節(jié)能設計理念在機械制造和自動化設計中的分析

盧升+梁顯祥

摘 要：我國工業(yè)生產(chǎn)中機械制造行業(yè)是重要構成內容之一，對國家經(jīng)濟發(fā)展起到至關重要的主要。機械制造行業(yè)的發(fā)展拉動許多相關領域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，例如工業(yè)生產(chǎn)領域以及農業(yè)生產(chǎn)領域。我國綜合實力的提升和機械制造行業(yè)領域的快速發(fā)展密不可分。隨著我國科學技術的迅速發(fā)展，加快了自動化建設的步伐，我國機械制造具有一個前所未有的前景。本文主要是對機械制造與自動化中的節(jié)能設計理念進行探究。

關鍵詞：節(jié)能設計理念；機械制造；自動化設計

1機械制造與自動化設計的現(xiàn)狀

機械工程及自動化使我國機械制造業(yè)與工業(yè)快速發(fā)展，中國的政策在其發(fā)展中起著非常重要的作用，計算機集成、開發(fā)和優(yōu)化工程等技術的廣泛應用，逐步實現(xiàn)整個生產(chǎn)之間的機器和電腦自動化的完美結合。在機械行業(yè)中，自動化設計有了空前的發(fā)展，能夠更好、更快、更安全地為生產(chǎn)服務。機械制造自動化在中國剛剛處于起步階段，就已經(jīng)取得了良好的效果，但仍要充分考慮其發(fā)展因素，比如機械制造與自動化中的節(jié)能設計。相比其他發(fā)達國家，我們的機械自動化行業(yè)起步較晚，在很多方面還不夠成熟。

2自動化設計與機械制造中節(jié)能設計要求

2.1使用節(jié)能環(huán)保材料

自動化設計與機械制造所使用的材料能否達到節(jié)能環(huán)保的要求，是決定節(jié)能設計工作成敗的重要因素之一。對于工業(yè)企業(yè)來說，投入機械生產(chǎn)所使用的各種材料需要符合易于分解、可回收以及可再生等要求，降低稀有材料與貴金屬材料的使用量。尤其是對于使用壽命比較低的材料來說，可以使用其他非金屬性材料以及環(huán)保型工程塑料等。采用這種材料一方面能夠降低對于生態(tài)環(huán)境所造成的壓力；另一方面能夠在更換與設計上體現(xiàn)出比較明顯的可塑性優(yōu)勢。

2.2體現(xiàn)通用性強、質量輕以及壽命長等特點

自動化設計與機械制造設計中，盡量提升機械設備在通用性以及使用壽命方面的優(yōu)勢。提高機械設備的通用性能夠幫助工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)避免重復引進功能相似但機械外部結構不相容的設備，降低工業(yè)行業(yè)對于機械設備的消費量，降低機械制造材料的投入使用量。降低機械設備驅動所需要的能源消耗量，尤其是降低石油以及煤炭等不可再生化石能源的使用量。在工業(yè)設計過程中對機械設備的內外部結構進行優(yōu)化設計，從力學分析的基礎上對各種零部件的受力情況進行均衡化處理，避免機械設備在長期使用的過程中受到嚴重的應力沖擊，進而實現(xiàn)機械設備使用壽命的提升，降低工業(yè)企業(yè)在機械設備方面的資金投入。

3機械制造與自動化設計的節(jié)能措施

3.1進行成本分析

在機械工程中，首先要建立早期的工作方法，特別是產(chǎn)品的第一需要，對設計中的資源進行循環(huán)利用，節(jié)約資源，減少能源的浪費。因此，在工程的節(jié)能設計理念下進行成本效益的分析時，應注意回收資源，使用可回收的產(chǎn)品材料替代其他不能回收的資料，加強不同因素的考慮和設計，以更好地節(jié)約能源。

3.2機械產(chǎn)品再設計

在進行機械產(chǎn)品的設計研究時，可以通過運用方便拆裝和與模塊化的設計理念，以滿足節(jié)能的要求。為減少成本和資源的浪費，適當考慮到回收和拆裝，從而提高機械的節(jié)能優(yōu)勢，提供更大的能量設計。建立產(chǎn)品零部件的數(shù)據(jù)庫，設計師可以在數(shù)據(jù)庫中獲得生產(chǎn)所需的所有數(shù)據(jù)，根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)進行分析和整理，不僅體現(xiàn)了設計和資源的利用情況，也要進行有效控制，這是節(jié)能設計的基礎。

3.3使用節(jié)能環(huán)保型輕型材料

從公式E=1/2mV2 ，我們都知道物體的動能與其本身質量成正比，質量越大動能越大，需要消耗的能量也就越大。所以在進行機械設計時應當使用輕型材料，從而減少機器運轉時的能源消耗?，F(xiàn)在應用最廣泛的輕型材料主要是高分子材料，但運用高分子材料時，我們應當選用環(huán)保型。因為運用環(huán)保型材料，我們可以減少甚至是不需要支付環(huán)境污染后的治理環(huán)境的能源。環(huán)保型材料的主要包括以下幾種：材質自身的環(huán)保，即使成為生產(chǎn)廢料，也不會對環(huán)境構成污染影響；材質的重復性價值較高，可以回收利用?？苫厥詹牧蠠o論環(huán)保性，還是成本控制，都有著較為明顯的優(yōu)勢。

3.4環(huán)保、低公害、清潔

環(huán)保是人類進入21世紀的一大議題。嚴格意義上來講，只有環(huán)保的機械生產(chǎn)，才是符合現(xiàn)代人類發(fā)展需求的模式。因此，節(jié)能設計中必須要考慮環(huán)保、低公害，并盡可能使用清潔能源，減少空氣污染等環(huán)境污染問題。事實上，機械制造的環(huán)保，主要取決于能源的使用和生產(chǎn)廢料的處理。如果能夠盡可能的使用清潔能源，如乙醇等，便會大幅度降低環(huán)境污染。而對于生產(chǎn)廢料的處理，當前較為有效的方式，無疑是實現(xiàn)材料的循環(huán)使用性。由此既保證的環(huán)境污染程度的降低，同時也能夠節(jié)約生產(chǎn)成本。

3.5優(yōu)化產(chǎn)品結構

相關人員應對當前產(chǎn)品結構不斷優(yōu)化，這主要是因為機器結構較簡便，其設計的零件也就越少，在整個制造、生產(chǎn)期間，對于各種能源的消耗也逐漸減低。而且，在設計機械的過程中，各種零件形狀對于能源損耗也會產(chǎn)生影響。因此，在整個設計期間，不僅要確保過所設計的產(chǎn)品性能達到標準要求，還能盡量將零部件簡化，不斷優(yōu)化產(chǎn)品各結構，縮減機械提及以及縮減零件的數(shù)量等。此外，將節(jié)能設計理論應用在設計中，需對加工工序做相應的調整，不斷優(yōu)化整個工藝選擇，從而實現(xiàn)節(jié)能。如：在生產(chǎn)冷軋薄板時，因冷軋中鋼板需承受嚴重的塑性變形，需經(jīng)退火處理之后方可將其應用到后續(xù)較復雜加工中，因此，優(yōu)化各個工序操作，能夠大大提升資源使用效率。

結束語：總之，在工業(yè)制造業(yè)迅速發(fā)展的今天，帶動了機械制造及其自動化的快速發(fā)展，與此同時還拉動了各行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展，是我國發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，值得關注的就是在經(jīng)濟迅速發(fā)展的背后，付出的代價是能源出現(xiàn)消耗以及大量浪費的現(xiàn)象。能源危機已經(jīng)對我國發(fā)展有制約作用了，必須解決此問題。所以節(jié)能技術在制造業(yè)中勢在必行。各行業(yè)都必須對節(jié)能技術進行重視，采取有效的實際行動。

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