機械制造與自動化中的節(jié)能設(shè)計理念分析

摘要：隨著社會的穩(wěn)定發(fā)展，機械制造行業(yè)獲得了很大進步，并開始廣泛使用自動化技術(shù)，獲得了更大的經(jīng)濟與社會效益。但隨之而來的是嚴(yán)重的能源消耗以及環(huán)境污染問題，對此企業(yè)必須實現(xiàn)機械制造與自動化的節(jié)能設(shè)計，從而促進機械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文分析了節(jié)能設(shè)計在機械制造與自動化中的必要性，針對性的指出了具體設(shè)計方式，以期為機械領(lǐng)域的發(fā)展提供更多的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：機械制造；自動化；節(jié)能設(shè)計理念

1.機械制造與自動化發(fā)展中應(yīng)用節(jié)能設(shè)計理念的必要性

相較傳統(tǒng)的工業(yè)行業(yè)，在機械制造與自動化過程中采用節(jié)能設(shè)計方法可以有效改善人們的生存環(huán)境與生產(chǎn)環(huán)境，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)于以下幾個方面。首先可以充分節(jié)約資源，實現(xiàn)了資源的回收再利用。機械制造與自動化節(jié)能設(shè)計主要包括自然環(huán)境設(shè)計、生態(tài)環(huán)境設(shè)計等方面，通過節(jié)能設(shè)計可以充分保護環(huán)境，并實現(xiàn)了報廢機械材料的回收再利用。其次，可以減少工業(yè)建設(shè)的投資數(shù)額，優(yōu)化資源配置。機械制造與自動化發(fā)展工作需要投入大量的物力、人力及財力，而實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計則可以在優(yōu)化配置資源的基礎(chǔ)上改善產(chǎn)業(yè)機構(gòu)，降低了投入成本，增大了企業(yè)的投資效益。最后可以促進人類與環(huán)境的和諧發(fā)展，我國工業(yè)建設(shè)的基本原則是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，而在機械制造與自動化中應(yīng)用節(jié)能設(shè)計理念，可以更好的保護資源與環(huán)境，從而為機械制造行業(yè)的綠色發(fā)展提供更多的參考依據(jù)。[1]

2.機械制造及自動化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

機械制造與自動化的發(fā)展離不開計算機技術(shù)，目前我國機械自動化開始面向國際化、現(xiàn)代化以及大規(guī)模的方向發(fā)展，這也要求與自動化相關(guān)的計算機集成與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也應(yīng)緊跟國際發(fā)展步伐，促進全面發(fā)展。同時，還應(yīng)在機械制造與自動化技術(shù)中引入數(shù)字化制造理念與節(jié)能環(huán)保理念，并在各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)落實應(yīng)用，從而提高機械產(chǎn)品的質(zhì)量水平，實現(xiàn)節(jié)能減排，在提高企業(yè)經(jīng)濟與社會效益水平的基礎(chǔ)上降低工人的勞動強度，推動機械工業(yè)的全面發(fā)展。

3.機械制造與自動化中應(yīng)用節(jié)能設(shè)計理念的措施

3.1優(yōu)化機械設(shè)計

首先應(yīng)選擇低公害的發(fā)動機，發(fā)動機屬于工程機械系統(tǒng)中的重要部件，對環(huán)境具備較大影響。對此，設(shè)計期間應(yīng)采用環(huán)保型的發(fā)動機，以有效降低噪音污染，在減少能源消耗量的基礎(chǔ)上提高機械系統(tǒng)的加工效率，有效降低機械對環(huán)境的污染程度。其次應(yīng)改良液壓系統(tǒng)，確保液壓系統(tǒng)的清潔性，且設(shè)計人員還應(yīng)嚴(yán)格選擇油料，并徹底清除油液中的微塵雜質(zhì)，由根本上確保液壓系統(tǒng)的清潔性，延長換油時間，降低液壓系統(tǒng)的故障發(fā)生幾率。，嚴(yán)格控制液壓系統(tǒng)的污染。除此之外，在改良液壓管時還應(yīng)選擇防老化且耐腐蝕較強的優(yōu)質(zhì)管路，最好使用硬管路，降低軟管的廢氣量，避免管道破裂造成的污染問題。再次應(yīng)改良設(shè)計駕駛室，為了提升駕駛室的安全性與環(huán)保型，設(shè)計期間應(yīng)采用防紫外線輻射且經(jīng)減震降噪處理的密封式玻璃，并配備無氟的冷暖空調(diào)，在遵照人體設(shè)計原理的基礎(chǔ)上融入多元色調(diào)，以充分保證司機的人身安全性，提高工作效率。最后應(yīng)增加自動加脂裝置，以往機械制造期間主要通過手動注入方式增加潤滑脂，這種方法會耗費大量時間與精力，且加入過程中還會溢出大量油液，增大了環(huán)境污染程度。對其應(yīng)設(shè)計自動加脂裝置，比如可以設(shè)計集中潤滑系統(tǒng)，定時自動加注黃油，這樣便可以有效控制黃油量，在有效充油的同時避免油液溢出，不但降低了浪費程度，還可以有效保護環(huán)境。[2]

3.2選擇環(huán)保材料

首先，在機械制造與自動化設(shè)計過程中必須采用可再生且可回收的環(huán)保材料，以降低資源消耗量。選擇材料時必須遵照可回收、易分解以及可再生的原則，以減少有毒氣體的排放量，降低環(huán)境污染程度。尤其在設(shè)計結(jié)構(gòu)零件時應(yīng)嚴(yán)格滿足易分配原則，杜絕使用有毒材料，提高環(huán)保材料的循環(huán)利用率。其次，在機械制造與自動化設(shè)計期間還應(yīng)遵照低能耗、輕重量等原則，以有效延長產(chǎn)品的使用壽命，降低機械設(shè)備的報廢率，避免產(chǎn)生報廢材料，在減少機械產(chǎn)品產(chǎn)量的基礎(chǔ)上杜絕環(huán)境污染問題。同時，降低機械產(chǎn)品的消耗能量也可以杜絕環(huán)境污染問題，對此機械制造企業(yè)應(yīng)在設(shè)計環(huán)節(jié)中遵照降低能耗的標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)減輕機械產(chǎn)品重量，優(yōu)化設(shè)計機械結(jié)構(gòu)，確保產(chǎn)品設(shè)計符合環(huán)境通用標(biāo)準(zhǔn)。最后，在機械制造與自動化設(shè)計期間還應(yīng)考慮報廢零件與此后的污染治理成本。實際機械系統(tǒng)設(shè)計過程中，企業(yè)往往忽視了報廢材料的處理問題，以致增大了環(huán)境污染程度。對此，設(shè)計人員應(yīng)選擇環(huán)保、成本低且負(fù)荷較小的材料，杜絕使用石棉、氯橡膠以及樹脂等材料。

3.3改進制造工藝流程

首先設(shè)計期間應(yīng)做到因地制宜，在結(jié)合外部生產(chǎn)環(huán)境的基礎(chǔ)上選擇加工工藝。在加工單個零件時應(yīng)充分考慮現(xiàn)場設(shè)備的匹配問題，比如在鍛壓零件時可以選擇冷鍛壓、溫鍛壓以及熱鍛壓方式，且三種制造工藝中，熱鍛壓工藝的能源利用率最低，而冷鍛壓工藝對環(huán)境的危害程度較高，綜合看來，在零件加工期間應(yīng)廣泛采用溫鍛壓工藝方法。其次應(yīng)優(yōu)化設(shè)計現(xiàn)有的機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，為了降低制造期間消耗的能源量，設(shè)計人員應(yīng)盡量減少設(shè)計零件，并使用簡單的運行結(jié)構(gòu)。同時，機械零件的形狀也會影響制造能耗，為了實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，設(shè)計人員應(yīng)盡可能簡化零件，在優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上減少零件數(shù)量，提高機械運行性能。最后應(yīng)合理安排工藝流程，在機械制造與自動化節(jié)能設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)合理調(diào)整加工工序，不斷優(yōu)化工藝方法，從而實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。比如在生產(chǎn)冷軋薄扳過程中，由于冷軋會使得鋼板發(fā)生塑性變形問題，因此必須在完成退火處理后才可以使用復(fù)雜的加工方法，由此，加工期間應(yīng)盡量環(huán)保優(yōu)化每個工序，切實提升能源的利用率。

結(jié)束語

當(dāng)前我國機械生產(chǎn)能源消耗的形勢不容樂觀，之后在制造與自動化設(shè)計中引入節(jié)能理念，使用新型環(huán)保材料，才可以提高機械系統(tǒng)的穩(wěn)定性與高效性，促使整個制造與自動化過程更加節(jié)能。

參考文獻：

[1]姜志豪.基于節(jié)能設(shè)計理念的機械制造及自動化應(yīng)用探討[J].中國設(shè)備工程.2017（18）

[2]胡易凡.機械制造與自動化設(shè)計中的節(jié)能設(shè)計理念研究[J].科技風(fēng).2017（19）

作者簡介：高山，男，23歲，黑龍江工業(yè)學(xué)院，機械工程系，14級機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，在校學(xué)生。endprint