机械制造与自动化中节能设计理念的应用

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摘要:机械制造是各种能源、资源占用较多的行业，以现有的节能技术对机械制造与自动化进行创新改造，可提升机械工程的环保性与节能性，继而制造出更多符合社会需求的绿色产品。本文从节能理念的角度出发，对机械制造与自动化的优化设计展开探讨，并展望其将来的发展方向和前景。

关键词:机械制造;自动化;节能设计理念

0前言

目前，机械制造与自动化在我国的发展水平还不够高，相关技术尚不够成熟，制造出的一些产品达不到市场标准。同时，机械制造的设计环节会造成多种资源、能源的浪费，致使能源耗损的程度较大，并且，这也违背了持续性发展的相关原则，为能实现机械行业的资源高效利用，要将节能设计的相应理念融合到机械制造与自动化中，从而促进机械制造的优化革新。

1节能设计在机械制造中的特征体现

相比传统制造的模式，节能型机械制造有较为明显的先进特征，集中表现为:机械节能设计囊括了自然环境、生态环境、生活环境等各方面的理念内容［1］。换言之，机械制造中的节能设计可对自然环境中的有效资源进行反复、循环利用，很多报废后的资源得以回收利用，既减轻了生态环境方面的污染程度，也提高了人们居住环境的总体质量。节能型的机械设计在很大程度上缓解了资源过度消耗的问题，因此，国家和社会十分关注节能理念在机械设计中的实际运用，尤其是面对资源短缺这一典型的社会现象，机械行业更应注重节能设计相关理念的整合运用，以实现机械制造设计的“绿色化”发展。“绿色理念”下的机械设计指标体系。

2节能理念在机械制造与自动化中的设计要求

2.1运用环保型材料进行设计

运用设计材料方面，机械制造应遵循“环保、高效”的利用原则，尽量选择具备可回收性、可再生性的生产材料，少选用重金属材料、贵金属材料及稀有材料进行生产。机械设备的易坏性部件可挑选塑料质地的环保材料或者其他材质的非金属器件，这类型的设备配件要满足“容易更换、可循环使用”的应用要求，集中体现“资源化”、“无害化”的环保特点［2］。此外，机械材料的报废处理要符合环境友好、流程简单、价格低廉的要求。

2.2机械设计要突出质量轻、适用广、寿命长的特征

机械制造中的设计环节要能够体现出质量轻、适用广、寿命长的相关特征，首先，机械产品的适用范围广就可以减少产品的替换频率，进而延长了产品的使用期限，降低机械制品的报废率，促使原材料及能源得以充分运用，以突显产品的节能性。其次，“质量轻”是技术发展的先进体现，按照机械的制造要求，质量较轻的产品能够减低实际生产对机械装置的耗损程度，减少生产运行所形成的负荷量，达到节能的生产需求。再者，机械设计要按照通用的制造标准进行规划，以保证设计、制造出的机械制品具备更强的适用性，发挥配件在组装设备中的应有效用，提升产品的运用效率，达到节能操作的目的［3］。

3节能设计在机械制造中的实现策略

3.1选用节能类型的发动机

机械工程当中最大的运用部件就是发动机，这一部件会对外围环境形成很大影响，因此，在选择机械制造所用的发电机时，要尽量挑选效率较高、耗能较低、污染较少的类型，当前以水冷增压式柴油发动机为最优选择，没有达到节能要求的发动装置，一律不予使用。

3.2对液压系统进行渗漏防护处理

机械的自动化工程中，液压系统起到稳固运转的实际效用，设计人员注重机械液压系统防护处理的有关情况，尤其要加强防渗漏的处理情况，避免液压油从系统中流失至外部，以保持系统的高效运转。此外，封闭型设计可防止灰尘进入液压系统的内里空间，缓解液压系统中各个组件间的相互冲击力，减轻转运负载及负荷量，使机械装置处于优良的工作状态。

3.3优化机械内置的总体构造

从内置构造来看，机械部件的构造越简易，配件类别越少，产品的制造过程越简单，同时，机械工程的简易化更利于减低能耗，基于此，机械零配件的相关设计工作要做到位，在确保机械系统有效运转的条件下，尽量精简工程结构，去掉多余的相关配件。机械器件的新型设计及制造流程。

3.4机械工艺的合理化设计

按照机械生产的有关需求，对相关工艺进行合理分析和设计，是为了减少有效时间的浪费，提高系统的运转速率，从而增强机械设备的运作功能。机械工艺设计要注意以下几点:

(1)对某一特定的机械器件，可选取热、温、冷等不同层次温度的锻压方式进行加工，以符合器件运用的各方面需求。在此过程中，要明确各个加工环节的所需能耗，按照消耗能源的实际特点进行综合选择。例如，高热锻压对能源的使用效率比较低，具体锻压中应减少该方式的运用频率;冷锻压的能源消耗量虽然比较少，但是却给外围环境带来不小的污染影响。鉴于以上分析，温锻压综合了两种方式的加工因素，具有更加突出的锻压优势［4］。操作中应优先采取这一工艺方式。

(2)工艺参数在机械的制造设计中起着非常关键的作用，尤其是在节省能耗方面，参数值的设定直接影响到工程节能的实际效果。制造系统中电气交版的定量。例如，轴类配件的加工应以多种类的毛坯为主要制备对象，因此，制备工程中要注意毛坯成形所需的具体能耗量，不可盲目投入大量的有效能源。此外，设定加工的余量参数应做到科学化、标准化。降低余量有利于制造产业的节省能源。

(3)机械领域对冷却液的利用却较为多见，但冷却液在器件制造过程中的使用会消耗过多的有效能源。因此，减少冷却液的大规模使用是节能减耗的途径之一。

(4)工序流程是机械制造过程的整体把控，减少非必要的工序，能有效地缩短加工时长，尤其可以减少各工序间的等待时长。但假如工序设定不够合理，则会延长工序衔接、转换时间，增加能源损耗，加大非必要的经济投入。

4机械制造及设计的发展前景探析

自动化技术融合到机械制造和设计当中，可促使机械工程步向多元化的发展方向。当前，新技术不断涌现于我国的高新市场，自动化设计手段的引入使用，既优化了机械设备的原有性能，也提高了制造系统的节能属性［5］。因此，多元化是今后机械产业的发展方向之一。另外，我国当前的机械制造产业将机械设计、制造运转、生产操作、管理工作进行独立运作，致使各环节的工作难以有效衔接。为更好地处理工作衔接问题，机械产业将进一步优化设计制造的细节工序，促进机械运行系统的集成化、一体化发展。再者，“节能减耗”是当前提倡的机械设计理念，为实现节能化的机械制造，机械企业要综合分析机械运作产量与能源投入之间的具体联系，仔细考虑系统优化的各种干扰因素，不断优化各个系统部件的内部配置，以充分发挥工业材料的使用价值，尽可能减少重度污染物的排出量，对废品进行多次循环利用，从而实现“以低能源投入，获取最优产出”的节能目的。

5结束语

机械能源的损耗可在设计规划、器件制造、后期处理等环节中得到有效控制。具体来说，想要实现“节能降排”目标，应从机械设计环节入手，设计者要遵循“节能设计”、“绿色理念”的相关要求，检查系统内置中耗能量较高的组成器件，并对其进行调整处理，尽可能排除各种限制因素，使制造系统的节能优势得以充分发挥，提高制造工程的能源利用率，促进机械产业朝着更为节能化的方向发展。

参考文献

［1］赵野，韩雪冰．浅谈现代机械设计和机械制造的应用关系技术［J］．农家科技(下旬刊)，2014，12(11):254．

［2］杨小萍，王丽．基于“双需求”的机械制造工程课程改革探索［J］．科技资讯，2015，11(15):169－170．

［3］王秀婷，张殿召，王海丰，张波．现代机械设计与机械制造的相关技术分析［J］．城市建设理论研究(电子版)，2014，4(35):86－87．

［4］陈刚．机械制造中的低碳制造理论及其技术的应用探讨［J］．中小企业管理与科技，2015，11(9):296－297．

［5］赵思强．综述绿色制造技术在机械制造领域的应用［J］．城市建设理论研究(电子版)，2014，10(7):172－174．

作者：张英祥 单位：武威职业学院