淺談機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)理念

吳文鵬

【摘 要】現(xiàn)在我國的機(jī)械制造和自動(dòng)化的發(fā)展程度正在隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的增長而增長，而對(duì)于機(jī)械制造和自動(dòng)化的發(fā)展過程中遇到的問題，我們認(rèn)為當(dāng)以能源的高消耗為最重要。因此，為了減少對(duì)能源的消耗，最終達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)與長久發(fā)展的目標(biāo)，我們就需要在設(shè)計(jì)理念的選擇上考慮到節(jié)能這個(gè)重要的因素，此篇文章就針對(duì)機(jī)械制造與自動(dòng)化中的節(jié)能設(shè)計(jì)理念進(jìn)行了詳細(xì)的分析與研究，希望可以對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)踐提供一些具有建設(shè)性意義的建議與意見。

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

1.經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的機(jī)械制造業(yè)與自動(dòng)化技術(shù)

我國在機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展的同時(shí)就已經(jīng)在我國的工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中占有了極為重要的地位，加之計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展與優(yōu)化，使得機(jī)械制造業(yè)汲取了計(jì)算機(jī)集成技術(shù)中的精華，使其逐漸的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的全面生產(chǎn)，完成了機(jī)器與計(jì)算機(jī)之間的完美的組合。目前，自動(dòng)化的機(jī)械制造在工業(yè)生產(chǎn)中得到了空前的發(fā)展，使之可以更好、更快、更安全的為生產(chǎn)服務(wù)，而且它的出現(xiàn)更是社會(huì)發(fā)展速度與效率的體現(xiàn)。但是，我們不能夠否定的是我國的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)仍處在初級(jí)階段，雖然已取得了較為不錯(cuò)的成績(jī)，但想要發(fā)展就必須全面的考慮發(fā)展因素。其次，相比較其他發(fā)達(dá)國家來說，我國的機(jī)械制造的自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的起步比較晚，在許多方面還不是足夠的成熟，所以仍然擁有著更為廣闊的發(fā)展空間，因此，難免會(huì)面臨產(chǎn)品品質(zhì)不足和技術(shù)滯后的局面。

2.機(jī)械制造和自動(dòng)化利用節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

通過在機(jī)械制造中對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)的引用，可以達(dá)到節(jié)約資源的目的。節(jié)能設(shè)計(jì)也可以理解為對(duì)環(huán)境維護(hù)的設(shè)計(jì)、生態(tài)保護(hù)的設(shè)計(jì)等。其內(nèi)涵主要在于對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行制造時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種資源的循環(huán)利用，從而減小對(duì)環(huán)境的污染。對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要滿足可拆裝、可回收的相關(guān)要求。對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品的制造一般是從其功能、壽命等基本的屬性方面來進(jìn)行考慮，在進(jìn)行對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)時(shí)，應(yīng)首先了解市場(chǎng)的情況，并對(duì)其進(jìn)行分析，然后在根據(jù)圖紙的設(shè)計(jì)來制定方案。此外，還應(yīng)該對(duì)其設(shè)計(jì)理念及方案進(jìn)行不斷的修改、審定，通過之后才能夠真正的對(duì)其進(jìn)行生產(chǎn)。而且傳統(tǒng)機(jī)械制造的設(shè)計(jì)理念使得其制造與設(shè)計(jì)的時(shí)間都相對(duì)較長，且產(chǎn)品的可拆裝難度較大，對(duì)資源的回收也較為困難，有的產(chǎn)品報(bào)廢后無法進(jìn)行回收利用，因此就造成了資源、能源的大量浪費(fèi)，甚至更為嚴(yán)重的還會(huì)對(duì)環(huán)境造成重度污染。因此，相關(guān)企業(yè)要不斷的對(duì)節(jié)能減排的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行宣傳和推廣，充分合理的利用資源，使資源得到科學(xué)合理、有效的利用，提高廢物的回收率，從而實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展。

3.節(jié)能理念在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

前期設(shè)計(jì)方案的制定是機(jī)械設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，而且對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)要將節(jié)能的理念融入于對(duì)其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)之中，要把先進(jìn)的理念和技術(shù)當(dāng)做主要的依托，并且要與自然環(huán)境相適應(yīng)，從而減少資源的消耗量，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。要想讓以上的節(jié)能設(shè)計(jì)要求得到滿足，就應(yīng)該從以下幾個(gè)方面來完成對(duì)其的設(shè)計(jì)。

3.1對(duì)節(jié)能機(jī)械產(chǎn)品成本進(jìn)行分析

在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品制造時(shí)，首先要將前期的設(shè)立工作做好，尤其是在產(chǎn)品的初期，必須把對(duì)資源的回收再利用融入到設(shè)計(jì)中，從而達(dá)到節(jié)約資源、減少能源浪費(fèi)的目的。所以，在對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)理念下機(jī)械產(chǎn)品的成本進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)注意的是要將產(chǎn)品的回收再利用、污染的處理和替代材料等因素充分考慮，并將其帶入到設(shè)計(jì)中，以保證可以更好的制造出節(jié)能的機(jī)械產(chǎn)品。

3.2可拆裝再使用機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究

我們可以通過對(duì)拆裝項(xiàng)進(jìn)行合理的調(diào)整，從而滿足整個(gè)設(shè)計(jì)的節(jié)能要求。要想節(jié)約成本和降低對(duì)資源的浪費(fèi)，就需要對(duì)回收性以及拆裝性進(jìn)行考慮，同時(shí)還需要將這兩方面考慮的比例進(jìn)行合理的增加，從而讓機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)對(duì)資源進(jìn)行充分利用，使其更大程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)能的設(shè)計(jì)。

3.3完善節(jié)能機(jī)械的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫

完善的數(shù)據(jù)庫可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的優(yōu)先分析，增強(qiáng)數(shù)據(jù)的掌握力度，設(shè)計(jì)人員可以在數(shù)據(jù)庫里將其制造時(shí)所需的全部數(shù)據(jù)做好相應(yīng)的備份，從而完成對(duì)數(shù)據(jù)的分析與整理，這樣不僅可以將設(shè)計(jì)的成本和資源的利用程度用數(shù)據(jù)體現(xiàn)出來，還可以有效的對(duì)其進(jìn)行控制，并將此當(dāng)作節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

4.完善節(jié)能加工的工藝

4.1完善現(xiàn)有的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

越是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的機(jī)器，對(duì)設(shè)計(jì)零件的要求也就會(huì)越少，它在制造過程中對(duì)能源的消耗也就越少。零件的形狀對(duì)其制造過程中的耗能也存在著重要的影響，所以，在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要保證產(chǎn)品的性能，還要減少對(duì)零件的使用，不斷的對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化與完善。

4.2根據(jù)工作環(huán)境的不同來選擇加工的工藝

在進(jìn)行單個(gè)零件加工時(shí)，要充分考慮其現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施的匹配，比如在進(jìn)行零件鍛壓時(shí)的方式有多種，包括：熱鍛壓、溫鍛壓、冷鍛壓等。其中，熱鍛壓相比于溫鍛壓和冷鍛壓來說，它對(duì)能源的利用效率最低，但是冷鍛壓要比熱鍛壓和溫鍛壓對(duì)環(huán)境帶來的危害相對(duì)較高，所以綜合來看應(yīng)該多使用溫鍛壓工藝。

4.3對(duì)工藝流程要進(jìn)行合理安排

在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)其工序進(jìn)行合理的調(diào)整，對(duì)其所用的工藝方法要進(jìn)行有效的優(yōu)化，這樣才可以更好的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。比如對(duì)冷軋薄板進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，由于冷軋時(shí)鋼板需要經(jīng)過塑性的作用對(duì)其變形，所以必須要通過退火處理之后才可以進(jìn)行繁雜成行的加工。而且在加工的環(huán)節(jié)中必須對(duì)所有工序的環(huán)保功能進(jìn)行優(yōu)化，從而最大化的增強(qiáng)能源利用率。

5.選用環(huán)保材料

5.1采用可回收和可再生的資源

在進(jìn)行對(duì)機(jī)械制造和自動(dòng)化技術(shù)選材時(shí)，要遵循可回收、可再生、易分解的原則，因?yàn)檫@類材料的使用不僅可以降低對(duì)污染物的排放，還可以減小對(duì)環(huán)境的污染。除此之外，必須嚴(yán)禁對(duì)有毒材料的使用，應(yīng)該擴(kuò)大對(duì)環(huán)保材料的使用范圍，提高資源循環(huán)利用的效率。

5.2對(duì)處理污染成本的思考

在進(jìn)行對(duì)機(jī)械制造和自動(dòng)化的設(shè)計(jì)過程中，還應(yīng)該考慮對(duì)報(bào)廢零件處理的成本.因此，為減少成本的耗費(fèi)，可以采用一些綜合成本較低而且還環(huán)保的材料，而且要盡量的減少對(duì)含有氟利昂、樹脂、氟橡膠、石棉等材料的使用。

6.機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)的日后發(fā)展方向

我國計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的發(fā)展限制了機(jī)械制造與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，目前，由于機(jī)械制造和自動(dòng)化技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在各大領(lǐng)域，甚至走向國際化，因此，就需要我們加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)集成技術(shù)等的提高，做到全面發(fā)展，而且要在發(fā)展中跟上世界的步伐，并實(shí)現(xiàn)國際接軌。在此過程中還要將節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)理念引入到機(jī)械制造和自動(dòng)化中，只有這樣才可以使機(jī)械制造和自動(dòng)化技術(shù)得到全面的應(yīng)用，也會(huì)使其產(chǎn)品的質(zhì)量得到提升，從而做到節(jié)能減排與經(jīng)濟(jì)效益為一體的多方面發(fā)展體系。

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