機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)理念

劉大偉 張廣遠(yuǎn)

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)化生產(chǎn)的效率在不斷的提升，進(jìn)而推動(dòng)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化的進(jìn)步。但是在這樣的背景下，環(huán)境的污染問(wèn)題也在逐漸的凸顯出來(lái)，因此需要將節(jié)能設(shè)計(jì)的理念融入到機(jī)械制造以及自動(dòng)化的應(yīng)用當(dāng)中，進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)社會(huì)發(fā)展和改善生態(tài)環(huán)境。本文主要對(duì)機(jī)械制造及其自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，從機(jī)械制造的概念和特點(diǎn)以及節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)出發(fā)，對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)在機(jī)械制造與自動(dòng)化的生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，旨在進(jìn)一步的提高我國(guó)工業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；自動(dòng)化；節(jié)能設(shè)計(jì)

引言

隨著社會(huì)體系不斷發(fā)展，機(jī)械制造與自動(dòng)化結(jié)合被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)之中，但同時(shí)也出現(xiàn)了資源浪費(fèi)等現(xiàn)象。因此，為使企業(yè)資源得以控制，同時(shí)促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，將節(jié)能設(shè)計(jì)理念滲透到機(jī)械制造及自動(dòng)化中已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1機(jī)械制造及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

自20 世紀(jì)70 年代以來(lái)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展速度十分迅速，再加上信息技術(shù)的不斷成熟，有效推動(dòng)了機(jī)械制造與自動(dòng)化技術(shù)的結(jié)合，賦予了機(jī)械制造業(yè)更多活力，使制造業(yè)發(fā)展更加安全，便利。我國(guó)機(jī)械制造業(yè)雖然發(fā)展迅速，但起步較晚，很多技術(shù)仍不夠完善，與國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍存在明顯的差距。另外，由于機(jī)械制造業(yè)相關(guān)技術(shù)不足，致使所生產(chǎn)的產(chǎn)品頻繁出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，所以相關(guān)企業(yè)應(yīng)對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展提出合理解決策略，不斷推動(dòng)機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展。

2機(jī)械制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)

機(jī)械制造與自動(dòng)化是一種現(xiàn)階段比較創(chuàng)新型的生產(chǎn)工藝，它是匯集很多先進(jìn)的工程技術(shù)為一體的技術(shù)，一方面能夠?qū)C(jī)械生產(chǎn)的整體效率進(jìn)行提高，另一方面也可以有效的保證機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，它的進(jìn)步與發(fā)展與現(xiàn)代化的工業(yè)的整體建設(shè)有著重要的關(guān)系，并且對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步都有很大影響。它主要特點(diǎn)主要一下幾個(gè)方面：

首先，它的安全性是比較高的。機(jī)械制造與自動(dòng)化的技術(shù)與傳統(tǒng)型的機(jī)械制造相比，更具有智能化和自動(dòng)化。比如說(shuō)在實(shí)際的生產(chǎn)流程中，一旦出現(xiàn)了故障，機(jī)械設(shè)備就會(huì)自動(dòng)的暫停工作，自動(dòng)采用相應(yīng)的程序進(jìn)行問(wèn)題的修復(fù)，非常具有安全性。

其次，它的應(yīng)用范圍比較廣。傳統(tǒng)型的機(jī)械制造一般都是僅僅局限于工業(yè)領(lǐng)域的，而現(xiàn)代化的機(jī)械制造已經(jīng)開(kāi)始被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)和電子計(jì)算機(jī)行業(yè)等等，它為各個(gè)領(lǐng)域的行業(yè)的創(chuàng)新都提供了一定的發(fā)展契機(jī)。

最后，它具有的是微型化的造型、微型機(jī)械一反面可以讓整體的機(jī)械性能得到改變，并且還非常的輕便，對(duì)于工作人員來(lái)說(shuō)更加方便使用和移動(dòng)。

3應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)理念的優(yōu)勢(shì)

3.1提高設(shè)計(jì)效率

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)主要從產(chǎn)品的基本屬性出發(fā)，對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行了解和分析，進(jìn)而再進(jìn)行機(jī)械的設(shè)計(jì)工作，最后產(chǎn)出方案并且進(jìn)行優(yōu)化，這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)的周期是比較長(zhǎng)的，因此會(huì)降低生產(chǎn)的效率。如果在設(shè)計(jì)中利用上節(jié)能設(shè)計(jì)的理念，就可以重點(diǎn)從產(chǎn)品的性能出發(fā)，選擇適合的材料對(duì)工藝進(jìn)行改良和優(yōu)化，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的周期進(jìn)行縮短，從而提高設(shè)計(jì)的效率。

3.2促進(jìn)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與節(jié)能理念的結(jié)合

把節(jié)能的理念與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)概念進(jìn)行融合之后，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候會(huì)對(duì)材料的使用效率進(jìn)行提高，同時(shí)加大對(duì)機(jī)械性能的重視，提高機(jī)械使用的新能，可以在一定程度上減少對(duì)能源的消耗，能夠提高對(duì)能源和資源的使用效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

3.3促進(jìn)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與環(huán)保理念的結(jié)合

節(jié)能設(shè)計(jì)的理念會(huì)將環(huán)保理念與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，進(jìn)一步的提高機(jī)械制造以及自動(dòng)化的環(huán)保性能。在環(huán)保觀念的影響之下，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候，會(huì)充分的考慮到原材料的環(huán)保性能，盡可能保證機(jī)械在使用之后是可以繼續(xù)回收利用的，做到資源的循環(huán)利用，提高對(duì)資源的利用率，進(jìn)而減少機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化對(duì)環(huán)境造成的不利影響。

4節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用

4.1 設(shè)計(jì)階段的節(jié)能措施

節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造及自動(dòng)化中涉及多個(gè)領(lǐng)域，在機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)階段，采取合理節(jié)能措施非常關(guān)鍵，主要包括對(duì)整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)整體規(guī)劃，在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)著重考量節(jié)能設(shè)計(jì)理念合理性，確保機(jī)械制造及自動(dòng)化設(shè)計(jì)階段節(jié)能理念對(duì)提升機(jī)械系統(tǒng)能源利用效率具有一定促進(jìn)作用，例如機(jī)械制造中發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)是最為常見(jiàn)的動(dòng)力系統(tǒng)，如何選擇節(jié)能動(dòng)力系統(tǒng)就是十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，高效的環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于能源消耗量過(guò)大問(wèn)題可以進(jìn)行合理解決，在此基礎(chǔ)上也可以削減排放系統(tǒng)負(fù)荷；而針對(duì)液壓系統(tǒng)，節(jié)能設(shè)計(jì)理念中最為關(guān)鍵的一步就是保持傳動(dòng)液壓油清潔度，減輕液壓油對(duì)環(huán)境污染，以此來(lái)保障機(jī)械系統(tǒng)環(huán)保性。

4.2 材料選擇以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化

節(jié)能設(shè)計(jì)理念作為一種新型技術(shù)能夠解決能源問(wèn)題，推動(dòng)工業(yè)發(fā)展。在機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)中，材料選擇對(duì)節(jié)約能源效果起決定性作用，設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇環(huán)保以及可回收相關(guān)材料，機(jī)械制造業(yè)中傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念以保障機(jī)械設(shè)備功能與壽命為主，所以通常選擇良好的材料以及厚重的結(jié)構(gòu)。隨著對(duì)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展，在了解機(jī)械構(gòu)件受力以及機(jī)械構(gòu)件受力特點(diǎn)情況下，可以對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，降低材料選擇標(biāo)準(zhǔn)或者材料使用量，比如在機(jī)械制造業(yè)中，受扭矩圓柱狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)該構(gòu)件受力分析，可以了解到構(gòu)件承受力都集中在圓柱狀結(jié)構(gòu)外圍，中心位置并沒(méi)有受到強(qiáng)度扭力，所以設(shè)計(jì)人員可以針對(duì)這一特點(diǎn)，利用空間結(jié)構(gòu)替換圓柱，在保障扭力不變情況下，降低機(jī)械材料使用量。除此之外，機(jī)械制造業(yè)結(jié)構(gòu)所應(yīng)用零件也需要選擇相對(duì)容易裝配與分解的模塊結(jié)構(gòu)，同時(shí)保證材料可回收、可再生性，避免在機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生危害。

4.3 選擇合理的工藝

節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造及自動(dòng)化中的應(yīng)用需要相關(guān)人員選擇合理的工藝，對(duì)可循環(huán)能源進(jìn)行充分利用，減少資源浪費(fèi)現(xiàn)象。傳統(tǒng)機(jī)械制造工作人員會(huì)選擇冷鍛與熱鍛工藝，冷鍛工藝在低溫下進(jìn)行，具有尺寸精度高、表面特征良好以及生產(chǎn)率高等特點(diǎn)，但工藝加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)金屬變形抗力大的問(wèn)題，需要在中間階段進(jìn)行退火處理，從而保障工藝完整性；熱鍛工藝溫度需要保持在結(jié)晶溫度以上，并選擇相對(duì)應(yīng)的設(shè)備對(duì)工藝材料進(jìn)行加熱鍛造。通過(guò)對(duì)兩種工藝分析，可以認(rèn)識(shí)到冷鍛工藝和熱鍛工藝都具有加熱流程，這會(huì)導(dǎo)致能源消耗。

基于節(jié)能考慮，相關(guān)人員運(yùn)用溫鍛工藝最為合適，在制造工藝中選擇適當(dāng)溫度，避免工藝二次加溫，不僅可以降低生產(chǎn)成本，而且可以降低能源損耗。為了保證節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)中長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，相關(guān)企業(yè)也可與其對(duì)應(yīng)生產(chǎn)廠商進(jìn)行合作，利用上一階段余熱對(duì)材料進(jìn)行加工，避免二次加工產(chǎn)生的能量耗損，達(dá)到節(jié)能目的。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造及自動(dòng)化中的應(yīng)用研究，得知我國(guó)機(jī)械制造業(yè)十分復(fù)雜，在發(fā)展過(guò)程中存在一系列問(wèn)題，其中問(wèn)題最大的就是能源大量損耗，阻礙了我國(guó)環(huán)境保護(hù)與資源利用率提升工作。因此相關(guān)設(shè)計(jì)人員在工作中要減少能源損耗現(xiàn)象，應(yīng)用合理節(jié)能設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)目的。

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（1.作者身份證號(hào)碼：152827198407206911；

2.作者身份證號(hào)碼：120222199012305213）