機械制造與自動化中的節(jié)能設(shè)計理念分析

丘志忠

摘 要：在經(jīng)濟快速增長的大環(huán)境下，機械制造及其自動化技術(shù)的發(fā)展也得到快速發(fā)展，然而由于該領(lǐng)域的能耗較高，對于它的發(fā)展無疑產(chǎn)生了一定的制約作用。因此加強該領(lǐng)域的節(jié)能設(shè)計，可以有效的促進機械制造及其自動化技術(shù)的健康發(fā)展。本文首先對該領(lǐng)域的節(jié)能設(shè)計的優(yōu)勢進行了分析，最后重點分析了該領(lǐng)域在節(jié)能設(shè)計理念方面的具有實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：機械制造；自動化；節(jié)能設(shè)計

一、節(jié)能設(shè)計的特點

（一）環(huán)保、低污染和節(jié)能

以設(shè)計為分析視角，需要廣泛應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，讓機械制造變得更加節(jié)能和環(huán)保。在設(shè)計過程中，最為重要的就緒時選擇節(jié)能和環(huán)保的發(fā)動機，這是實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和低污染的重要措施。此外，液壓系統(tǒng)也需要使用清潔技術(shù)，規(guī)避泄露風(fēng)險，這不僅可以對機械裝備產(chǎn)生一定的保護性，同時也符合環(huán)保、節(jié)能和低污染的特點。

（二）環(huán)保型材料應(yīng)用特點

材料的科學(xué)選擇對設(shè)計的影響極為重大，同時也會對產(chǎn)品的最終質(zhì)量產(chǎn)生極為重要的影響。在運用節(jié)能設(shè)計理念時，材料質(zhì)量的選擇作用極為顯著。也就是說，需要結(jié)合節(jié)能理念篩選相關(guān)的材料，另外機械設(shè)計時，還需要科學(xué)利用可再生以及可以回收二次利用的相關(guān)資源，從而提升資源的利用效率。當然選擇的材料必須要具有環(huán)保型，確保易耗零件的低污染。

（三）工藝的節(jié)能特點

在機械產(chǎn)品制造過程中，流程設(shè)計極為關(guān)鍵。通過科學(xué)的利用節(jié)能工藝，對生產(chǎn)參數(shù)及加工模式進行優(yōu)化，就能夠有效的提升節(jié)能效果。另外為了保障機械制造所涉及到的諸多環(huán)節(jié)都能遵循節(jié)能設(shè)計理念，就需要對其中的參數(shù)工藝加以優(yōu)化，比如在鍛造環(huán)節(jié)，就可以優(yōu)化溫鍛參數(shù)。這樣就能夠更好的降低生產(chǎn)能耗，提升環(huán)保效果。

二、節(jié)能設(shè)計理念的具體要求

（一）設(shè)計時突出環(huán)保材料的應(yīng)用

對于機械制造及自動化領(lǐng)域的材料選擇而言，必須要選擇可再生以及可回收利用，低污染的材料，這樣可有效降低資源的消耗水平。此外還需要盡可能的降低貴重材料的應(yīng)用。在易耗零部件材料選擇方面，可以選擇具有環(huán)保型的工程塑料，或者一些其他環(huán)保型材料，盡量做到這些材料可以被回收利用。也就是說，這些易耗零件淘汰之后，可以被回收加工成其他產(chǎn)品來進行應(yīng)用，這樣就可以有效的提升資源的利用效率。另外這些材料還容易分解，這樣就能夠降低對環(huán)境的破壞力。那些報廢的材料及其零部件，所設(shè)計的處理工藝要具有簡單性，環(huán)保性以及低成本性等屬性。

（二）設(shè)計過程中要體現(xiàn)出的特點

針對機械制造及自動化的設(shè)計而言，必須要讓最終的產(chǎn)成品具有通用性、質(zhì)量輕以及生命周期長等屬性。對于通用性來說，就是設(shè)計方案應(yīng)該采用通行標準，在此基礎(chǔ)上進行模塊設(shè)計，增強零部件的通用屬性。這樣可有助于提升日后的組裝效率和維護效率，進而提升節(jié)能水平。對于質(zhì)量輕而言，這能夠有效的降低設(shè)備或者材料的移動負載，同時也能夠有效的降低生產(chǎn)難度，進而實現(xiàn)節(jié)能效應(yīng)。對于生命周期長來說，就是這些產(chǎn)成品應(yīng)該具有較長的使用時間，產(chǎn)品的報廢時間較長，這就等于材料的利用率得到了提升，同時能耗也得到了下降。

三、機械制造與自動化設(shè)計中節(jié)能設(shè)計策略

（一）優(yōu)選節(jié)能型發(fā)動機

在工程機械生產(chǎn)中，發(fā)動機是能耗最大的功能模塊，同時也會對周圍環(huán)境產(chǎn)生顯著影響的功能模塊。想要提升整體機械產(chǎn)成品的節(jié)能效果，就需要采用低能耗、高能源利用率、低排放等性能的發(fā)動機。如果這些發(fā)動機不符合國家的節(jié)能標準，就不能夠使用。

（二）液壓系統(tǒng)的防滲漏設(shè)計

對于自動化工程機械而言，液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)是確保其高效工作的基礎(chǔ)，所以需要在設(shè)計時，一定要將防滲漏設(shè)計技術(shù)應(yīng)用之液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)中，這樣就可以確保傳動系統(tǒng)中的液壓油體保持在標準的范圍之內(nèi)。另外還需要運用封閉式設(shè)計技術(shù)，確保周圍環(huán)境中的污染物，如微塵等，不能夠進入到傳動系統(tǒng)內(nèi)部，這就能夠有效降低傳動內(nèi)部的元部件的摩擦力，同時液壓系統(tǒng)的工作負荷也會得到下降，其運行狀態(tài)也會保持在最佳，于是就能產(chǎn)生較佳的節(jié)能效果。另外通過防滲漏設(shè)計技術(shù)，還能夠有效提升元部件的工作時間，降低零部件的更換頻度，油體的更換頻次也會降低，這就有效降低了的運行成本。

（三）在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化

一般而言，機械結(jié)構(gòu)的簡單度、零部件結(jié)構(gòu)的簡單度和節(jié)能效果之間的關(guān)系呈現(xiàn)的是正相關(guān)，也就是他們的簡單度越高，那么節(jié)能效果就會越強。而零部件的數(shù)量和種類則是和節(jié)能效果之間形成了反相關(guān)關(guān)系，也即是說，數(shù)量和種類越多，那么節(jié)能效果就會越差。所以在設(shè)計時，就需要對機械結(jié)構(gòu)加以優(yōu)化，盡可能的降低零部件的使用數(shù)量和種類，進而提升節(jié)能效果。

（四）合理設(shè)計加工工藝

首先，優(yōu)選加工模式。比如針對同一個零部件，可以運用熱、冷和溫鍛壓等集中模式來進行加工。對此就需要對這些加工工藝進行能耗分析，在保障產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，選擇相應(yīng)的加工模式。上述的幾種模式中，溫鍛壓效果最佳。然后，優(yōu)選工藝參數(shù)。不同的參數(shù)會對加工的能耗產(chǎn)生極大的影響。比如階梯軸承類零部件的加工，可供選擇的毛坯種類以及數(shù)量往往較多，在具體加工時就需要對生產(chǎn)這些毛坯的能耗進行分析，從而選擇合力的生產(chǎn)參數(shù)。比如加工余量這個參數(shù)，如果設(shè)置科學(xué)，就能夠有效的提升節(jié)能效應(yīng)，而且材料的利用率也能得到提升。其次，優(yōu)選冷卻工藝。在機械加工生產(chǎn)時，冷卻液應(yīng)用較為普遍，從節(jié)能視角來看，應(yīng)該盡可能的減少冷卻油的應(yīng)用，通過創(chuàng)新冷卻工藝來增強余熱的利用。最后，對工序進行優(yōu)化。該環(huán)節(jié)的優(yōu)化可以提升加工效率，降低停工待料問題，這樣就等于提升了時間利用率以及節(jié)能效果。

四、未來發(fā)展前景

近些年，我國機械裝備領(lǐng)域發(fā)展水平不斷提升，自動化控制技術(shù)、信息技術(shù)等都取得了迅速發(fā)展。為了能夠有效的降低能源的耗用，在諸多行業(yè)推廣節(jié)能設(shè)計理念極為關(guān)鍵，這能夠有效的降低我國機械制造類企業(yè)對能源的消耗規(guī)模，通過對生產(chǎn)、配送等環(huán)節(jié)加以優(yōu)化，可以有效促使資源耗用的平衡，并能夠有效的降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，同時企業(yè)的競爭力也能得到提升，并為今后綠色、低碳工廠的建設(shè)打下堅實基礎(chǔ)。

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