機械制造與自動化中的節能設計理念分析

丘志忠

摘 要：在經濟快速增長的大環境下，機械制造及其自動化技術的發展也得到快速發展，然而由于該領域的能耗較高，對于它的發展無疑產生了一定的制約作用。因此加強該領域的節能設計，可以有效的促進機械制造及其自動化技術的健康發展。本文首先對該領域的節能設計的優勢進行了分析，最后重點分析了該領域在節能設計理念方面的具有實現。

關鍵詞：機械制造；自動化；節能設計

一、節能設計的特點

（一）環保、低污染和節能

以設計為分析視角，需要廣泛應用節能技術，讓機械制造變得更加節能和環保。在設計過程中，最為重要的就緒時選擇節能和環保的發動機，這是實現節能環保和低污染的重要措施。此外，液壓系統也需要使用清潔技術，規避泄露風險，這不僅可以對機械裝備產生一定的保護性，同時也符合環保、節能和低污染的特點。

（二）環保型材料應用特點

材料的科學選擇對設計的影響極為重大，同時也會對產品的最終質量產生極為重要的影響。在運用節能設計理念時，材料質量的選擇作用極為顯著。也就是說，需要結合節能理念篩選相關的材料，另外機械設計時，還需要科學利用可再生以及可以回收二次利用的相關資源，從而提升資源的利用效率。當然選擇的材料必須要具有環保型，確保易耗零件的低污染。

（三）工藝的節能特點

在機械產品制造過程中，流程設計極為關鍵。通過科學的利用節能工藝，對生產參數及加工模式進行優化，就能夠有效的提升節能效果。另外為了保障機械制造所涉及到的諸多環節都能遵循節能設計理念，就需要對其中的參數工藝加以優化，比如在鍛造環節，就可以優化溫鍛參數。這樣就能夠更好的降低生產能耗，提升環保效果。

二、節能設計理念的具體要求

（一）設計時突出環保材料的應用

對于機械制造及自動化領域的材料選擇而言，必須要選擇可再生以及可回收利用，低污染的材料，這樣可有效降低資源的消耗水平。此外還需要盡可能的降低貴重材料的應用。在易耗零部件材料選擇方面，可以選擇具有環保型的工程塑料，或者一些其他環保型材料，盡量做到這些材料可以被回收利用。也就是說，這些易耗零件淘汰之后，可以被回收加工成其他產品來進行應用，這樣就可以有效的提升資源的利用效率。另外這些材料還容易分解，這樣就能夠降低對環境的破壞力。那些報廢的材料及其零部件，所設計的處理工藝要具有簡單性，環保性以及低成本性等屬性。

（二）設計過程中要體現出的特點

針對機械制造及自動化的設計而言，必須要讓最終的產成品具有通用性、質量輕以及生命周期長等屬性。對于通用性來說，就是設計方案應該采用通行標準，在此基礎上進行模塊設計，增強零部件的通用屬性。這樣可有助于提升日后的組裝效率和維護效率，進而提升節能水平。對于質量輕而言，這能夠有效的降低設備或者材料的移動負載，同時也能夠有效的降低生產難度，進而實現節能效應。對于生命周期長來說，就是這些產成品應該具有較長的使用時間，產品的報廢時間較長，這就等于材料的利用率得到了提升，同時能耗也得到了下降。

三、機械制造與自動化設計中節能設計策略

（一）優選節能型發動機

在工程機械生產中，發動機是能耗最大的功能模塊，同時也會對周圍環境產生顯著影響的功能模塊。想要提升整體機械產成品的節能效果，就需要采用低能耗、高能源利用率、低排放等性能的發動機。如果這些發動機不符合國家的節能標準，就不能夠使用。

（二）液壓系統的防滲漏設計

對于自動化工程機械而言，液壓傳統系統是確保其高效工作的基礎，所以需要在設計時，一定要將防滲漏設計技術應用之液壓傳統系統中，這樣就可以確保傳動系統中的液壓油體保持在標準的范圍之內。另外還需要運用封閉式設計技術，確保周圍環境中的污染物，如微塵等，不能夠進入到傳動系統內部，這就能夠有效降低傳動內部的元部件的摩擦力，同時液壓系統的工作負荷也會得到下降，其運行狀態也會保持在最佳，于是就能產生較佳的節能效果。另外通過防滲漏設計技術，還能夠有效提升元部件的工作時間，降低零部件的更換頻度，油體的更換頻次也會降低，這就有效降低了的運行成本。

（三）在結構上的優化

一般而言，機械結構的簡單度、零部件結構的簡單度和節能效果之間的關系呈現的是正相關，也就是他們的簡單度越高，那么節能效果就會越強。而零部件的數量和種類則是和節能效果之間形成了反相關關系，也即是說，數量和種類越多，那么節能效果就會越差。所以在設計時，就需要對機械結構加以優化，盡可能的降低零部件的使用數量和種類，進而提升節能效果。

（四）合理設計加工工藝

首先，優選加工模式。比如針對同一個零部件，可以運用熱、冷和溫鍛壓等集中模式來進行加工。對此就需要對這些加工工藝進行能耗分析，在保障產品質量的前提下，選擇相應的加工模式。上述的幾種模式中，溫鍛壓效果最佳。然后，優選工藝參數。不同的參數會對加工的能耗產生極大的影響。比如階梯軸承類零部件的加工，可供選擇的毛坯種類以及數量往往較多，在具體加工時就需要對生產這些毛坯的能耗進行分析，從而選擇合力的生產參數。比如加工余量這個參數，如果設置科學，就能夠有效的提升節能效應，而且材料的利用率也能得到提升。其次，優選冷卻工藝。在機械加工生產時，冷卻液應用較為普遍，從節能視角來看，應該盡可能的減少冷卻油的應用，通過創新冷卻工藝來增強余熱的利用。最后，對工序進行優化。該環節的優化可以提升加工效率，降低停工待料問題，這樣就等于提升了時間利用率以及節能效果。

四、未來發展前景

近些年，我國機械裝備領域發展水平不斷提升，自動化控制技術、信息技術等都取得了迅速發展。為了能夠有效的降低能源的耗用，在諸多行業推廣節能設計理念極為關鍵，這能夠有效的降低我國機械制造類企業對能源的消耗規模，通過對生產、配送等環節加以優化，可以有效促使資源耗用的平衡，并能夠有效的降低產品的生產成本，同時企業的競爭力也能得到提升，并為今后綠色、低碳工廠的建設打下堅實基礎。

參考文獻：

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