淺論節能設計理念在機械制造與自動化中的應用

艾昊添

摘 要：近年來我國工業高速發展，成為"世界制造工廠"，工業生產量逐年增高，龐大的生產需求量也促進了工業生產模式的改變。科技的發展使工業生產技術不斷改進，機械自動化生產成為我國工業生產的普遍模式，隨著人們環保意識的增強，節能理念也逐漸應用到機械制造和自動化中，對我國的可持續發展目標深入推進具有十分重要的作用。本文將分別從設計優化、材料選擇以及工藝技術等幾個方面對節能設計理念在我國機械制造與自動化中的應用進行分析。

關鍵詞：節能設計；機械制造；自動化

機械制造與自動化的廣泛應用使得原有的工業生產模式得到改變，其在提高產品生產效率、推動各行業產業規模擴大的同時也給生態環境造成了巨大壓力。機械制造與自動化在工業領域的應用使得能源的消耗量增大，工業生產量越大，資源的消耗量也就越大，再加上目前我國的機械制造與自動化發展水平不算很高，一定程度上造成了資源過度使用的情況，一些能源得不到完全消耗，導致資源能源浪費。因此，對于節能設計理念在機械制造與自動化中的應用研究是改進機械制造技術，提高機械制造水平的重要前提。

一、優化機械設計，實現節能減排

（1）選用低公害發動機。發動機是機械運動的主要動力，也是整個機械系統中最大的一個組件，發動機的質量對機械運行的效率和環境的影響都有十分重要的作用。因此在進行機械制造時要選擇性能優質、質量較高的發動機，要注重發動機環保性能的選擇，采用環保發動機能夠減小機械運作過程中產生的噪音，降低噪聲污染，同時還能夠減少機械生產時所需要的能源消耗，降低廢氣廢水的排放量，提升能源利用率，避免資源浪費的情況，還可以提高機械的運行效率，提高機械生產的產量，增強機械運轉動力，這些都為實現機械制造環保理念制造了前提，大大減輕了生態環境因機械生產所承受的壓力。

（2）改良液壓系統設計。保持液壓系統的高效傳動首先要保證液壓系統的清潔，不僅在油料選擇上做到嚴格把握，設計師們在對液壓系統進行設計時，還要徹底清除油液中的微塵垃圾雜質以及磨損物，這就能保證液壓系統的清潔，換油的時間間隔被延長很多，從而有效降低液壓系統的故障發生率，延長了機器壽命，配件更新率大大降低，嚴格控制了液壓系統的污染。因此，改良設計液壓管的選擇上應使用密封優良、防老化能力突出、耐腐蝕性強的優質管路，盡量使用硬管代替軟管，降低軟管的損壞與廢棄量，減少因管道破裂而造成的環境污染。

（3）駕駛室的改良設計。在駕駛室的改良設計中，可以采用經減震降噪處理的、防紫外線輻射玻璃的全密封整體式“安全環保型”駕駛室，駕駛室內可配備環保無氟型冷暖空調，設計基于PO PS和FOPS技術的安全駕駛室，并充分運用人體工學設計原理，設計過程中融入多元化美觀合理的色調搭配，在保障司機安全的基礎上，視覺疲勞得到有效緩解，工作環境得到有效改善，從而能有力提高作業效率。

（4）自動加脂裝置的設計。目前潤滑脂的加注工作還是多以傳統手動注入方式為主，這種傳統手動注入方式既耗時又費力。與此同時，手動注入過程中還會溢出大量油液，這就或多或少的造成了環境污染。基于此，設計一款機械自動加脂裝置系統，來實現對于設備的定時自動加脂。如設計一個集中潤滑系統，來定時自動完成對各鉸銷的黃油加注操作，事先計算并設定好對黃油量的控制，既能保證各鉸銷的油量充足，還能避免溢出油液，造成浪費，既方便還比較環保。

二、選用環保材料，實現節能減排

（1）如果想要提高機械的環保性能就做到在機械制造的每一個環節的注重環保理念的植入，環保材料的使用是提高機械制造與自動化環保性的重要基礎。因此，在設計時一定要盡可能使用可再生或可回收的環保原料，這樣做可以從根源上減少機械制造產生的污染，避免能源和資源浪費。在進行機械制造與自動化生產時也應該注意材料的可降解性、可回收性和可再生性，這些材料的運用可以減少生產過程中產生的有害氣體排放量，還可以使原材料得到完全使用和循環利用，降低工業生產對環境造成的污染；另外還要注意不能使用有害材料和有毒材料進行生產，這樣會使得有害物質排放量增加，造成環境質量的下降，使得機械制造與自動化的環保性能無法實現。總而言之，注重機械生產中環保材料的運用是環保設計理念在機械制造與自動化中應用的一種表現。

（2）在機械制造與自動化設計過程當中盡量考慮輕重量、低能耗、長壽命原則。通常產品的壽命得到有效延長就等于說是降低了機器產品的報廢率，意味著機械的產品產量也相應的減少了。同時，降低機械產品的能耗也能減少污染，提高了環保效率。出于降低材料能耗的角度，適度減輕機械產品的重量，并從環境的負荷對于機械的要求方面進行優化設計，產品設計應符合環境通用標準，實現機械構件的通用性。

（3）在機械制造與自動化設計過程當中還應考慮到零件報廢以后的污染處理成本。設計過程當中，報廢以后的污染處理問題常常被忽視，應積極采用一些低環保負荷、綜合成本最小化的材料。盡量避免使用含氯橡膠、氟利昂、石棉和樹脂等類型的材料。

三、改進制作工藝，實現節能減排

（1）因地制宜，參考外部環境選擇加工工藝。在單個零件的眾多加工工藝當中應考慮到現場設備的匹配。熱鍛壓工藝能源利用效率要低于冷鍛壓和溫鍛壓方式，但是選用冷鍛壓工藝對環境的危害要比熱鍛壓和溫鍛壓工藝高，所以溫鍛壓工藝將在日后廣泛被應用。

（2）對于現有產品結構進行優化。眾所周知，機器結構越簡單，設計零件越少，制造過程所需的能耗就會越低。同時，機械設計中零件的形狀對于制造過當中的能耗影響也很明顯。所以，在設計過程中既要保證產品的基本性能，也要盡可能簡化零件，優化產品結構、減小機械提及、減少零件數量。

四、機械制造及其自動化技術未來發展趨勢

機械制造及其自動化技術發展離不開計算機應用技術水平的不斷提高。目前機械制造及其自動化技術應用合作日益國際化、大規模化，這就要求與自動化相關的計算機集成和網絡技術要全面發展，與國際接軌，跟上世界步伐。同時，數字化制造技術在機械制造及其自動化技術中的應用也成為未來節能技術的必經之路。節能環保理念在機械制造及其自動化技術當中的引入，必將使得機械制造及其自動化技術應用更加全面，提高產品質量、降低工人勞動強度、提高企業經濟效益、實現節能減排，進一步推動工業的發展。

五、結束語

隨著工業生產量的逐漸提升和機械自動化生產技術的應用越來越廣泛，我國的能源浪費問題日趨嚴峻，導致能源迅速枯竭，將環保理念融入到機械制造與自動化生產中的刻不容緩。將節能設計理念與機械制造和自動化生產模式相結合有利于提高我國機械化生產的效率，降低能源和資源消耗，優化產業結構，為我國的環境保護工作順利開展和持續深入提供保證是保證，能夠有效推動我國可持續發展目標的實現，促進我國經濟繼續全面發展。

參考文獻：

[1]柯擁軍.機械制造與自動化技術的應用研究[J].企業技術開發.2012（17）

[2]吳霖，潘成榮，張偉，王軍.綠色設計理論探析[J].安徽農業科學.2008（28）