探究節(jié)能設計理念在機械制造與自動化中的應用

嚴智勇

摘 要：近幾年，我國的工業(yè)快速發(fā)展。機械制作與自動化也發(fā)展成為了一種高耗能的產業(yè)，因此，在機械制作與自動化中引入節(jié)能設計理念很有現實意義。另外，節(jié)能設計理念與機械制作及其自動化相結合也是現實社會的需要。本文就節(jié)能設計理念在機械制造與自動化中的應用來展開分析探討。

關鍵詞：節(jié)能設計理念；機械制造；自動化

現代社會的各行各業(yè)都在迅速發(fā)展，在發(fā)展的同時也不可避免地帶來了能源的大量消耗和浪費。而隨著能源資源的不斷衰竭，其中的供求有了尖銳的矛盾。因此，將節(jié)能設計理念應用在機械制造與自動化中具有很大的現實意義。所以，將節(jié)能技術運用到機械制造與自動化中是大勢所趨。

1 目前機械制造與自動化的發(fā)展狀況

自改革開放以來，機械制造的發(fā)展速度迅速，在我國的工業(yè)發(fā)展中起到了非常重要的作用。而近年來計算機行業(yè)異軍突起，機械制作的發(fā)展也與自動化相結合。機械制造的自動化讓機械制造可以更加并且安全地完成作業(yè)，極大地提高了現代機械制作業(yè)的效率。

而節(jié)能設計理念是機械制造與自動化發(fā)展到現階段必然需要的發(fā)展理念。因為工業(yè)的發(fā)展必然需要能源的支持。另一方面，現在工業(yè)所要追求的是如何能在低消耗的情況下創(chuàng)造出更大的進步。機械制造與自動化需要技能設計的理念，因此需要關注機械制造與自動化中的各個環(huán)節(jié)，盡最大努力地體現出技能設計理念，從而進一步推動機械制造與自動化的發(fā)展，為人類造福。

科學技術日新月異，沒有人能預測它的未來發(fā)展方向，也沒有人敢斷言它所蘊藏的巨大潛力。隨著計算機網絡的不斷擴大，機械自動化技術水平也在逐漸提升，機械制造與其自動化的蓬勃發(fā)展，帶動了工業(yè)發(fā)展進程，在我國處于非常重要的地位。

但是，一個產業(yè)的發(fā)展，總會遭遇各種各樣的問題，要經歷過許許多多的大風大浪才能“吹盡黃沙始到金”，才能成功。雖然現在機械自動化如火如荼，但是究其內部還是存在一些問題的。我們一定要守住初心，究其根源，讓自動化做到盡善盡美。我國是發(fā)展中國家，距發(fā)達國家還有一定的距離，自動化程度較發(fā)達國家來說還有點低，我們要不斷努力，引進新的血液，讓自動化服務于我們的生活。

2 節(jié)能設計理念在機械制造與自動化中的應用

2.1 優(yōu)化機械設計

首先，在機械制造與自動化中需要優(yōu)化機械的設計。比如可以選用低公害的發(fā)動機，改良液壓系統(tǒng)設計，改良設計駕駛室等。因為發(fā)動機是工程機械系統(tǒng)中最重要的部件，其優(yōu)劣極大地影響了外部環(huán)境。使用環(huán)保型的發(fā)動機不但可以有效地減少噪聲污染，也能做到低排量、低油耗、高效率，一方面提升了機械的動力，另一方面也緩解了機械對于環(huán)境的污染壓力。而液壓系統(tǒng)也對機械的整體作用巨大。保持液壓系統(tǒng)的高效運行就必須要保證液壓系統(tǒng)的清潔，這方面需要嚴格把握油料的選擇，還需要設計師在設計液壓系統(tǒng)時徹底清除油液中的微塵、垃圾雜質以及磨損物等。保持液壓系統(tǒng)的清潔可以有效地降低液壓系統(tǒng)的故障發(fā)生率，延長機械的壽命，降低配件的更新率。另外，在液壓管的選擇上也要選擇密封優(yōu)良、防老化能力突出、耐腐蝕性強的優(yōu)質管路，盡量降低管路的損壞，減少因為管路破裂而造成的環(huán)境污染。在駕駛室中，可以采用經減震降噪處理的、防紫外線輻射玻璃的全密封整體式“安全環(huán)保型”駕駛室，其中配備環(huán)保無氟型冷暖空調，并且可以充分利用人體工學的遠離，在駕駛室中融入多元化的并且美觀合理的色調搭配。從而一方面保障了司機的安全，另一方面也讓司機的視覺疲勞得到緩解，讓司機的工作環(huán)境得到改善，從而有效地提高了工作效率。

另外，傳統(tǒng)的手動注入潤滑脂的方式也或多或少的造成了環(huán)境的污染。因此，可以設計自動的加脂裝置，從而實現對于設備的定時自動加脂。這樣不但保證了機械的油量充足，也避免了溢出油液，造成浪費。一方面方便了機械管理人員，一方面也體現出了節(jié)能環(huán)保在機械制造與自動化中的應用。

2.2 選用節(jié)能環(huán)保型材料

首先，應該在設計過程中盡量采用一些可再生、可回收的資源和材料，降低資源的消耗。機械制造與自動化的材料選擇的原則應該是可回收。易分解、可再生。因為，使用這類的節(jié)能環(huán)保材料不會排放大量的有毒有害物質，對環(huán)境的污染比較小。尤其是在結構中運用的零件，更應該遵循這個材料選擇的原則，嚴格杜絕使用有毒的材料，從而提高節(jié)能環(huán)保材料的循環(huán)使用效率。

其次，在機械制造與自動化設計過程中需要盡量考慮產品和材料的重量、能耗、壽命。最理想的產品是重量小、能耗低并且壽命長。因為如果產品的壽命長，那么機械產品的報廢率就低，從而在降低機械產品能耗的同時也提高了環(huán)保效率。而減輕機械產品的重量也可以在一定程度上降低能耗。

最后，在機械制造與自動化設計過程當中還應考慮到零件報廢以后的污染處理成本。在目前的機械制造與自動化設計過程中報廢以后的污染處理問題經常被忽視，從而導致了環(huán)境污染的加劇，對人類的生活造成了不好的影響。因此，在機械制造與自動化設計過程中應該積極采用一些低環(huán)保負荷、綜合成本較小的材料，避免使用含氯橡膠、氟利昂、石棉和樹脂等對環(huán)境有污染影響的材料。

2.3 改進制作工藝

首先，應該因地制宜并且參考外部環(huán)境來選擇加工工藝。在單個零件的眾多加工工藝當中應考慮到匹配現場設備。比如在零件的鍛壓工藝中，可以選擇冷鍛壓方式，也可以選擇溫鍛壓方式和熱鍛壓方式。而熱鍛壓工藝能源利用效率比冷鍛壓和溫鍛壓方式要低，冷鍛壓工藝對環(huán)境的危害要比熱鍛壓和溫鍛壓工藝高，所以我們可以在零件的鍛壓工藝中選擇溫鍛壓方式，達到在能源利用效率和環(huán)境污染兩方面的平衡。

其次，需要對于現有產品結構進行優(yōu)化。我們知道，機器結構越簡單，設計零件越少，制造過程所需的能耗就會越低。同時，機械設計中零件的形狀也明顯影響制造過當中的能耗。所以，我們要在設計過程中不但要保證產品的基本性能，也要盡可能簡化零件、減少零件數量，從而達到優(yōu)化產品結構并且減小機械體積的目的。

最后，也要合理安排工藝的工序。因為，對于加工工序進行調整，優(yōu)化工藝方法都可以實現節(jié)能的目標。在這方面可以看下面這個例子：在港口機械生產中的大量使用冷軋薄板，因為在冷軋過程中，鋼板要經受七成以上的塑性變形。因為它的結晶組織延伸為纖維狀并且是極端硬化，因此必須經過退火處理，才能適于復雜的成形加工。而對于工序的合理安排和優(yōu)化，不但環(huán)保，而且可以提高能源利用率。

3 結語

在機械制造與自動化迅速發(fā)展的過程中，我們需要認識到我國目前的機械制造與自動化的能源消耗形勢不容樂觀，迫切地需要將節(jié)能設計理念融入到機械制造與自動化中。在這個過程中，需要從優(yōu)化機械設計、使用環(huán)保型材料、改進制作工藝等多方面出發(fā)降低設備的能耗，使整個制造與自動化過程更加節(jié)能。

參考文獻：

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