淺析機械設計及自動化節能設計理念

楊松松+喻翔++趙志超

摘 要：隨著機械設計及自動化的高速發展，其面臨的高能耗問題日漸突出。在機械設計及自動化中添加節能設計理念，降低機械設計及自動化的能耗，有助于機械設計及自動化可持續發展。基于此，文章結合機械設計及自動化發展現狀，分析了節能設計理念在機械設計及自動化中的應用。

關鍵詞：機械設計；自動化；節能設計

1 概述

為滿足日益增長的能源消耗需求，推動工業可持續發展，國家相繼出臺了多種措施進行節能減排。基于節能設計的工業制造模式，可以有效改善我們的生活環境，具體表現在[1-2]：一是節約資源，滿足資源回收利用。機械設計與自動化產業在屬于高能耗產業，通過節能設計，滿足在工業生產中保護環境、減少污染，對廢棄機械回收再利用，可以有效節約資源；二是降低工業投資，優化資源配置。進行機械設計及自動化，需要大量人力、物力及資金，利用節能設計理念，完善產業結構，優化配置資源，可以極大降低后期投入，提高經濟效益；三是實現人與自然和諧發展，我國社會主義現代化建設必須遵循可持續發展原則，利用節能設計，可以有效保護環境與資源，有助于人與自然和諧發展，也促進我國機械設計及自動化實現綠色發展。因此，在機械設計及自動化產業中添加節能設計理念至關重要。

2 機械設計及自動化發展現狀

在我國工業生產中，機械設計占據重要地位，特別是自動化技術的應用，使得機械設計的生產效率和安全系數大幅度提升，促進機械設計高速進步與發展。但由于機械設計與自動化技術結合還處于初級階段[3]，各方面技術還不成熟，因此我們需要認識機械設計與自動化高速發展過程中存在的不足，加以改進，促進機械設計與自動化穩步前進。

此外，隨著機械設計的發展，企業的規模與經營模式不斷趨于國際化，與國際間交流日漸增多，基于機械設計的跨國企業不斷涌現。然而，國際化的發展趨勢需要高水平的機械設計及自動化技術，需要高質量和高環保的機械設計產品。

經濟形勢使得機械設計需要從降低能耗方面入手增強產品質量及技術含量，需要發展節能環保技術，需要在機械設計及自動化領域逐步滲透環保理念，減少機械設計及自動化產品能耗，提高產業競爭力，利于機械設計及自動化的可持續發展。

3 節能設計理念在機械設計及自動化中的應用分析

本章主要從材料選擇、優化設計以及工藝優化三個方面分析節能設計理念在機械設計及自動化中的應用。

3.1 優化結構設計，實現節能

為更好貫徹節能理念，實現節能，需要優化機械結構設計，具體表現在：

（1）發動機易選擇低功耗。在機械系統中，發動機是最大部件，機械系統運行效率直接影響因素則為發動機性能。發動機環保，科有效降低噪音污染，可以實現低排量、低油耗、高加工效率，可以降低機械運行過程中造成的環境污染。

（2）液壓系統也要優化設計，在具體設計時首先需要確保液壓系統清潔，這需要設計師在具體設計時，及時清除油液中存在的微塵雜質及其他磨損物，還要延長換油時間間隔，降低液壓系統的故障發生率，延長機械系統的使用壽命。液壓管的選擇要選用防老化性能強、密封較佳、抗腐蝕效果強的液壓管。此外，還要盡量避免使用軟管，避免軟管破裂形成較多的廢棄量。

（3）優化駕駛室的設計。對駕駛室進行優化設計，主要目的是減震降噪。在駕駛室可以配置環保無氟型冷暖空調，確保駕駛室環境優異，增強作業效率。

（4）自動加脂裝置設計。現今，加注潤滑脂，主要通過人工操作進行手動加入，這種注入模式既需要耗費大量時間和經歷，也會造成溢油現象，造成環境污染和資源浪費。因此，設計自動加脂裝置，用于自動加注潤滑脂。這種方式既方便，也不會造成溢油現象。

3.2 優化機械設計材料，實現節能

在機械設計及自動化過程中，本身會消耗大量資源，因此在機械材料設計材料選擇上，要尊徐節能原則。具體表現在：

（1）材料要盡量選用可回收利用的節能環保型材料；此外在結構設計時的材料選擇要遵循可拆卸、可回收的無毒材料，目的是增加機械材料的有效再生率，降低機械設計材料浪費現象產生。

（2）進行機械設計及自動化過程，要依據壽命長、能耗低、質量小、通用性佳的原則。對于機械，其壽命長則表示可以極大降低機械生產量級生產周期，降低原材料使用量，控制機械報廢率；質量小則代表機械對環境負荷較小，因此可以實現節能效率；通用性則表示機械部件能滿足大規模使用要求，可以增強使用效率及再利用率。

（3）對于機械設計材料，在滿足環保條件下實現經濟最優化，要避免選用污染性極大的材料，要實現環保與經濟效益雙贏原則。

3.3 優化制作工藝，實現節能

在進行機械設計及自動化中，優化制作工藝，可以實現節能減排，具體表現在：

（1）完善設計結構。在進行機械設計及自動化過程中，結構越簡單，則零件數量越小，零件形狀簡單，則能耗就越低，因此在進行機械設計及自動化過程中，要在確保產品性能基礎上，盡量完善設計結構。

（2）科學選用加工工藝。對于零件鍛壓工藝，熱鍛壓工藝相對于冷鍛壓工藝，能耗低，但對環境危害大，綜合兩種情況，選用溫鍛壓工藝更加科學。

（3）科學安排加工工序。加工時間與工序安排密切相關，節能理念的表現則是科學安排工序，減小工序間的等待時間，增加機械工作效率，減小能耗。

（4）科學選擇工藝參數。在進行加工工藝時，必須合理設置工藝參數，譬如科學選擇形狀、種類、加工量等，都會極大減少能源消耗。

4 結束語

在機械設計及自動化過程中，添加節能設計理念十分重要。本文通過分析我國機械設計及自動化現狀和發展趨勢，從結構設計、材料選用以及工藝優化三個方面，分析了在機械設計及自動化中應用節能設計理念，確保機械運行的高效與穩定，降低設備能耗，增加經濟效益，實現綠色低碳工業，意義重大。希望通過本文分析，為相關人員進行機械設計及自動化領域研究提供參考。

參考文獻

[1]張軻.談機械制造與自動化中的節能設計理念[J].煤礦開采，2014：136-138.

[2]孫清超，魏靜，孫偉，等.面向機械裝備節能設計的能耗信息描述與集成[J].機械工程學報，2014，50（1）：111-119.

[3]張英祥.機械制造與自動化中節能設計理念的應用研究[J].自動化與儀器儀表，2016（3）：64-65.

作者簡介：楊松松，男，漢族，陜西省漢中市西鄉縣，西安文理學院，本科，學生，機械設計制造及其自動化。

喻翔，男，漢族，陜西省山陽縣，西安文理學院，本科，學生，自動化專業。

趙志超，男，漢族，陜西省延安市洛川縣，西安文理學院，本科，學生，機械設計制造及其自動化。