研究機械設計制造及其自動化的節能設計思想

郜祥，向啟令，李興，劉亞軍

（貴州博宏實業有限責任公司水泥分公司，思南 553028）

1 機械計造及其自動化特點

機械計造及其自動化是目前一項創造性生產工藝，其是匯集了大量先進工程技術為一體的一種先進技術，其發展與整個工業發展有著緊密聯，而且也與經濟領域發展和進步都有著直接聯系。其特點主要體現在以下幾個方面：

1.1 安全可靠性高

機械計造及其自動化與系統機械設計制造相比，其在自動化與智能化方面的優勢更加顯著[1]。例如，在進行機械制造期間，如果由于技術、工作人員等各項因素出現故障，此時，運行的機械設備能夠停止工作，通過自動方式利用程序對出現的各項問題進行修復，從而確保整個生產作業開展的安全可靠性，減少事故的發生。

1.2 應用范圍廣泛

傳統機械設計制造通常都只限于工業領域，而現代機械計造及其自動化領域已經被合理應用到了電子計算機、醫療衛生、航空航天等多個不同行業中，整體發展范圍廣泛，為不同領域發展都提供了良好機遇[2]。

1.3 實現微型化

機械計造及其自動化已經實現了微型化，這能夠改變機械整體性能，主要體現在機械設備整體輕便，應用起來更加方便，符合現代人們的應用需求。

2 節能設計理念應用到機械計造及其自動化中的優勢

2.1 提升設計效率

傳統機械設計制造作業在具體作業開展時主要是通過對產品自身屬性出發，通過對其特點進行明確，分析、掌握市場整體情況，然后開展機械設計制造作業，最終制定方案，同時對方案進行適當優化。從實際情況來看，這種傳統設計制造理念實現起來整個周期相對較長，會導致設計制造效率偏低，難以滿足現代工業發展需求[3]。而將節能理念應用在機械設計制造中，在具體問題分析期間，可以將整個產品作為重點，科學選擇材料，對采用的工藝進行適當改良，做好相應優化工作，從而縮短機械設計制造周期，提高設計制造效率以及經濟效益。

2.2 傳統設計制造與節能理念的合理結合

將節能理念合理融入傳統設計制造中，工作人員在具體設計制造時能夠大幅度提高應用材料效率，與此同時，還要適當提高對機械的重視，做好其性能分析工作，從而減少能耗量，提高各項資源應用效率，最終達到節能減排的最終目的，保證整個行業穩定發展。

2.3 科學融入環保理念

采用節能設計，可以在傳統設計中融入環保理念，采取這一方式能夠提高機械計造及其自動化整體環保性。相關設計制造人員在具體工作開展期間受環保理念影響，會全面考慮采用環保材料的性能，確保投入應用后的機械設備在應用之后能夠被回收利用，減少污染物，實現對各項資源的循環利用，最大程度降低機械計造及其自動化對生態環境造成的破壞問題。

3 節能設計理念應用的特點分析

3.1 節能環保，低公害化

近幾年，我國經濟得到飛速發展，工業也得到了崛起，但這會消耗大量資源，而能源又短缺，在這一背景下，節能環保成了工業生產期間人們重點探討的話題。目前，節能環保設計理念已經深入人心，而且被合理應用在不同行業中，特別是在工業設計制造過程中取得了不錯效果。將環保理念合理融入到機械計造及其自動化中，一方面可以提高生產與應用效率，另一方面也能夠融入先進節能技術，降低能耗，這也是未來一段時間內，機械計造及其自動化的主要發展方向，相關工作人員在具體作業開展時，要加強對這一內容的探討。例如，近幾年我國汽車行業到了飛速發展，在混合動力汽車的研發與生產中，將節能環保理念合理融入機械設計制造中，通過對這一方式進行應用，能夠大幅度降低汽車產品設計制造對環境的污染，同時，還能夠大幅度減少汽車在行駛期間尾氣中有害氣體的排放量，從而達到節能環保的目標。

3.2 采用新型材料，提高經濟效益

通過對整個行業的具體發展情況來看，采用新型材料是關鍵，通過對新型材料的合理應用，能夠實現低排放、低能耗，改善生態環境目標。總而言之，要靈活選擇新型材料，全面考慮機械計造及其自動化生產應用材料的抗沖擊、塑性、彈性等各項指標。從我國工業整體發展情況來看，應當盡量避開熱量交換過剩類型材料，而且需要具有重復、可回收性。在這一大背景下，可以采用各種新型復合材料，同時，通過對上述資源進行適當整合，做好相應規劃工作，利用不同途徑生產出優秀的機械計造及其自動化產品，保證其能夠滿足應用需求，實現節能環保。

4 機械計造及其自動化節能設計思想與具體應用探討

4.1 節能設計思想分析

制造機械設計前期時，要依據具體情況選擇符合需求的設計模式，這是整個機械設計制造行業中的一項重要環節。將設計的機械理念合理融入到機械產品設計生產中，將先進理念和技術都作為設計制造的關鍵依托，進而使其與機械工程情況能夠相適應，可以大幅度降低各項資源消耗量，從而實現可持續發展。但是，從具體情況來看，在進行設計時，要想能夠順利實施節能設計，應當從以下幾個方面入手進行探討：

4.1.1 分析節能機械產品的生產成本

設計節能機械時，需要提前進行分析，針對具體設計內容做好相應準備工作。為了提高經濟效益，需要盡量回收能源循環利用，從而達到減少資源消耗，避免行業發展對生態環境造成破壞。在分析機械產品時，需要堅持節能理念，特別要重視對機械產品的回收利用，采取性能良好的材料和產品進行代替，并合理融入到設計理念內，最終制造出高質量、高性能，可以滿足應用需求的機械產品，確保其在投入應用后，不會出現問題。

4.1.2 加強研究可拆裝機械產品

設計施工人員在具體工作開展時，需要加強對機械產品拆裝過程中的分析，做好相應研究工作，從而使具體設計能夠達到節能的目的，以免發生浪費大量資源的情況。同時，還要全面考慮機械產品拆裝性和回收性，做好相應分析工作探討，從而在機械制造期間，能夠實現對各項資源的回收利用，在設計中能夠達到節能、減少資源消耗、提高經濟效益的目的。

4.2 優化機械產品中的材料選擇

材料選擇是機械設計制造期間的一項重要內容，具體工作開展時要提高對這一內容的重視，這也是減少能源消耗的一項合理方式。對于材料的選擇，最好選擇可以回收再利用的材料，這能夠使制造業通過科學方式完成相應管理工作，同時，能夠提高設計方案合理性，使其最終設計方案能夠更加完美。通過對以往傳統機設計制造進行分析可以發現，還存在大量老舊觀念，這些老舊觀念存在的目的是延長應用時長，實現對更多功能的有效開發。工作人員要通過合理分析，選擇優質材料，完成對最終選材結構的科學設計，延長機械應用時長，使其能夠滿足應用需求，最大程度減少各種問題的出現，提高經濟效益與環境效益。近幾年，我國經濟和科技得到了飛速發展，在這一背景下，可以加強對機械中各個零部件性能和應用的分析，通過優化和設計材料方式，能夠有效減少材料的具體應用量，避免出現非必要浪費情況，達到節約成本的目的。

4.3 優化設計方案

（1）通過對傳統機械設計理念進行分析可以發現，多數設計人員在具體工作開展時，在設計中會將延長機械設備壽命，確保機械設備耐用性作為整個設計的關鍵內容，多數施工者在工作開展時都是利用結構設計，進而使整個機械設計強度和完整性都能夠達到最高。需要注意的是，采取這一方式進行設計，如果機械設備在運行期間出現故障，或者采用的機械設備中的一些零部件出現故障，處理起來難度較大，會造成嚴重危害，造成這一現象的主要原因是機械中各項零件拆卸起來難度較大，難以回收，情況嚴重時還會對周圍環境造成嚴重污染，與我國可持續發展理念不符，不利于機械行業發展。由此可見，在機械設計制造中，要合理優化設計結構，同時，要對多種模塊進行應用，采取合理方式完成組合，從而減少能源消耗，實現機械設備回收利用。

（2）在設計發動機時，應當在滿足應用性能的基礎上，選擇節能環保型發動機。多數機械設計在實際運行期間會消耗大量能源，因此，對于機械設備中的發動機，若沒有依據具體情況進行選擇，將會導致發動機性能不合理，無法滿足應用需求。同時，由于發動機是機械設備中主要零件，若其性能不達標，在運行中會出現大量污染物質，而且運行中還會產生較大噪音，這對施工人員健康以及周圍環境都會造成不良影響。由此可見，在設計機械設備發動機時，要提高對污染排放問題的重視，通過合理設計，保證最終制造的發動機能夠滿足應用需求。

（3）目前，在許多大型機械設備設計時，都要由專門駕駛室完成相應設計工作，對于駕駛室應當盡量采取防紫外線輻射較強的玻璃，通過對這一類選玻璃的應用，能夠避免紫外線輻射對操作機械設備設計人員造成的不良影響，從而保證設計人員能夠在一個較好的環境中完成設計工作，保證最終設計的合理性。

4.4 優化機械設備制造

4.4.1 依據外部環境選擇與之相適應的加工工藝

對機械自動化中的單個零件進行加工時，考慮到機械設備中存在大量零件，不同零件的尺寸、性能、材料都不同，對于不同類型的機械零件，在具體加工時，采用的工藝也會存在一定差異。從實際情況來看，針對大量機械設備加工作業開展時采用的工藝，為了提高加工合理性，保證經過加工處理后，生產的零件性能可以滿足應用需求，必須做好加工工藝的選擇與應用。例如。在機械設備加工時，采取熱鍛壓加工工藝完成相應制造作業，在具體生產時，對于能源的利用率要采取溫鍛壓加工制作和冷鍛施工工藝制造機械設備[8]。但是，需要注意的是，采取冷鍛壓加工工藝，其對于環境造成的危害，要明顯高于溫鍛壓施工工藝和熱鍛壓加工工藝，總的來說，溫鍛壓加工工藝是一種較為先進的工藝，其在經濟、環保、性能都多個方面都呈現出了不錯效果。因此，將這一工藝應用在機械設備制造中是可行的，為了更好發揮其這一工藝的作用，要加強對其應用的探討，并對其應用進行推廣。

4.4.2 適當簡化現有機械設備結構

對于最終生產的機械產品來說，在確保機械設備能夠穩定運行，在充分發揮出其作用的基礎上，零件越少越好，結構越簡單越好，以減少機械設備在運行期間的能耗量。同時，在設計設備期間，機械設備中采用各項零件的尺寸、形狀等都會影響機械設備運轉中實際能耗情況。因此，設計機械設備期間，要采取合理措施進行控制，確保機械設備產品能夠正常運行，性能能夠滿足要求。并在此基礎上，最大化簡化機械設備結構，實現對機械產品結構的合理優化，減少機械中的零件數，確保機械能夠穩定運行。

5 節能設計在機械計造及其自動化中應用前景

近幾年，隨著人們環保理念的不斷提高，我國加強了對綠色環保節能理念的推行，機械計造及其自動化發展期間也要全面貫徹節能環保理念，科學融入是整個行業發展的關鍵。在未來發展中，需要引入計算機等各種先進技術，通過對先進計算機信息技術進行應用，結合具體情況完成對機械設計制造，以及運行狀態的合理模擬，并發現存在的不足，排除不足，通過這一方式，能夠節約時間，減少能源、資源的消耗量。近幾年，計算機技術得到了快速發展，而在信息技術的助力下，能夠完善機械設計制造技術，從而擴大行業規模，促進行業穩定、健康發展。

6 結論

總而言之，近幾年我國工業到了快速發展，工業生產化水平得到了提升，機械計造及其自動化起到的作用越來越重要，應用范圍不斷擴大，但也出現了較為嚴重的環境污染，能源浪費等問題，這將會造成不再生能源枯竭。因此，要在機械計造及其自動化中要適當融入節能環保理念，從而達到降低能耗，提高自動化生產效率，優化整個行業機構的最終目的，為保護生態環境打下一個堅實的基礎。