節能設計理念在機械制造和自動化設計中的分析

盧升+梁顯祥

摘 要：我國工業生產中機械制造行業是重要構成內容之一，對國家經濟發展起到至關重要的主要。機械制造行業的發展拉動許多相關領域的產業發展，例如工業生產領域以及農業生產領域。我國綜合實力的提升和機械制造行業領域的快速發展密不可分。隨著我國科學技術的迅速發展，加快了自動化建設的步伐，我國機械制造具有一個前所未有的前景。本文主要是對機械制造與自動化中的節能設計理念進行探究。

關鍵詞：節能設計理念；機械制造；自動化設計

1機械制造與自動化設計的現狀

機械工程及自動化使我國機械制造業與工業快速發展，中國的政策在其發展中起著非常重要的作用，計算機集成、開發和優化工程等技術的廣泛應用，逐步實現整個生產之間的機器和電腦自動化的完美結合。在機械行業中，自動化設計有了空前的發展，能夠更好、更快、更安全地為生產服務。機械制造自動化在中國剛剛處于起步階段，就已經取得了良好的效果，但仍要充分考慮其發展因素，比如機械制造與自動化中的節能設計。相比其他發達國家，我們的機械自動化行業起步較晚，在很多方面還不夠成熟。

2自動化設計與機械制造中節能設計要求

2.1使用節能環保材料

自動化設計與機械制造所使用的材料能否達到節能環保的要求，是決定節能設計工作成敗的重要因素之一。對于工業企業來說，投入機械生產所使用的各種材料需要符合易于分解、可回收以及可再生等要求，降低稀有材料與貴金屬材料的使用量。尤其是對于使用壽命比較低的材料來說，可以使用其他非金屬性材料以及環保型工程塑料等。采用這種材料一方面能夠降低對于生態環境所造成的壓力；另一方面能夠在更換與設計上體現出比較明顯的可塑性優勢。

2.2體現通用性強、質量輕以及壽命長等特點

自動化設計與機械制造設計中，盡量提升機械設備在通用性以及使用壽命方面的優勢。提高機械設備的通用性能夠幫助工業生產企業避免重復引進功能相似但機械外部結構不相容的設備，降低工業行業對于機械設備的消費量，降低機械制造材料的投入使用量。降低機械設備驅動所需要的能源消耗量，尤其是降低石油以及煤炭等不可再生化石能源的使用量。在工業設計過程中對機械設備的內外部結構進行優化設計，從力學分析的基礎上對各種零部件的受力情況進行均衡化處理，避免機械設備在長期使用的過程中受到嚴重的應力沖擊，進而實現機械設備使用壽命的提升，降低工業企業在機械設備方面的資金投入。

3機械制造與自動化設計的節能措施

3.1進行成本分析

在機械工程中，首先要建立早期的工作方法，特別是產品的第一需要，對設計中的資源進行循環利用，節約資源，減少能源的浪費。因此，在工程的節能設計理念下進行成本效益的分析時，應注意回收資源，使用可回收的產品材料替代其他不能回收的資料，加強不同因素的考慮和設計，以更好地節約能源。

3.2機械產品再設計

在進行機械產品的設計研究時，可以通過運用方便拆裝和與模塊化的設計理念，以滿足節能的要求。為減少成本和資源的浪費，適當考慮到回收和拆裝，從而提高機械的節能優勢，提供更大的能量設計。建立產品零部件的數據庫，設計師可以在數據庫中獲得生產所需的所有數據，根據獲得的數據進行分析和整理，不僅體現了設計和資源的利用情況，也要進行有效控制，這是節能設計的基礎。

3.3使用節能環保型輕型材料

從公式E=1/2mV2 ，我們都知道物體的動能與其本身質量成正比，質量越大動能越大，需要消耗的能量也就越大。所以在進行機械設計時應當使用輕型材料，從而減少機器運轉時的能源消耗?，F在應用最廣泛的輕型材料主要是高分子材料，但運用高分子材料時，我們應當選用環保型。因為運用環保型材料，我們可以減少甚至是不需要支付環境污染后的治理環境的能源。環保型材料的主要包括以下幾種：材質自身的環保，即使成為生產廢料，也不會對環境構成污染影響；材質的重復性價值較高，可以回收利用?？苫厥詹牧蠠o論環保性，還是成本控制，都有著較為明顯的優勢。

3.4環保、低公害、清潔

環保是人類進入21世紀的一大議題。嚴格意義上來講，只有環保的機械生產，才是符合現代人類發展需求的模式。因此，節能設計中必須要考慮環保、低公害，并盡可能使用清潔能源，減少空氣污染等環境污染問題。事實上，機械制造的環保，主要取決于能源的使用和生產廢料的處理。如果能夠盡可能的使用清潔能源，如乙醇等，便會大幅度降低環境污染。而對于生產廢料的處理，當前較為有效的方式，無疑是實現材料的循環使用性。由此既保證的環境污染程度的降低，同時也能夠節約生產成本。

3.5優化產品結構

相關人員應對當前產品結構不斷優化，這主要是因為機器結構較簡便，其設計的零件也就越少，在整個制造、生產期間，對于各種能源的消耗也逐漸減低。而且，在設計機械的過程中，各種零件形狀對于能源損耗也會產生影響。因此，在整個設計期間，不僅要確保過所設計的產品性能達到標準要求，還能盡量將零部件簡化，不斷優化產品各結構，縮減機械提及以及縮減零件的數量等。此外，將節能設計理論應用在設計中，需對加工工序做相應的調整，不斷優化整個工藝選擇，從而實現節能。如：在生產冷軋薄板時，因冷軋中鋼板需承受嚴重的塑性變形，需經退火處理之后方可將其應用到后續較復雜加工中，因此，優化各個工序操作，能夠大大提升資源使用效率。

結束語：總之，在工業制造業迅速發展的今天，帶動了機械制造及其自動化的快速發展，與此同時還拉動了各行業的經濟發展，是我國發展的支柱產業之一，值得關注的就是在經濟迅速發展的背后，付出的代價是能源出現消耗以及大量浪費的現象。能源危機已經對我國發展有制約作用了，必須解決此問題。所以節能技術在制造業中勢在必行。各行業都必須對節能技術進行重視，采取有效的實際行動。

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