機械制造中節能設計理念的運用研究

何仲寧 宋科

摘要：機械制造與自動化的設計中，應用節能理念，能夠克服傳統產品和工藝技術的不足，使設計的產品或運行的程序，不僅滿足適應環境與可持續發展的需求，同時也降耗增效，提高企業的經營效益和市場競爭力。筆者結合工作實際對節能設計理念在機械制造與自動化中的應用進行了探究，為相關人員提供參考。

關鍵詞：機械制造；自動化；節能設計；理念

1機械制造與自動化的發展急需應用節能設計理念

隨著計算機互聯網在人們生產生活中的廣泛應用，促使傳統的機械制造業不斷引進信息技術設備，進行自動化升級改造，不僅降低了人的勞動強度，提高了機械產品的生產效率和精密度，使企業的安全生產系數增加；而且優化了生產環境，滿足了生態建設和環境保護的需要。但是由于機械制造與自動化中節能設計理念不到位，與歐美等發達國家的企業相比，我國企業生產中原料和能源浪費現象嚴重，能耗的增加與生產效率的提高相互抵消，企業的生產經營管理效益持續低迷，市場競爭力較低，為改變這種狀況，節能設計理念急需在機械制造與自動化中廣泛的普及應用。

2節能設計理念在機械制造與自動化中的應用策略

2.1在結構設計中滲透節能意識

1）發動機作為機械系統的骨干部件，在結構中起主要作用，設計中應用節能理念，選擇油耗低、排量小、運行效率高而平穩的發動機，不僅節省生產資源，也保護生態資源，降低環保投入，提高企業可持續發展的能力，能夠實現企業和社會效益的同步提高。

2）機械制造工藝中，液壓系統也是重要的構成部分。因此，液壓設備系統的設計必須應用節能設計理念，對液壓油液的純凈度作出具體的要求，力求液壓油純凈，增加液壓系統的滿負荷工作能力，減少油液雜質引發的油壓設備損害故障。同時，對液壓管的設計要求也滿足質量標準，必須具備密封好、防老化和抗腐蝕的功能。對設備安裝和移動過程可能引起的液壓管碰撞破裂和變形的情況也要有充分的估計。

3）操作平臺的環境處理和設備構成，在應用節能設計理念過程中，突出減震效果和降噪功能，理順設備和操作系統之間的安全運行程序，合理設置安全間隙，確保生產操作平穩順利的運行。

4）機械制造的運行系統，需要定期保養維護，加注潤滑油脂，確保機械設備健康運行。傳統的工藝設計就是人工注入，由于注入不及時，可能造成設備的功能衰減較快，或者油脂溢出，造成資源浪費污染環境。應用節能設計理念，就是加裝自動加油裝置，按機械設備保養要求，定期加潤滑脂，確保設備質量。

2.2在機械材料設計中滿足節能要求

1）機械制造與自動化中應用的材料在生產經營成本中占有較重的份額，構成部件的設計，應用節能理念，就是選擇無毒、無污染、易拆裝、能回收利用的相關材料，提高廢舊材料的回收再利用率，減少浪費，提高效益。

2）機械制造與自動化中，由于工藝和產量的要求，一般設備系統運行時間較長，因此，在設計中，應用節能設計理念，就是選擇低耗能、質量小、壽命長、規格通用的設計方案，材料必須滿足機械制造與自動化生產中，節能環保，減少浪費的技術要求。

3）對于機械設計材料，在滿足環保條件下實現經濟最優化，要避免選用污染性極大的材料，要實現環保與經濟效益雙贏原則。

2.3在制作工藝設計中增加節能環節

1）優化結構。機械制造與自動化的生產制作工藝結構，是根據生產設備和相關技術確定的。一般情況下，生產線短而少，結構相對簡單，能源使用和資源浪費的程度相對小，結構設計的節能要求就是盡量減少不必要的附屬環節，提高節能效果，滿足自動化生產節能、環保和提高生產效率的需要。

2）優化加工工藝。機械制造與自動化中，生產有的工藝耗能低，污染環境；有的工藝環境污染小，能耗高，比如冷、熱鍛造工藝。在設計中，應用節能設計理念進行科學處理，滿足節能環保的要求。

3）合理設置加工工序。機械制造與自動化的加工工序，應用節能設計理念進行設計，也能降耗增效，提高企業的效益，促進企業的可持續發展。

4）工藝參數的節能設計。針對不同的工件加工和原材料的剪裁，必須具有一定的形狀、大小、輕重、樣式和數量等技術參數，合理地進行節能設計，能夠從不同的環節，節省原料，較少加工過程的耗能，一方面提高了生產效率，另一方面減少了資源和材料的浪費，有利于提高企業經營的整體效益。

3合理設計加工工藝

不同的加工工藝，都可以用來加工同一種零部件，但是各個加工工藝之間，在能源的消耗問題上面有不小的差別，因此合理設計加工工藝對機械制造就有很大的意義和作用，這樣可以保證機械設備的最佳運行狀態，不必要的運行和怠速都可以因此減少，達到節約能源的目的。下面將從合理的加工方式、合理的工藝參數、合理的冷卻工藝和合理的工序幾個方面進行敘述。

3.1合理的加工方式

冷鍛壓、熱鍛壓、溫鍛壓等多個方式都可以對同一個零部件進行加工，但是要仔細對每種加工方式的能源消耗進行認真分析，選擇耗能最少的方法，能量利用效率的角度來看，熱鍛壓的能量利用率還是比較低的，所以在制造中應少采用或者不采用這種工藝；冷鍛壓的能耗較低，但是冷鍛壓造成的環境污染比較嚴重，所以綜合來看，溫鍛壓還是比較合適的加工工藝。

3.2合理的工藝參數

加工過程中的能耗問題會受到工藝參數的選擇的影響。舉例來說，毛坯形狀和種類的選擇會影響到階梯軸類零件的加工，所以在進行此類零件的加工時，就要特別注意把各種毛坯的能耗考慮清楚，再進行合適的選擇；此外還要科學設置加工余量在內的參數，通常來講，適當的減小加工余量可以達到節能節財的目的。

3.3合理的冷卻工藝

冷卻液在機械制造的過程中，會經常用到。為了節約能源，減少不必要的能源浪費，在選擇冷卻液的時候，要盡可能地避免選擇冷卻油，同時還要研究不同方式的冷卻，在這方面進行創新改革，盡量達到既能達到冷卻效果，又可以將冷卻中產生的熱量利用起來。

3.4合理安排工序

因為工序之間的等待會導致時間的長短不一，因此加工的時間長短受到工序安排的影響，所以在工序的安排方面也要做好準備，以免因為時間的問題浪費能源，這就要求能夠在實際制造過程中，統籌規劃，設計出比較合理科學的工序。

4結束語

節能設計理念在機械制造與自動化中的應用，能夠提高生產效率和環境保護能力，不斷優化工藝，對企業的創新發展具有很大的促進作用，因此，要不斷加強這方面的探討研究。

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