淺析節(jié)能設(shè)計理念在機械制造與自動化中的應(yīng)用

王坤　穆森

摘要：隨著資源的不斷消耗，以及各個行業(yè)對能源需求量的不斷增加，資源匱乏是阻礙經(jīng)濟發(fā)展的主要問題之一。因此，為了使有限的能源得到高效率的使用，更大滿足各行業(yè)發(fā)展對能源的需求，減少資源浪費將節(jié)能設(shè)計理念應(yīng)用于機械制造與自動化中就具有非常大的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：節(jié)能設(shè)計;機械制造與自動化;應(yīng)用

1引言

我國科技在現(xiàn)階段發(fā)展十分迅速，但是在這期間，對于機械制造和自動化來說，由于其起步較晚，且受落后的研發(fā)觀念和制造工藝的影響，導(dǎo)致相比于國外企業(yè)，我國部分企業(yè)競爭力較弱。因此，國內(nèi)企業(yè)需要對國外相關(guān)企業(yè)的成功經(jīng)驗積極借鑒，同時在制造機械零部件期間充分運用節(jié)能環(huán)保理念。

2機械制造與自動化的現(xiàn)狀

我國工業(yè)行業(yè)中，制造業(yè)所占地位十分重要。而在引入自動化后，制造業(yè)明顯得到了更快的發(fā)展，減少了人力與物力的消耗，為生產(chǎn)提供了安全性、自主性保障。對比發(fā)達國家制造業(yè)而言，我國仍有一定差距存在，難以生產(chǎn)出具有更高質(zhì)量的產(chǎn)品，而在制造業(yè)不斷擴大的規(guī)模并以國際市場作為新發(fā)展方向下，就必須為產(chǎn)品質(zhì)量標準化提供保障，通過先進技術(shù)的積極學(xué)習(xí)并將其融入制造業(yè)自動化生產(chǎn)中。就制造業(yè)發(fā)展而言，生產(chǎn)過程中需要消耗大量的資源，不符合于日益緊張的資源狀況。而要想推動發(fā)展的持續(xù)性，國家也相繼制定了節(jié)能減排政策，大量工廠在生產(chǎn)垃圾排放中存在不合理的地方，進一步加劇了環(huán)境問題。制造業(yè)未能深入貫徹節(jié)能理念，再加上相對起步較晚的緣故，各方面技術(shù)也有所欠缺。

3節(jié)能設(shè)計理念在機械制造與自動化中的應(yīng)用優(yōu)勢

節(jié)能機械設(shè)計理念主要包括自然環(huán)境設(shè)計、環(huán)境意識設(shè)計以及生態(tài)設(shè)計，在生產(chǎn)制造的過程當中，通過循環(huán)再利用自然資源，進而最大限度的降低對于環(huán)境所帶來的一系列的影響，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。機械產(chǎn)品設(shè)計能否回收、能否再利用，這是節(jié)能機械設(shè)計理念的根本要求。以往傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品，更為注重的是其功能的多樣性以及產(chǎn)品的基本屬性，在設(shè)計開發(fā)產(chǎn)品的過程當中，首先需要對市場進行深入的研究分析，然后設(shè)計圖紙，并確保施工方案。在整個過程當中，需要進行不斷的訂正，才能夠投入到接下來的生產(chǎn)工作當中。這樣不僅在很大程度上延長了生產(chǎn)以及制造周期，而且還不利于回收，這在很大程度上造成了資源的浪費，甚至還極易導(dǎo)致環(huán)境污染，影響到生態(tài)環(huán)境。節(jié)能機械設(shè)計理念和以往傳統(tǒng)的機械設(shè)計理念相比較而言，在實際的設(shè)計生產(chǎn)制造的過程當中，更為注重的是充分的結(jié)合自然環(huán)境以及原料的選擇等方面來進行設(shè)計，充分的發(fā)揮出節(jié)能設(shè)計理念的最大優(yōu)勢，在避免出現(xiàn)浪費資源、原料的同時，更好的進行回收，實現(xiàn)機械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4節(jié)能設(shè)計理念在機械制造與自動化中的應(yīng)用

4.1機械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計

在機械制造生產(chǎn)時，最為核心的部件之一就是發(fā)動機，在發(fā)動機運行的時候，會產(chǎn)生很多的污染性氣體，也會產(chǎn)生諸多的噪聲污染。所以，將過去使用的發(fā)動機用環(huán)保型發(fā)動機代替，可以很好的解決上邊所遇到的問題。主要是通過降低生產(chǎn)時的油耗來體現(xiàn)的，還能降生產(chǎn)時的效率進行提高。從機械內(nèi)置構(gòu)造方面來看，環(huán)保型機械制造設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造相對而言，更為簡易。在減少機械制造產(chǎn)品的零部件種類時，其制造的過程也會變得簡單很多。同時，簡化以后的機械設(shè)計，能夠?qū)⒛茉聪慕档秃芏?。因此，要根?jù)相關(guān)的要求來設(shè)計機械零部件的，做到既能保證機械系統(tǒng)能夠正常的運行，還要進一步優(yōu)化器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少那些不必要的零部件。在機械制造過程中，機械制造自動化液壓系統(tǒng)是非常重要的，必須要采取節(jié)能設(shè)計。要想實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計的目標，靠的就是液壓系統(tǒng)內(nèi)部的清潔度。主要的做法就是對機械制造時的選擇控油料進行一定程度的優(yōu)化，并及時的將油料中的雜質(zhì)清理干凈，這樣才能保證機械自動化液壓系統(tǒng)故障很少會發(fā)生故障。而且在對液壓系統(tǒng)進行設(shè)計時，應(yīng)采取封閉式的設(shè)計，其目的就是減少灰塵進入液壓系統(tǒng)，緩解其運載的負載，保證機械系統(tǒng)能夠正常的運行。

4.2使用環(huán)保材料

首先，在對機械制造進行設(shè)計時，應(yīng)該選擇利用程度高、可以分解、可以回收或者可以二次利用的材料，這樣第一可以保證材料的充分利用不影響可持續(xù)發(fā)展原則，其次還能夠?qū)⑸a(chǎn)過程中有毒有害物質(zhì)的排放降到最低，減少對環(huán)境的污染。尤其應(yīng)該注意的是產(chǎn)品的主要結(jié)構(gòu)應(yīng)該選用可拆卸、可回收、可降解的環(huán)保材料，提升材料的再生率、降低材料的浪費情況。其次，對機械制造自動化進行設(shè)計時應(yīng)該本著使用壽命長、能量消耗低和自身質(zhì)量輕的原則進行設(shè)計。增加機械產(chǎn)品的使用壽命無疑就相對降低了機械產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量從而降低了資源的消耗;機械產(chǎn)品資源能量消耗量降低就會減少對周圍環(huán)境的污染，提升了環(huán)保效率;最后，在材料的選擇上，還應(yīng)該注意選擇單位成本較低且環(huán)保性能較好的材料，因為在機械制造生產(chǎn)過程中，一些企業(yè)通常為了降低制造成本一味的選擇價格低廉的制造材料，但是往往忽視了材料報廢后的處理問題甚至對該問題視而不見，由于一些成本低廉的材料分解處理效果很差對環(huán)境會造成嚴重的損害，因此在材料選擇時應(yīng)該積極的選擇一些單位成本不高同時具有較低環(huán)保負荷的材料，使得成產(chǎn)企業(yè)與自然環(huán)境共同互利發(fā)展。

4.3機械工藝的合理化設(shè)計

要合理設(shè)計機械工藝，對于某一特定的機械器件，可以選擇不同層次的溫度進行加工，在冷、溫、熱等條件下鍛壓加工，要滿足各方面對器件的需求。同時要明確各個加工環(huán)節(jié)需要的能耗，綜合考慮能源消耗的特點進行選擇。比如實行冷鍛壓，雖然能源消耗少，但對外圍環(huán)境的污染較大。實行高熱鍛壓的能源使用效率低，在實際鍛壓工作中要減少使用這種方式。溫鍛壓方式綜合了兩種加工因素，鍛壓優(yōu)勢更加突出。在具體操作中可以優(yōu)先選擇使用溫鍛壓的工藝方式。在機械制造和自動化設(shè)計中，工藝參數(shù)十分關(guān)鍵，與節(jié)約能耗也密切相關(guān)，參數(shù)值的設(shè)定對工程節(jié)能的效果有直接的影響。如上圖，制造系統(tǒng)中電氣交版的定量。以軸類配件加工為例，主要需制備多種類的毛坯，在制備工程中要注意毛坯需要的具體能耗，避免盲目投入，造成能源的浪費。加工余量參數(shù)的設(shè)定要標準化、科學(xué)化。通過降低余量可以促進能源節(jié)約。在機械領(lǐng)域也常見冷卻液的使用，但制造器件中，大規(guī)模使用冷卻液會消耗過多的有效能源，因此要節(jié)能減耗，需要減少冷卻液的使用。機械制造中要對工序流程進行整體把控，有效減少加工時間，減少不必要的工序，縮短各工序之間的等待時間。工序設(shè)定不合理，會增加能源損耗，延長轉(zhuǎn)換時間和工序銜接時間，增加不必要的經(jīng)費。

5結(jié)束語

工業(yè)行業(yè)的發(fā)展必然會引發(fā)能源消耗和環(huán)境污染問題，特別是機械制造業(yè)。因此，為了促使機械制造業(yè)得到更好地發(fā)展，自動化與機械制造的制造要符合提高效率保護環(huán)境的要求，在使用環(huán)保材料的同時，對機械設(shè)計進行優(yōu)化，以便達到降低能耗，提高效率的目的，從而確保機械制造與自動化過程能夠真正實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

參考文獻

[1]郭麗莉.機械制造與自動化中的節(jié)能設(shè)計理念分析實踐思考[J].內(nèi)燃機與配件，2018，11：208-209.