機械制造與自動化設(shè)計中的節(jié)能設(shè)計理念分析

黃波平

（湖南電器檢測所有限公司，湖南 長沙 410000）

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，我國的機械制造與自動化技術(shù)取得了一定的成果，甚至在某些領(lǐng)域還處于世界領(lǐng)先水平。但是在機械制造與自動化發(fā)展進程中，還存在資源利用效率低、能源浪費嚴重等問題，不符合當(dāng)前節(jié)能減排環(huán)保的社會發(fā)展理念。因此，研究分析機械制造與自動化設(shè)計中的節(jié)能設(shè)計應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。

1 在機械制造與自動化設(shè)計中節(jié)能設(shè)計理念的表現(xiàn)

與傳統(tǒng)的機械制造模式相比，節(jié)能設(shè)計理念下的機械制造與自動化設(shè)計，十分重視能源的利用效率的提升和生態(tài)環(huán)境的保護。所謂節(jié)能設(shè)計，就是通過提高自然資源的重復(fù)利用效率，并實現(xiàn)報廢資源的回收利用，來降低機械制造與自動化能源消耗的同時，降低污染物排放，減少對周圍生態(tài)環(huán)境的破壞。

當(dāng)前，在我國社會主義現(xiàn)代化的發(fā)展過程中，資源短缺和環(huán)境污染是限制社會經(jīng)濟實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的兩大問題。為了滿足時代發(fā)展的需要，必須在機械制造與自動化設(shè)計中，引入節(jié)能設(shè)計理念，打造相對應(yīng)的指標體系，從而提高資源利用效率，減少對周圍環(huán)境的污染。

2 機械制造與自動化設(shè)計中的節(jié)能設(shè)計要點

2.1 重視生產(chǎn)成本的分析

基于節(jié)能設(shè)計理念下，應(yīng)在滿足機械產(chǎn)品要求的基礎(chǔ)上，盡可能的提高機械制造與自動化設(shè)計過程中的資源循環(huán)利用效率，達到節(jié)約能源，減少能源不必要浪費的目的。此外，還應(yīng)當(dāng)進行生產(chǎn)成本的分析，盡可能的選用一些可回收的環(huán)保材料，以更好地節(jié)約能源消耗。

2.2 機械產(chǎn)品的設(shè)計過程

在進行機械產(chǎn)品設(shè)計時，可以通過可拆卸、可調(diào)整的設(shè)計方式，實現(xiàn)部分結(jié)構(gòu)的拆卸回收，從而降低成本支出，避免資源浪費。此外，相關(guān)設(shè)計師在設(shè)計過程中，可以根據(jù)相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行深入分析和挖掘，通過合理的設(shè)計，實現(xiàn)對資源的有效控制。

2.3 加工過程的節(jié)能設(shè)計

（1）結(jié)構(gòu)改造。通過對現(xiàn)有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，可以在確保機械結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計要求的同時，降低產(chǎn)品的能源消耗。

（2）施工方式的選擇。在進行機械制造過程中，可以根據(jù)不同的條件選用相對事宜的施工方式，例如當(dāng)前在進行產(chǎn)品鍛造過程中，主要有熱鍛、冷鍛、溫鍛、以及模鍛等多種施工方式，相比較而言，冷端和溫鍛對機械制造的環(huán)境要求較高，能源利用效率較低，非特殊情況，不建議作為機械制造的施工方式。

（3）采用通用的標準。在機械制造與自動化設(shè)計過程中，采用通用的標準進行產(chǎn)品構(gòu)件的設(shè)計，不僅可以有效的減少產(chǎn)品的故障發(fā)生幾率，提高產(chǎn)品的使用壽命，而且還能節(jié)約能源消耗，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

2.4 生產(chǎn)過程的技能設(shè)計

（1）回收利用。

一方面在生產(chǎn)過程中，要選擇可以回收利用的材料；另外一方面還應(yīng)當(dāng)避免選用有毒的材料，避免生產(chǎn)過程中產(chǎn)生污染物，對周圍的環(huán)境造成破壞。例如，應(yīng)減少氟利昂、石棉以及氟樹脂等高污染材料的使用。

（2）提高生產(chǎn)效率。

對于機械制造而言，通過自動化系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)過程的自動化控制，避免了人工操作可能出現(xiàn)的失誤，有效提高了產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，降低了殘次品的生產(chǎn)，提高了整個生產(chǎn)的工作效率，達到了節(jié)能減排的目的。

（3）加強安全性。

自動化或自動化設(shè)備通常能夠進行事故自動報警，通過引入電子元器件，減少機械加工過程中的機械磨損，提高機械制造與自動化設(shè)備的使用壽命，提高整個系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。

3 機械制造與自動化設(shè)計中的節(jié)能設(shè)計

基于綠色環(huán)保的色會發(fā)展理念，各行各業(yè)都在實施節(jié)能減排，傳統(tǒng)的資源能耗性發(fā)展模式已經(jīng)不符合當(dāng)前社會經(jīng)濟的發(fā)展發(fā)展的要求。例如：當(dāng)前很多城市的空氣污染問題都十分嚴重，而汽車尾氣排放過高是導(dǎo)致空氣污染問題的主因之一。為了改善城市的空氣環(huán)境，在進行汽車機械制造與自動化設(shè)計過程中，應(yīng)采用以下節(jié)能設(shè)計措施：

3.1 汽車駕駛室的環(huán)保設(shè)計

對于汽車而言，在進行駕駛室設(shè)計過程中，應(yīng)采取最有效的設(shè)計手段，提高駕駛室的安全系數(shù)。因此，在進行汽車駕駛室設(shè)計時，必須采取有效的節(jié)能措施，改善駕駛室的環(huán)境質(zhì)量，來提高司機的舒適度，避免其出現(xiàn)疲勞問題，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

例如：在汽車駕駛室機械制造與自動化設(shè)計過程中，可以利用人機工程學(xué)的設(shè)計原理，對主駕駛位采取人性化的設(shè)計，例如加入電子監(jiān)控設(shè)計、可轉(zhuǎn)向驅(qū)動器設(shè)計、自動故障檢驗設(shè)計等等，來降低駕駛的難度，提高汽車行駛過程中的智能化、自動化水平，進而提高駕駛的安全性。

此外，在汽車駕駛室設(shè)計過程中，還可以采取整體性的全封閉設(shè)計，選用可以抵抗紫外線輻射的玻璃作為汽車的擋風(fēng)玻璃，采用無氟環(huán)保型設(shè)計來提高汽車冷暖空調(diào)的技能環(huán)保性能，最終為駕駛者提供舒適的駕駛室環(huán)境，在達到節(jié)能減排目的的同時，提高整個駕駛室的安全性能。

3.2 機械發(fā)動機的設(shè)計

作為整個汽車機械制造過程中最重要的部位，機械發(fā)動機也是導(dǎo)致汽車尾氣污染的設(shè)備之一?；诠?jié)能設(shè)計理念下，機械發(fā)動機的選擇應(yīng)確保其滿足低油耗、低污染以及低噪音的要求。具體措施如下：

（1）積極學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進的發(fā)動機設(shè)計技術(shù)，優(yōu)化機械發(fā)動機的結(jié)構(gòu)，提高發(fā)動機本身的運行性能，在滿足汽車動力需求的同時，降低油耗，減少尾氣排放。

（2）選用環(huán)保的材料進行機械發(fā)動機的設(shè)計，在提高機械發(fā)動機運行安全性和穩(wěn)定性的同時，減少機械摩擦，延長機械發(fā)動機的使用壽命，降低汽車運行過程中的噪音，達到綠色環(huán)保節(jié)能的效果。

3.3 液壓系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

液壓系統(tǒng)是確保機械設(shè)備保持穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的重要設(shè)備。而液壓系統(tǒng)經(jīng)常面臨著滲漏問題，不僅會給周圍的環(huán)境造成巨大的破壞，而且不利于整個設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。因此，在進行液壓系統(tǒng)機能設(shè)計過程中，應(yīng)注意以下要點：

（1）優(yōu)化液壓管路的設(shè)計，提高整個液壓系統(tǒng)管路的密封性采取必要措施避免液壓系統(tǒng)的滲漏，減少對周圍環(huán)境的污染。

（2）減少液壓系統(tǒng)各組件之間的沖擊，從而降低液壓系統(tǒng)的運行負荷，提高液壓系統(tǒng)的運行效率。

（3）徹底清除液壓系統(tǒng)油液中的雜志和磨損物，確保整個液壓系統(tǒng)的清潔型，在延長換油時間間隔的同時，降低液壓系統(tǒng)的故障率。

（4）選用耐腐蝕性能強、抗老化能力強的管路材料，避免選用軟管。

3.4 引入自動加脂裝置

當(dāng)前，汽車在運行過程中，各部位之間的潤滑脂都是通過手工注入的方式進行添加，不僅需要消耗大量的勞動力和時間，而且很容易導(dǎo)致油液的溢出，給環(huán)境帶來一定的污染。因此，通過機械自動加脂裝置的設(shè)計，可以實現(xiàn)潤滑脂的定時自動添加，實現(xiàn)對各鉸銷的黃油加注操作，既保障了鉸銷的油量，又減少了潤滑脂的消耗以及對周圍環(huán)境的污染，達到了節(jié)能減排的目的。

4 機械制造與自動化設(shè)計的發(fā)展趨勢

4.1 智能化發(fā)展

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)的信息化、智能化水平越來越高。在機械制造與自動化領(lǐng)域，通過計算信息技術(shù)的應(yīng)用，例如人工智能機械人的應(yīng)用，一定程度上提高了機械制造的智能化水平，實現(xiàn)了機械制造過程中可以模擬人的思維，根據(jù)加工生產(chǎn)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，自動實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的優(yōu)化升級，繼而達到降低能源消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

4.2 自動控制系統(tǒng)的微型化發(fā)展

隨著集成電路的廣泛應(yīng)用，很多產(chǎn)品也日漸趨于微型化。而小型自動控制系統(tǒng)也具有體積小，操作靈活等優(yōu)勢，可以在滿足人們功能需求的同時，實現(xiàn)產(chǎn)品的微型化發(fā)展，繼而減少了很多資源的使用，減少了對生態(tài)環(huán)境的破壞。

5 結(jié)語

綜上所述，在機械制造與自動化設(shè)計過程中，通過對機械制造的設(shè)計、生產(chǎn)以及后期處理等環(huán)節(jié)進行有效的控制，采取有效的節(jié)能設(shè)計，可以有效的減少資源的消耗，降低污染物的排放，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。因此，相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)重視自身綜合素質(zhì)的提升，積極創(chuàng)新，研究新的技術(shù)，優(yōu)化機械制造自動化生產(chǎn)的流程，減少能源消耗，推動機械制造行業(yè)的節(jié)能化發(fā)展。