機(jī)械加工制造過程的能耗優(yōu)化方法的研究

黃浩洋

（邵陽學(xué)院機(jī)械與能源工程學(xué)院，湖南 邵陽 422000）

在當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，現(xiàn)代人的日常生活質(zhì)量和水平不斷提升。但是隨之而來的能源、資源消耗量也在不斷提升，導(dǎo)致有很多資源已經(jīng)處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，不僅會(huì)導(dǎo)致我國眾多資源嚴(yán)重短缺，而且還會(huì)影響到人們的正常生活。所以，在針對(duì)資源進(jìn)行節(jié)能的時(shí)候，各個(gè)行業(yè)要共同參與其中，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種資源科學(xué)合理的分配，這樣才能夠提高資源的整體利用率。機(jī)械加工制造行業(yè)在發(fā)展過程中，要積極響應(yīng)節(jié)能降耗的號(hào)召和理念，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

1 機(jī)械加工制造過程中現(xiàn)存問題

1.1 能源浪費(fèi)

在當(dāng)前機(jī)械加工制造行業(yè)的生產(chǎn)過程中，存在嚴(yán)重的能源浪費(fèi)現(xiàn)象。該行業(yè)屬于我國傳統(tǒng)行業(yè)，又屬于重工業(yè)。特別是在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和快速發(fā)展的背景下，越來越多的新型技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中。當(dāng)前我國很多機(jī)械加工制造企業(yè)在發(fā)展過程中，一直沿用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝和方法。這些傳統(tǒng)方法不僅無法滿足當(dāng)前機(jī)械加工的生產(chǎn)質(zhì)量和效率要求，而且還會(huì)導(dǎo)致能源在其中的整體消耗比例非常大[1]。與此同時(shí)，我國眾多機(jī)械加工制造企業(yè)當(dāng)前所使用的生產(chǎn)工藝手段，與其他國家相比，仍然處于比較落后的狀態(tài)。這樣不僅會(huì)直接導(dǎo)致自身的生產(chǎn)質(zhì)量無法達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)和要求，而且還無法實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的可回收利用，這樣就會(huì)導(dǎo)致能源大量消耗的問題無法得到有效處理。

1.2 機(jī)械加工制造行業(yè)對(duì)環(huán)境造成的影響

在針對(duì)機(jī)械加工制造行業(yè)能源消耗問題進(jìn)行分析的時(shí)候，與相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行結(jié)合分析，發(fā)現(xiàn)煤炭、石油以及天然氣這三大能源是維持機(jī)械加工制造行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，也就是說這些能源與其具有密不可分的聯(lián)系。通過對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查分析和研究，發(fā)現(xiàn)機(jī)械加工制造過程中，基本上所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)都離不開這三種能源的利用。但是能源與機(jī)械產(chǎn)品相互之間的轉(zhuǎn)化，必然會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，這些污染物將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。特別是在燃燒一些化石燃料的時(shí)候，會(huì)釋放出大量的二氧化碳等有毒有害氣體[2]。這些污染物、有毒有害氣體如果無法得到及時(shí)有效的治理，那么將會(huì)直接滲入到空氣當(dāng)。這樣不僅會(huì)導(dǎo)致酸雨等一些惡劣天氣的出現(xiàn)，而且還會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的紊亂現(xiàn)象，進(jìn)而對(duì)整個(gè)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

1.3 能源價(jià)值快速增長(zhǎng)對(duì)機(jī)械加工制造帶來的負(fù)擔(dān)影響

機(jī)械加工制造行業(yè)在發(fā)展過程中，是我國傳統(tǒng)工業(yè)部門當(dāng)中非常重要的一部分。在針對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工的時(shí)候，需要投入大量的能源，不僅會(huì)涉及大量的人力資源，同時(shí)還會(huì)涉及各種不同類型的物力、能源等。近年來，我國機(jī)械加工制造行業(yè)在發(fā)展過程中，由于各種能源和人工價(jià)值普遍有明顯的提升，所以機(jī)械加工制造行業(yè)要想維持傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，就必須要不斷增加前期的成本投入。也就是說在生產(chǎn)過程中，要利用高額的成本費(fèi)用，推動(dòng)機(jī)械加工制造行業(yè)的生產(chǎn)和運(yùn)作。這種方式的出現(xiàn)，對(duì)一些中小型機(jī)械制造企業(yè)而言，將會(huì)造成嚴(yán)重的影響，甚至在無形當(dāng)中，還會(huì)導(dǎo)致我國機(jī)械加工制造行業(yè)的發(fā)展受到嚴(yán)重的阻礙和制約。

2 針對(duì)機(jī)械加工制造過程提出的能耗優(yōu)化方法

2.1 機(jī)械加工與生產(chǎn)工藝的改良優(yōu)化措施

機(jī)械加工制造企業(yè)在發(fā)展過程中，要結(jié)合實(shí)際情況，提出有針對(duì)性的措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)能耗的優(yōu)化，這樣不僅有利于節(jié)省能源在其中的大量投入，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)成本的有效控制，尤其是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。在具體操作過程中，要對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械加工措施、生產(chǎn)工藝手段等進(jìn)行優(yōu)化和完善，制定和落實(shí)全新的工藝生產(chǎn)流程[3]。機(jī)械加工與生產(chǎn)工藝流程的優(yōu)化示意圖如圖1所示。

圖1 機(jī)械加工與生產(chǎn)工藝流程的優(yōu)化示意圖

這樣不僅能夠從根本上實(shí)現(xiàn)對(duì)能源消耗問題的有效控制，而且還能夠通過一些先進(jìn)技術(shù)的合理利用，促使整個(gè)生產(chǎn)和加工的效率可以得到有效提升。

在生產(chǎn)工藝和具體加工方案確定之前，相關(guān)負(fù)責(zé)人要結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確認(rèn)。一旦確認(rèn)，正式投入生產(chǎn)之后，就無法對(duì)其進(jìn)行更改。在這種背景下，所有的負(fù)責(zé)人要對(duì)每一個(gè)批次的生產(chǎn)制造過程進(jìn)行嚴(yán)格有效的控制，特別是在結(jié)束之后，要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)本次生產(chǎn)的能耗問題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，做好記錄。這樣有利于后期的對(duì)比分析，同時(shí)還能夠?yàn)槟芎膬?yōu)化方案的制定和落實(shí)提供準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)依據(jù)作為參考。

機(jī)械加工制造過程中，涉及的環(huán)節(jié)和內(nèi)容比較多，所以要結(jié)合實(shí)際情況，將能耗優(yōu)化方法科學(xué)合理的應(yīng)用到各個(gè)環(huán)節(jié)中。這樣不僅有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)節(jié)能耗使用情況科學(xué)合理地判斷，而且還能夠結(jié)合實(shí)際情況，提出有針對(duì)性的控制措施，能夠保證能耗優(yōu)化效果。

2.2 創(chuàng)新和優(yōu)化機(jī)械加工與制造機(jī)床

機(jī)械加工制造企業(yè)在針對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)提出能耗優(yōu)化措施時(shí)，要注意加工與制造過程中所涉及的機(jī)床設(shè)備。機(jī)床設(shè)備示意圖如圖2所示。

圖2 機(jī)床設(shè)備示意圖

這些機(jī)床設(shè)備應(yīng)用時(shí)，要根據(jù)具體的加工流程來進(jìn)行科學(xué)合理的安排，同時(shí)還要與日常工作任務(wù)分配情況進(jìn)行安排。在具體加工制造過程中，一般都會(huì)與實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，將一些簡(jiǎn)單的加工制造任務(wù)分配給一些基層的車間來進(jìn)行。而一些具有復(fù)雜性和高效性的任務(wù)，通常都會(huì)由專門的機(jī)床來進(jìn)行操作[4]。機(jī)械加工制造企業(yè)在日常加工生產(chǎn)過程中，要對(duì)機(jī)床的型號(hào)、數(shù)量以及種類等進(jìn)行科學(xué)合理的選擇和利用。這樣不僅有利于保證機(jī)床在實(shí)際應(yīng)用過程中的有效性，而且還能夠盡可能避免在機(jī)床使用時(shí)出現(xiàn)“大材小用”現(xiàn)象，保證各個(gè)型號(hào)機(jī)床在使用時(shí)，都能夠發(fā)揮使用效果，避免增加能耗。

與此同時(shí)，機(jī)械加工與制造企業(yè)在針對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工處理的時(shí)候，還要意識(shí)到機(jī)床使用環(huán)節(jié)在其中的重要性，提高對(duì)機(jī)床使用的重視程度。在操作機(jī)床時(shí)，除了要對(duì)機(jī)床的使用方法進(jìn)行正確和合理的控制之外，還要結(jié)合實(shí)際情況，在日常生產(chǎn)過程中，總結(jié)出一套符合自身實(shí)際情況的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，保證機(jī)床生產(chǎn)在運(yùn)作過程中可以按照規(guī)定的要求和流程來進(jìn)行。這樣不僅能夠從根本上保證能源可以充分向機(jī)械加工各個(gè)環(huán)節(jié)中進(jìn)行輸送，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)能耗的有效控制。

2.3 利用能量轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)能耗降低的根本目標(biāo)

機(jī)械加工制造行業(yè)在發(fā)展過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，甚至還會(huì)產(chǎn)生出大量的有毒有害氣體，影響生態(tài)環(huán)境，同時(shí)還會(huì)威脅到人體健康。在這種背景下，要從能量轉(zhuǎn)換的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)能耗的優(yōu)化和處理。能量轉(zhuǎn)化流程示意圖如圖3所示。

圖3 能量轉(zhuǎn)化流程示意圖

在機(jī)械加工制造過程中，會(huì)使用到煤炭、石油以及天然氣這些能源，特別是利用煤炭、石油進(jìn)行化學(xué)變化的整個(gè)過程中，不僅會(huì)產(chǎn)生出大量的污染物，而且還會(huì)導(dǎo)致能量損失的情況發(fā)生。在這種背景下，要結(jié)合實(shí)際情況，積極采取有針對(duì)性的措施，將燃料在經(jīng)過化學(xué)變化之后，可以實(shí)現(xiàn)能量的有效轉(zhuǎn)化。實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的有效回收，而且還可以實(shí)現(xiàn)能量的二次循環(huán)利用。

3 結(jié)語

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和快速發(fā)展，對(duì)我國機(jī)械加工制造過程的整個(gè)能源消耗問題提出了更高的要求。相關(guān)企業(yè)不僅要保證機(jī)械加工制造過程的質(zhì)量和效率，而且還要結(jié)合實(shí)際情況，提出有針對(duì)性的能耗控制措施。在保證盡可能避免出現(xiàn)大量能源消耗的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)能源有效的轉(zhuǎn)換和利用，有利于推動(dòng)機(jī)械加工制造行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。