪費，與此同時，企業必須做好檢查和維護工作。即使更換容易出現或者已經損壞的零件。對這些替換的零件進行再次加工，并投入到下次使用中，使資源可以得到充分的利用。對于那些不能投入使用的連接，就需要集中處理。對其進行分解，減少對大自然其他資源環境的影響。

（2）對于零件材料的選擇，應方便資源回收再利用，避免使用不可降解的材料，這種材料不僅不利于回收利用，而且還會對自然環境帶來不可逆轉的危害，所以我們應該選取可降解，可回收，可再生的材料。

3.2 引進全球先進的制作技術

在節能設計理念與機械設計及其自動化相結合時。相關企業必須遵循以下原則

（1）設備使用設備長：在具有高質量和低成本的使用原則下，設備應具有較長的使用壽命，只要在機械設計制造過程中可以保證機械設備可以長時間的使用，可以減少對設備資源資金的投入，可以在一定程度上減少經濟成本。同時壽命較長的機械設備可以通過減少產品的需求量和產量，在極大的程度上減少產品的報廢數量的目的，這樣可以有效的減少加工資源，和材料資源的浪費。

（2）質量輕：在符合質量規范的基礎上，機械設備在具有較高的質量的同時，使用的材料應該相對較少。如今判斷機械制造是否優良的關鍵是輕質高強，如果想要在運行過程中更加方便，極大程度上降低機械制造中的負載和摸索情況，那么就需要減小相應的設備質量。與此同時，如果所用的材料越少，就能更加有效的減少能源的使用，在方便設備運輸的同時又節約了礦產資源。

（3）互換性強：在機械設備中所用的零件，國家或者企業應該具有相應的零件標準，以方便在零件出現損壞或者丟失的情況下，可以短時間內在市面上采購到相應的普及的零件，與此同時，互換性越強的零件具有越高的重復使用率。

4 節能理念在機械設計制造及其自動化的應用

4.1改良結構設計

將節能設計的概念應用到機械設計制造自動化過程中，首先是優化機器的整體結構，要確保它已經達到了在整個機器制造過程中節省能源和保護環境的最終要求。選擇機器的發動機是機械制造的核心，要選取了耗能低的發動機進行生產，從污染控制和能源消耗來看，這樣可以明顯減少了機器設計制造對環境造成的損害。除了應優化結構外，并將節能概念納入系統設計中。同時，在優化設計的同時專注于實現節能目標。作為進行機械操作的主要場地，機械制造的駕駛室要保障駕駛人員的安全。對駕駛室進行合理的規劃，以便提高駕駛的質量和水平。從節能環保的理念出發，設計出安全環保并且具有高效率的駕駛室，不僅可以提高駕駛室總體的使用效率，還能夠更加完全保證駕駛人員的安全。

4.2高效時間安排

在機械設備生產過程中，需要大量的工作人員彼此交流進行配合，這將會導致大量的人力物力和財力以及時間的浪費。在機械設計制造及自動化生產過程中。如若沒有合理的安排工作時間，必將會影響到工作質量和工作效率，使得機械的生產時間得到延長。更加嚴重，怎樣會導致機械產品的質量大大降低。對此企業必須對各工作人員的工作時間安排進行合理的計劃，結合各個企業自身內部情況，對人員的要求要切合實際，有合理的時間規劃。同時作為設計人員，應該觀察現階段的發展，有效地對時間安排進行統籌規劃。結合實際的制定工作安排計劃。才可以保證長期穩定使用的前提下，盡可能縮短機械設計制造的市場，進一步提高工作效率，有效保護環境。

4.3理念融合的前景

隨著我國社會不斷進步，人們對環境資源的重視程度也隨之提高，所以大力推行綠色環保節能的發展理念。當然作為國家支柱的機械設計，制造機械自動化技術的發展，也必然走上了與節能理念相結合的路途，所以節能技術與機械設計制造技術相結合是必然的。同時隨著計算機技術的不斷興起，未來機械設計制造將與計算機技術相結合，然后結合實際通過仿真技術等，可以大大減少在設計制造中出現的問題，從而節省了時間成本以及其他各方面的能源與資源。未來我國機械設計制造及自動化必將在先進信息技術的支持下，將節能理念傳達給全球各國。

結語：

綜上所述，目前我國機械設計制造發展是非常迅速的，將來必定會被我國經濟發展帶來一定的保障，推動我國其他行業與領域的發展。機械設計制造及其自動化的諸多特點，也可以進一步地推動我國工業的發展，隨著節能理念的加入，我國工業的可持續健康發展，在不久必定可以完成。

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中北大學 山西太原 030051