試析機械設計加工中節能降耗的應用

單立柱

（哈爾濱鍋爐廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150046）

機械設計加工行業是我國工業中的重要組成機械設計加工中存在資源和能源浪費問題，不僅加大了企業生產成本，而且還不利于節能環保工作的落實。如何實現資源和能源利用率的最大化，是現階段機械設計加工中必須重視的問題，應將節能減耗技術加以充分、有效應用，提高機械產品的節能性。

1 機械設計加工節能降耗概念及重要性

所謂機械設計加工節能降耗，是指在機械設計和加工過程中，以保證其實用性和功能性為基礎前提，通過采用高效節能的技術和措施，優化設計方案、改進加工工藝，構建一套科學完善的節能降耗體系和模式，進而提高機械產品的節能性，減少能源和資源的損耗。將節能降耗理念融入到機械設計加工中，具有重要的現實意義，面對日益嚴峻的能源緊缺現象，節能減排已經成為了共識，再加上機械設計加工企業所面臨的成本壓力日，必須通過節能優化設計來降低生產成本，增強自身的市場競爭力。由此可見，對機械產品進行節能降耗設計，是非常重要且必要的，必須在實際行動中落實到位。

2 機械設計加工節能降耗應用現狀

現階段機械設計加工中存在的能源和資源浪費問題，具體體現在以下幾方面。

2.1 工作重視力度不足

機械設計人員在實際工作中，在制定機械設計方案時，關注點更多的放在機械總體功能方面，以滿足其實用性為最終目的，重點考慮其各項技術指標是否能夠達到穩定運行的要求，而忽視了機械節能設計。并且個別企業領導對機械節能設計也缺乏足夠重視，沒有做出明確的工作指示，造成機械產品節能性較差，能源和資源損耗嚴重。

2.2 設計生產理念落后

一些企業的機械設計生產理念都沒有及時更新，通常只考慮設備的穩定性與可靠性，沒有將節能理念融入到機械設計和生產過程中去，相關技術和措施也得不到有效應用，設計方案不具備創新性，按部就班現象比較常見。另外，即便在機械的設計方案中加入了節能環保理念，但是因其可操作性較低，或者實際生產難度較大，也會影響實際節能效果。

2.3 忽視用戶實際需求

通常來講，機械加工設計人員并不是操作人員，不具備工作實踐經驗，對于用戶的實際需求缺乏全面了解，一般都是憑借以往工作經驗，結合市場主流機械產品特點，制定設計方案并進行加工的。所以，在加工設計機械時，無法對保證機械節能設計的針對性和有效性，難以實現較為理想的節能降耗效果，容易造成企業環評不達標問題。

2.4 生產設備選用不當

對于機械加工來講，生產設備選擇是否合理，將會直接影響節能效果，由于生產設備選用不當，而造成能源和資源的浪費，在機械生產中是比較常見的。第一，刻意追求生產效率，在選擇生產設備時沒有從節能角度考慮。第二，對于小型機械零件生產加工，仍選用大型設備，雖然可以達到預期生產效果，但無疑會浪費較多能源和資源。第三，機械生產設備操作不當，沒有做到人走電斷，也會造成能源和資源的浪費。

3 機械設計加工中節能降耗的具體應用

基于節能降耗在機械生產加工中的重要性，需要從不同角度進行分析和考慮，采取科學的方法實現節能降耗的有效應用，具體實現途徑包括以下幾方面。

3.1 強化節能降耗設計生產理念

在設計生產機械產品時，企業應將從可持續發展角度分析，將節能減排理念融入其中，加大節能降耗技術的應用力度，不斷提高機械產品市場形象及企業效益。企業應從機械生產和加工的全過程考慮，及時革新傳統理念，采取科學、有效的節能減耗措施，對多個設計方案進行對比分析，并論證其可操作性，選擇節能降耗效果最佳的方案。還需要加大對技術人員的教育培訓力度，提高其業務能力和專業水平，學習并掌握先進的節能降耗技術，將其應用到機械設計加工中。

3.2 優化技術方案，選用節能材料

對于節能減耗在機械設計加工中的應用，應不斷對傳統技術方案加以優化，增大節能性材料的使用比例，才能有效改善機械設計加工的節能性能。在機械設計和加工環節，企業應提高對節能降耗的重視力度，加大這一方面的技術研究，在原有設計和生產技術基礎上融入節能環保理念，做好市場調查和用戶需求調查，探索創新節能技術和方法，并將其加以充分應用。同時，還應在保證機械功能和性能基礎上，盡可能的選用綠色節能材料，擴大其應用范圍來取代傳統高耗能材料，為實現機械的節能降耗設計生產提供原料保障。如圖1所示為成批生產條件下所用到的高精度齒輪，可有效減少能耗。

圖1 高精度齒輪

3.3 合理增加機械加工工序

工序的增加并不意味著能耗的提高，反之，通過增加合理加工工序，可以在提高生產效率的同時，減少能源和資源損耗，達到較為理想的節能環保效果，所以，在機械設計加工中應用節能降耗理念時，可合理增加加工工序。對于環節眾多工序的機械生產加工來講，可通過科學的計算和試驗，合理的增加或改進加工工序，來取代原有高耗能工序，以此來提高機械生產的節能性，降低能源和資源的損耗。

3.4 探索應用合適機械生產工裝

一般情況下，機械加工可采用傳統方法和工裝兩種方式完成，雖然都可以達到預期生產效果，但是工裝加工方式有著顯著的節能優勢，可以通過簡化生產工藝，而加快生產效率、節約能源和資源。所以，企業在加工機械零部件時，應積極探索并應用合適的工裝，鼓勵技術人員進行創新，打破固定生產規范體系的局限性，不斷改進其缺陷與不足，保留技術優點的同時，加入優化部分，逐漸發展形成新的工裝系統，以實現節能降耗在機械設計加工中的充分應用。圖2所示為三維柔性焊接工裝，可實現良好的節能降耗效果。

圖2 三維柔性焊接工裝

3.5 有效應用批量加工生產形式

批量加工機械零部件，是一種較為有效的節能方法，應在機械設計加工中加以推廣應用。當前很多企業受技術水平及經濟條件等因素影響，生產規模較小，經常采用單件小批量生產形式，沒有形成作業流水線，不僅生產效率較低，而且能源和資源損耗較大，很容易出現浪費問題。為改善這種現狀，便需要轉變傳統生產形式，構建形成作業流水線，實現機械大規模批量生產，優化資源配置，減少生產能耗。

4 結語

將節能減耗理念及技術應用到機械加工設計中，不僅是優化機械設計生產技術的具體體現，也是增強企業市場競爭力的有效措施，更是積極響應節能減排號召的要求，必須在實際工作中落實到位。在設計和加工機械零部件時，應充分認識到節能環保的重要性，及時革新原有生產理念，找出當前機械設計加工在節能降耗方面存在的不足，通過分析和研究不斷探索新的節能降耗技術和方法，提高機械設計加工節能性。