機械制造自動化中節能設計理念的應用

張海鑫 寇阿慧 陳世健

摘要：近年來，我國的工業化進程有了很大進展，對機械設備的應用也越來越廣泛。機械設備在資源與能源消耗過程中扮演了最關鍵的角色，從節能視角優化機械制造與自動化技術的應用，對實現資源環境的保護目標至關重要。本文簡要介紹了機械制造行業的發展歷程及趨勢，闡述了自動控制、通信等技術提升產品性能、運行效率以及優化工業產品的研發生產流程等方面的關鍵作用，進而探討了在機械設備的設計、制造過程中如何運用節能設計理念。

關鍵詞：自動化;機械制造;節能理念

隨著我國現代工業的不斷發展，機械制造行業在生產能力和自動化應用方面也有了明顯的進步，有力地推動了我國的國民經濟建設。與此同時，機械制造行業作為傳統的高能耗型行業，其在生產制造以及自動化應用的過程中不僅會消耗大量的能源，而且還會對環境造成嚴重的污染，而這也是制約我國機械制造行業實現長期可持續性發展的一個關鍵因素。因此必須從機械制造的設計環節入手，從而實現傳統產業的轉型升級，促進機械制造行業的綠色發展。

1機械制造及其自動化現狀

我國現階段產業結構中，機械制造業占據著重要地位，是我國經濟中的支柱產業。現代科技水平發展迅速，推動機械制造業向自動化方向發展。機械制造及自動化，促使現代生產效率提升，同時制造業生產的水平、質量也得到明顯提升。但就現階段而言，我國機械制造的發展模式依然相對陳舊，存在高能耗、低產出的特征，在機械制造發展中自動化的效果雖然能夠提升制造水平，但在能耗方面的優化是多數企業不曾重視的部分。我國人均能源遠低于世界平均能源值，總量雖大，但因為技術限制，能源開采的難度提升，社會開始重視節能減排。在這樣的背景下，我國機械制造與自動化對于節能設計的需求極為迫切，這不僅是生產成本、生產效益的要求，也是現代社會發展的趨勢。

2節能設計理念的優勢

我國經濟的快速發展以及科學技術水平的發展，促進了我國機械化的發展和設計，節能設計理念使現代機械發展成為未來的一種發展趨勢。通過節能設計理念在機械制造和自動化中的應用可以讓有限的能源得到循環的使用，把機械制造和自動化過程中對環境造成的污染減少到最低，這樣可以在提高我國機械化生產效率的基礎上把對環境的污染減少到最低，實現我國可持續發展的理念。以前在傳統的機械設計時，一般不考慮回收再利用問題，使得在機械制造和自動化生產的過程中造成了不少的資源浪費。在新的時期，企業需要進行不斷的創新，應該把節能設計的理念應用到機械制造和自動化過程中，在選材方面盡可能選取節能型的，可實現循環利用的，以及對環境污染度低或者是沒有污染的;通過這種方式還可以讓制造企業實現一定經濟收益，并推動企業長遠發展。

3節能設計理念在機械制造與自動化中的具體應用

3.1環保材料的應用

機械設備是一個復雜而龐大的機械系統，它不僅包括機械結構件，還包括電氣、液壓、冷卻等許多子系統。因此，機械設備的材料種類繁多，零部件更為復雜多樣，所以，應確保機械的質量，特別是在使用相對環保的材料方面，還有機械結構中容易磨損或損壞的部件，從而大大降低能耗，多使用某些可回收、可再生和環保的新型復合材料，對大氣和環境完成污染的重金屬的應盡量減少使用，這些措施可在一定程度上降低能源消耗，顯著減少環境污染的情況，是實現機械制造與自動化可持續發展的正確途徑。

3.2增加生產制造中的節能環節

首先，可以優化機械制造和自動化生產的結構。在機械制造和自動化生產的過程中，需要對工藝進行設計，而工藝的設計不僅會對機械制造和自動化生產的效率產生一定的影響，同時還會對機械制造和自動化生產的順利產生影響。而把節能設計理念引入到工藝設計中，可以在很大程度上節省工藝的流程，讓機械制造和自動化的生產線變得更短，節省生產的時間。而生產線變短，其工藝結構就會相對比較簡單，而反映到資源損耗方面，就會比較少，就不會出現能源的消耗和浪費，而且還會提高機械制造和自動化生產的生產效率。

其次，在加工工序中引入節能設計理念。在機械制造和自動化生產過程中，加入節能設計理念，不僅可以提高資源的使用效率，降低企業的生產成本;同時還可以提高企業的生產競爭力，為機械制造企業帶來一定的經濟效益。

另外，工藝參數的設計;機械制造和自動化離不開對原材料需求，而原材料要想應用到機械制造和自動化中還需要進行剪裁，這時候引入節能設計理念可以把原材料剪裁的參數和機械制造設備進行更好的結合，讓原材料剪裁工藝可以更好地和機械制造以及自動化設備進行更好的貼合，所以，相關的技術人員應該采取技能設計理念，并對原材料進行有效的節約，實現原材料使用的最大化。

3.3生產工藝優化

在進行機械制造及自動化設計過程中應用節能理念，在生產工藝的優化中，需要因地制宜，根據外部實際條件進行加工生產工藝的選用，生產工藝中零件較為多樣的情況下，要與現場設備匹配度進行分析。比如零件鍛壓生產工藝，主要有熱鍛壓、冷鍛壓、溫鍛壓三個類型，熱鍛壓的能源利用率相對冷鍛壓及溫鍛壓更低，冷鍛壓較溫鍛壓及熱鍛壓在環境損害上相對更大，未來進行鍛壓工藝的運用還著眼在溫鍛壓，以期能源利用率較高，危害性也在可控范圍。

4機械制造及自動化節能設計發展方向

機械制造及自動技術的發展與現代計算機技術的發展有極為密切的關系，在現階段中機械制造及自動技術的應用規模逐漸增加，且有較多跨國合作項目，這對我國自動化計算及網絡技術與集成技術的發展提出了要求，要與國際接軌與世界同步。同樣的，數字化制造技術也是推動機械制造及自動技術節能化發展的關鍵。能源的困境同樣是國際社會中普遍的問題，未來進行技術革新中，節能環保型必將成為機械制造水平的重要指標。因此，我國在進行機械制造及自動化技術的發展過程中，應持之以恒地重視節能理念。

5結束語

綜上所述，機械設備幾乎參與人類社會能源使用過程中的所有能量轉換，所以在機械設備的制造與應用環節踐行節能設計理念，必然可以對能源的轉換率產生重要影響，而且能推動各個生產領域的產品加工工藝改進、功能性材料研發以及運營管理理念的創新，實現綠色制造的目標。

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