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

王燁 趙興軍

【摘 ?要】目前我國人口眾多，地域遼闊，但人均資源的利用率很低。近年來，隨著資源消耗的不斷增加，導(dǎo)致我國的能源儲(chǔ)備急劇下降，這就是我們必須不斷加強(qiáng)機(jī)械工程中節(jié)能理念的滲透的原因，最大限度地降低機(jī)械制造自動(dòng)化過程中的能耗和污染風(fēng)險(xiǎn)，確保我國的工程行業(yè)得到進(jìn)一步發(fā)展。基于此，本文主要對機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)理念進(jìn)行了簡要的探究。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì)制造;自動(dòng)化;節(jié)能設(shè)計(jì)理念

引言

我國科技在現(xiàn)階段發(fā)展十分迅速，但是在這期間，對于機(jī)械制造和自動(dòng)化來說，由于其起步較晚，且受落后的研發(fā)觀念和制造工藝的影響，導(dǎo)致相比于國外企業(yè)，我國部分企業(yè)競爭力較弱。因此，國內(nèi)企業(yè)需要對國外相關(guān)企業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)積極借鑒，同時(shí)在制造機(jī)械零部件期間充分運(yùn)用節(jié)能環(huán)保理念。

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)理分析

為了將節(jié)能設(shè)計(jì)理念更好地融入機(jī)械制造行業(yè)，需要對質(zhì)量輕、適用范圍廣、使用時(shí)間長等多個(gè)目標(biāo)綜合考量。減輕質(zhì)量也是為了降低設(shè)備的耗能，如果質(zhì)量過大，就需要加大各方面的投入，違背了原本的節(jié)能環(huán)保的理念，同時(shí)輕質(zhì)量的機(jī)械，是當(dāng)前機(jī)械與自動(dòng)化設(shè)計(jì)發(fā)展的方向，是工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要的原則，目的是設(shè)計(jì)出使用范圍更廣的機(jī)械產(chǎn)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(chǎn)品替換頻率，延長使用期限，有效減少能源消耗，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，因此設(shè)計(jì)過程中，需要嚴(yán)格按照環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，保證機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命和使用效率。

2機(jī)械環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的主要原則

2.1節(jié)能環(huán)保原則

在設(shè)計(jì)中不僅增加了一部分能源損耗，生產(chǎn)過程中如一直沿用這種生產(chǎn)模式，導(dǎo)致生產(chǎn)過程中出現(xiàn)大量報(bào)廢的機(jī)械產(chǎn)品，在某種程度上了增加了我國現(xiàn)有資源的消耗和浪費(fèi)，一方面這種方式產(chǎn)生的廢料等對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染和損害，對環(huán)保工作造成不利，另一方面這種大量消耗的方式導(dǎo)致我國大量資源被浪費(fèi)，對我國機(jī)械及國家未來發(fā)展都產(chǎn)生不利影響，因此，在針對機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)必須加大對環(huán)保、節(jié)能的重視程度，并將其作為設(shè)計(jì)的主要核心思想，按照該原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2經(jīng)濟(jì)原則

針對機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須及時(shí)考慮到其成本問題，并堅(jiān)持以經(jīng)濟(jì)為設(shè)計(jì)原則，通過合理設(shè)計(jì)達(dá)到降低成本、提高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)，既能夠全面提高生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)效益，同時(shí)也能夠利用該設(shè)計(jì)提高企業(yè)在同等市場中的競爭地位，占領(lǐng)我國國內(nèi)現(xiàn)有市場重要地位，進(jìn)一步提升我國機(jī)械制造水平。

3機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)理念應(yīng)用

3.1發(fā)動(dòng)機(jī)方面

對于節(jié)能設(shè)計(jì)理念來說，低公害、環(huán)保是它的主要特點(diǎn)，但在機(jī)械制造及自動(dòng)化生產(chǎn)期間，發(fā)動(dòng)機(jī)扮演著十分重要的角色，環(huán)境污染程度和發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量之間具有非常密切的關(guān)系，所以為促進(jìn)污染排放量減少，需要在生產(chǎn)期間使發(fā)動(dòng)機(jī)噪音有效降低。在機(jī)械制造過程中，需對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行合理選擇，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠滿足節(jié)能、環(huán)保的要求，有利于使能源消耗量明顯降低，噪音污染得到有效減少，從而在機(jī)械制造中使節(jié)能設(shè)計(jì)理念的運(yùn)用得到充分體現(xiàn)。同時(shí)在設(shè)計(jì)期間，需要將設(shè)計(jì)方向朝著低油量消耗方向進(jìn)行，最終促進(jìn)工作效率得到顯著提高。

3.2設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)方面

除在制作和設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備過程中消耗能源外，機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)和應(yīng)用也存在能源的消耗，因此使用的管理系統(tǒng)需要更加智能和先進(jìn)，使設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)能夠在最大程度上保持低能耗。管理系統(tǒng)的智能化能夠全面收集生產(chǎn)期間的相關(guān)數(shù)據(jù)，在合理的負(fù)荷下調(diào)節(jié)生產(chǎn)設(shè)備，使生產(chǎn)的需求能夠通過低能耗得到滿足。因此，應(yīng)當(dāng)及時(shí)關(guān)閉不需要運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，如果相關(guān)設(shè)備需要處在待機(jī)狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)使它們的消耗保持在最小程度，從而使能源消耗得到顯著降低。

3.3機(jī)械結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)

發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件之一與機(jī)械制造系統(tǒng)的操作直接相關(guān)，并且對環(huán)境的生產(chǎn)具有更大的影響。原因是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，仍會(huì)有一些污染物或噪音產(chǎn)生。因此，使用環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，可以有效地降低燃料消耗和排量，提高生產(chǎn)效率，還能夠有效地減少污染物或噪音。從機(jī)械內(nèi)置構(gòu)造的角度來看，隨著產(chǎn)品配件的精簡，環(huán)保機(jī)械制造設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對更加簡單，也就使得產(chǎn)品的制造過程變得更加容易。這樣也就能夠在簡化機(jī)械設(shè)計(jì)的同時(shí)降低對能源的消耗。因此，機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的部件設(shè)計(jì)必須遵守適當(dāng)?shù)囊蠛鸵?guī)定，以確保機(jī)械裝置能夠在正常操作中進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能和優(yōu)化的目的。同時(shí)，要確保機(jī)械制造自動(dòng)化的液壓系統(tǒng)也應(yīng)盡可能地采用節(jié)能設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)機(jī)械自動(dòng)液壓系統(tǒng)時(shí)，必須選擇具有抗老化功能，強(qiáng)耐腐蝕性和良好密封效果的液壓管，以減少操作期間機(jī)械設(shè)備失效的可能性。而液壓系統(tǒng)內(nèi)部的節(jié)能設(shè)計(jì)主要基于其清潔程度，因此，相關(guān)工作人員要及時(shí)對液壓系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行定期清潔。同時(shí)，如果在系統(tǒng)運(yùn)行期間出現(xiàn)問題，必須由適當(dāng)?shù)娜藛T及時(shí)妥善處理，且能夠保障機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行，避免液壓油的損失，造成安全隱患。同時(shí)，在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，還應(yīng)選擇封閉式設(shè)計(jì)，確保機(jī)械系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，防止灰塵進(jìn)入液壓系統(tǒng)，造成液壓系統(tǒng)的各個(gè)零部件負(fù)荷負(fù)載，造成不必要的浪費(fèi)和安全隱患。

4機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)理念應(yīng)用策略

4.1優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)工藝

為了確保能夠完成整個(gè)節(jié)能目標(biāo)，除了要選取合適的材料之外，還要對工業(yè)設(shè)計(jì)加以重視。引入節(jié)能理念能夠優(yōu)化機(jī)械制造產(chǎn)品，避免浪費(fèi)產(chǎn)品能源，由于如果生產(chǎn)工序不同，資源的消耗也會(huì)有所不同，無論是前期設(shè)計(jì)還是后期加工都要盡量減少能源的消耗。設(shè)計(jì)人員要通過機(jī)械自動(dòng)化的生產(chǎn)效率不斷減少制作的工藝，讓能源消耗達(dá)到最低。

4.2優(yōu)化材料選取

機(jī)械制造材料在設(shè)計(jì)的最初階段盡量選取可再生材料，讓資源消耗降到最低。不但能夠有效減少廢氣和廢水的排放，而且能夠降低工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的破壞程度。機(jī)械的零件盡量選取環(huán)保的材料，以低能耗、長壽命作為節(jié)能理念，減少機(jī)械制造的能源耗費(fèi)。材料中不可含有石棉等有害物質(zhì)材料，避免對環(huán)境產(chǎn)生影響。如果材料選取為低污染物質(zhì)，在確保節(jié)能的基礎(chǔ)上降低材料的成本。

4.3優(yōu)化機(jī)械內(nèi)置結(jié)構(gòu)

一般來說，機(jī)械部件的構(gòu)造與最終使用效果呈正相關(guān)性，機(jī)械部件的支承情況與機(jī)械力學(xué)性能緊密相連。要想提升機(jī)械內(nèi)置結(jié)構(gòu)的科學(xué)性，就需要優(yōu)化內(nèi)部配件，必須保證各個(gè)配件的質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，只有在一定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)才能夠支撐機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)，有效地減少能耗，提高機(jī)械生產(chǎn)效率。如：在外墻保溫及裝飾中的EIFS系統(tǒng)，建筑保溫絕熱中的SIPS系統(tǒng)，隔熱水泥模板中的ICFS外墻系統(tǒng)等，都是通過優(yōu)化內(nèi)置結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的。

結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為人們提供了很大的便利，但在這個(gè)過程中，需要重視發(fā)展對環(huán)境的影響。隨著環(huán)保理念的不斷深入，我們認(rèn)識(shí)到節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造與自動(dòng)化控制中也具有很大的相通性，可以通過減少排放量，降低能源消耗來滿足當(dāng)前的環(huán)保要求，這一理念的植入將促進(jìn)發(fā)展與生產(chǎn)的可持續(xù)性，提高機(jī)械系統(tǒng)的使用效率。

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