節能設計理念在機械制造及自動化中的應用

蘆博

摘 要：科學發展帶動了我國機械制造能力的提升，提高了勞動效率，然而，傳統的機器在生產運作過程中對能源的消耗較大，所以引入節能設計理念在目前來說顯得很有現實意義，為此，本文重點對節能理念在機械制造與自動化控制中的應用進行了探討。

關鍵詞：自動化；節能設計；機械制造；應用

1機械制造及其自動化的特點

機械制造與自動化是一種現階段比較創新型的生產工藝，它是匯集很多先進的工程技術為一體的技術，一方面能夠對機械生產的整體效率進行提高，另一方面也可以有效的保證機械產品的生產質量，它的進步與發展與現代化的工業的整體建設有著重要的關系，并且對整個經濟領域的發展和進步都有很大影響。它主要特點主要一下幾個方面：

首先，它的安全性是比較高的。機械制造與自動化的技術與傳統型的機械制造相比，更具有智能化和自動化。比如說在實際的生產流程中，一旦出現了故障，機械設備就會自動的暫停工作，自動采用相應的程序進行問題的修復，非常具有安全性。

其次，它的應用范圍比較廣。傳統型的機械制造一般都是僅僅局限于工業領域的，而現代化的機械制造已經開始被廣泛應用于醫療衛生行業和電子計算機行業等等，它為各個領域的行業的創新都提供了一定的發展契機。

最后，它具有的是微型化的造型、微型機械一反面可以讓整體的機械性能得到改變，并且還非常的輕便，對于工作人員來說更加方便使用和移動。

2節能設計理念的特點

2.1 環保，低公害

我國經濟的迅速增長，帶來了大量能源消耗，節能環保成為發展過程中最熱門話題。目前節能設計理念已經逐步應用到各個行業，工業生產制造更是首當其沖，環保和低公害，甚至無公害成為設計目標的一部分。在設計理念中融入節能環保理念，將整個機械使用效率提升的同時應用一些先進的技術手段控制能耗，是機械與自動化行業發展的一個方向。例如：快速發展的汽車制造行業中，混合動力汽車的出現，就是在發動機制造的過程中加入了環保理念，其產品能夠有效地減輕環境污染，降低尾氣的排放量，實現環保低公害目標。

2.2 使用環保型材料

在機械制造與自動化控制時，環保型材料的應用是關鍵，各種環保型材料必須保證低排放，低耗能。所以選擇材料要靈活，低耗能的材料不一定是最適合的材料，彈性、塑性、硬度、抗沖擊性等指標都要考慮在內。要盡量避免選擇熱量交換過多的材料，并注意可回收和重復利用性。許多復合材料都能不同程度的滿足設計需要，而環保型材料的機械零部件也在研發當中，通過以上資源整合，我們可以設計出更加多元化的產品。

3設計理念的融合

為了將節能設計理念更好地融入機械制造行業，需要對質量輕、適用范圍廣、使用時間長等多個目標綜合考量。減輕質量也是為了降低設備的耗能，如果質量過大，就需要加大各方面的投入，違背了原本的節能環保理念，同時輕質量的機械，是當前機械與自動化設計發展方向，是工業生產中的一個重要原則，目的是設計出使用范圍更廣的機械產品，使其在各種施工條件下都能得到高效使用。這種方式能降低產品替換頻率，延長使用期限，有效減少能源消耗，從而達到節能環保的目的，因此設計過程中，需要嚴格按照環保標準，保證機械產品的使用壽命和使用效率。

4節能設計理念在機械制造及其自動化中的應用

4.1對機械制造與自動化材料進行優化設計

在對機械制造的材料進行選擇的時候，在設計的初期就應該選用可再生和可回收的材料，減少對能源的消耗。通過對機械制造與自動化的材料進行合理的挑選，可以減少工業生產對環境產生的破壞。在選擇機械零部件的時候，要選擇可以拆卸的、可以會回收的無毒材料，減少對工業機械材料的浪費，避免對資源進行浪費。另外在選擇材料的時候還要選取具有長壽命、輕重量的材料，只有這樣才能將環保節能的理念觀察在實踐當中，減少對環境的不利影響，促進機械制造與自動化的進一步發展。

4.2優化機械制造與自動化的結構設計

將節能設計的理念應用于機械制造和自動化的的過程中，首先就是要對機械的整體結構進行優化，只有這樣測定呢過保證在機械制造的全過程中實現節能環保的最終目的。要選取具有低耗能的機械制造發動機進行生產，因為發動機是機械制造的核心內容，從核心了開始對污染和能耗進行控制，能夠極大的減弱機械工程生產對環境可以產生的破壞。另外還對系統機構的設計進行優化，既要將節能的理念注入到系統設計當中，又要在進行優化設計的同時注重實現節能的目標。機械制造的駕駛室是進行機械操作的主要場地，要對駕駛人員的安全進行保證，提高駕駛的質量和水平，就要對駕駛室進行合理的設計。要根據節能環保的理念，設計出安全環保并且具有該效率的駕駛室，一方面能夠提高駕駛室的整體使用效率，另一方面還可以對駕駛人員的安全進行保證。

4.3優化機械制造與自動化的節能設計工藝

節能設計理念在機械制造及自動化中的應用需要相關人員選擇合理的工藝，對可循環能源進行充分利用，減少資源浪費現象。傳統機械制造工作人員會選擇冷鍛與熱鍛工藝，冷鍛工藝在低溫下進行，具有尺寸精度高、表面特征良好以及生產率高等特點，但工藝加工過程中會出現金屬變形抗力大的問題，需要在中間階段進行退火處理，從而保障工藝完整性；熱鍛工藝溫度需要保持在結晶溫度以上，并選擇相對應的設備對工藝材料進行加熱鍛造。通過對兩種工藝分析，可以認識到冷鍛工藝和熱鍛工藝都具有加熱流程，這會導致能源消耗。

基于節能考慮，相關人員運用溫鍛工藝最為合適，在制造工藝中選擇適當溫度，避免工藝二次加溫，不僅可以降低生產成本，而且可以降低能源損耗。為了保證節能設計理念在機械制造及自動化技術中長遠發展，相關企業也可與其對應生產廠商進行合作，利用上一階段余熱對材料進行加工，避免二次加工產生的能量耗損，達到節能目的。

參考文獻

[1] 李永鋒.節能設計理念在機械制造與自動化中的應用分析[J].南方農機，2018，49（21）：175+177.