機械制造與自動化中的節能設計理念分析

摘要：隨著社會的穩定發展，機械制造行業獲得了很大進步，并開始廣泛使用自動化技術，獲得了更大的經濟與社會效益。但隨之而來的是嚴重的能源消耗以及環境污染問題，對此企業必須實現機械制造與自動化的節能設計，從而促進機械制造行業的可持續發展。本文分析了節能設計在機械制造與自動化中的必要性，針對性的指出了具體設計方式，以期為機械領域的發展提供更多的參考依據。

關鍵詞：機械制造；自動化；節能設計理念

1.機械制造與自動化發展中應用節能設計理念的必要性

相較傳統的工業行業，在機械制造與自動化過程中采用節能設計方法可以有效改善人們的生存環境與生產環境，其優勢主要表現于以下幾個方面。首先可以充分節約資源，實現了資源的回收再利用。機械制造與自動化節能設計主要包括自然環境設計、生態環境設計等方面，通過節能設計可以充分保護環境，并實現了報廢機械材料的回收再利用。其次，可以減少工業建設的投資數額，優化資源配置。機械制造與自動化發展工作需要投入大量的物力、人力及財力，而實現節能設計則可以在優化配置資源的基礎上改善產業機構，降低了投入成本，增大了企業的投資效益。最后可以促進人類與環境的和諧發展，我國工業建設的基本原則是實現可持續發展，而在機械制造與自動化中應用節能設計理念，可以更好的保護資源與環境，從而為機械制造行業的綠色發展提供更多的參考依據。[1]

2.機械制造及自動化技術的未來發展趨勢

機械制造與自動化的發展離不開計算機技術，目前我國機械自動化開始面向國際化、現代化以及大規模的方向發展，這也要求與自動化相關的計算機集成與網絡技術也應緊跟國際發展步伐，促進全面發展。同時，還應在機械制造與自動化技術中引入數字化制造理念與節能環保理念，并在各個生產環節落實應用，從而提高機械產品的質量水平，實現節能減排，在提高企業經濟與社會效益水平的基礎上降低工人的勞動強度，推動機械工業的全面發展。

3.機械制造與自動化中應用節能設計理念的措施

3.1優化機械設計

首先應選擇低公害的發動機，發動機屬于工程機械系統中的重要部件，對環境具備較大影響。對此，設計期間應采用環保型的發動機，以有效降低噪音污染，在減少能源消耗量的基礎上提高機械系統的加工效率，有效降低機械對環境的污染程度。其次應改良液壓系統，確保液壓系統的清潔性，且設計人員還應嚴格選擇油料，并徹底清除油液中的微塵雜質，由根本上確保液壓系統的清潔性，延長換油時間，降低液壓系統的故障發生幾率。，嚴格控制液壓系統的污染。除此之外，在改良液壓管時還應選擇防老化且耐腐蝕較強的優質管路，最好使用硬管路，降低軟管的廢氣量，避免管道破裂造成的污染問題。再次應改良設計駕駛室，為了提升駕駛室的安全性與環保型，設計期間應采用防紫外線輻射且經減震降噪處理的密封式玻璃，并配備無氟的冷暖空調，在遵照人體設計原理的基礎上融入多元色調，以充分保證司機的人身安全性，提高工作效率。最后應增加自動加脂裝置，以往機械制造期間主要通過手動注入方式增加潤滑脂，這種方法會耗費大量時間與精力，且加入過程中還會溢出大量油液，增大了環境污染程度。對其應設計自動加脂裝置，比如可以設計集中潤滑系統，定時自動加注黃油，這樣便可以有效控制黃油量，在有效充油的同時避免油液溢出，不但降低了浪費程度，還可以有效保護環境。[2]

3.2選擇環保材料

首先，在機械制造與自動化設計過程中必須采用可再生且可回收的環保材料，以降低資源消耗量。選擇材料時必須遵照可回收、易分解以及可再生的原則，以減少有毒氣體的排放量，降低環境污染程度。尤其在設計結構零件時應嚴格滿足易分配原則，杜絕使用有毒材料，提高環保材料的循環利用率。其次，在機械制造與自動化設計期間還應遵照低能耗、輕重量等原則，以有效延長產品的使用壽命，降低機械設備的報廢率，避免產生報廢材料，在減少機械產品產量的基礎上杜絕環境污染問題。同時，降低機械產品的消耗能量也可以杜絕環境污染問題，對此機械制造企業應在設計環節中遵照降低能耗的標準，適當減輕機械產品重量，優化設計機械結構，確保產品設計符合環境通用標準。最后，在機械制造與自動化設計期間還應考慮報廢零件與此后的污染治理成本。實際機械系統設計過程中，企業往往忽視了報廢材料的處理問題，以致增大了環境污染程度。對此，設計人員應選擇環保、成本低且負荷較小的材料，杜絕使用石棉、氯橡膠以及樹脂等材料。

3.3改進制造工藝流程

首先設計期間應做到因地制宜，在結合外部生產環境的基礎上選擇加工工藝。在加工單個零件時應充分考慮現場設備的匹配問題，比如在鍛壓零件時可以選擇冷鍛壓、溫鍛壓以及熱鍛壓方式，且三種制造工藝中，熱鍛壓工藝的能源利用率最低，而冷鍛壓工藝對環境的危害程度較高，綜合看來，在零件加工期間應廣泛采用溫鍛壓工藝方法。其次應優化設計現有的機械產品結構，為了降低制造期間消耗的能源量，設計人員應盡量減少設計零件，并使用簡單的運行結構。同時，機械零件的形狀也會影響制造能耗，為了實現節能環保，設計人員應盡可能簡化零件，在優化產品結構的基礎上減少零件數量，提高機械運行性能。最后應合理安排工藝流程，在機械制造與自動化節能設計過程中，設計人員應合理調整加工工序，不斷優化工藝方法，從而實現節能目標。比如在生產冷軋薄扳過程中，由于冷軋會使得鋼板發生塑性變形問題，因此必須在完成退火處理后才可以使用復雜的加工方法，由此，加工期間應盡量環保優化每個工序，切實提升能源的利用率。

結束語

當前我國機械生產能源消耗的形勢不容樂觀，之后在制造與自動化設計中引入節能理念，使用新型環保材料，才可以提高機械系統的穩定性與高效性，促使整個制造與自動化過程更加節能。

參考文獻：

[1]姜志豪.基于節能設計理念的機械制造及自動化應用探討[J].中國設備工程.2017（18）

[2]胡易凡.機械制造與自動化設計中的節能設計理念研究[J].科技風.2017（19）

作者簡介：高山，男，23歲，黑龍江工業學院，機械工程系，14級機械設計制造及其自動化專業，在校學生。endprint