機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)理念研究

魯振

摘要：機(jī)械制造業(yè)是密切相關(guān)的各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，并起著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的決定性作用。隨著自動(dòng)化技術(shù)的逐步成熟和能源消耗的問(wèn)題日益嚴(yán)重，節(jié)能的概念已經(jīng)被不斷應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)，以及可持續(xù)發(fā)展的政策已經(jīng)實(shí)施。在此基礎(chǔ)上，機(jī)械制造及自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的理念進(jìn)行了分析。

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

1 機(jī)械制造與自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

機(jī)械制造行業(yè)提供技術(shù)裝備的整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)，其發(fā)展水平是國(guó)家工業(yè)化的主要指標(biāo)之一。隨著在中國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需求的增加，機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)取得了很大進(jìn)步，但機(jī)械制造及自動(dòng)化的高能耗已經(jīng)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響，以及機(jī)械制造的節(jié)能設(shè)計(jì)和自動(dòng)化受到越來(lái)越多的關(guān)注。

在機(jī)械制造和自動(dòng)化領(lǐng)域，節(jié)能設(shè)計(jì)不僅可以提高機(jī)械設(shè)備的性能，還可以提高機(jī)械設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。無(wú)論是今天還是機(jī)械制造和自動(dòng)化行業(yè)的未來(lái)發(fā)展，為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)突破，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，都必須將節(jié)能減排設(shè)計(jì)放在核心戰(zhàn)略的突出位置。雖然機(jī)械制造和自動(dòng)化行業(yè)已采取一些措施來(lái)節(jié)約能源和減少排放，但目前的節(jié)能形勢(shì)仍然十分嚴(yán)峻。未來(lái)5-10年，機(jī)械制造和自動(dòng)化行業(yè)將成為中國(guó)推動(dòng)節(jié)能減排的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)之一。

2 機(jī)械制造與自動(dòng)化的現(xiàn)狀

自改革開放以來(lái)，中國(guó)工業(yè)的迅速崛起，制造業(yè)起著決定性的作用。引進(jìn)自動(dòng)化提高了制造業(yè)的發(fā)展速度，節(jié)省了大量的人力和物力資源，又保證了安全生產(chǎn)的自主權(quán)。與制造業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，中國(guó)的制造業(yè)有很大的差距，產(chǎn)品質(zhì)量不高。制造業(yè)的發(fā)展規(guī)模正逐步走向國(guó)際市場(chǎng)的前進(jìn)。這提出了更高的要求為制造業(yè)和保證產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化。為了達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，我們可以學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)服務(wù)于制造業(yè)自動(dòng)化。

目前仍處于制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，那就是，生產(chǎn)需要消耗大量的資源。這是不斷增長(zhǎng)的資源約束矛盾。為了取得更好的發(fā)展，我們不能僅僅依靠資源的高消耗。近年來(lái)，國(guó)家提出的節(jié)能減排政策。大量工廠的生產(chǎn)廢料無(wú)極限，環(huán)境問(wèn)題正變得越來(lái)越嚴(yán)重，這是不容忽視的。有制造業(yè)對(duì)社會(huì)的負(fù)面影響太多的矛盾。節(jié)能的概念并不根深蒂固在人們的心中。制造業(yè)的應(yīng)用也起步較晚，而且技術(shù)在各方面還不夠成熟。

3 節(jié)能理念應(yīng)用的意義

通過(guò)節(jié)能技術(shù)在制造業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用，極大地解決了生產(chǎn)資源問(wèn)題，也有利于環(huán)境保護(hù)工作。它改變了傳統(tǒng)的制造機(jī)械，簡(jiǎn)化了高效的生產(chǎn)方式處理，不斷優(yōu)化生產(chǎn)方式。以前的生產(chǎn)會(huì)消耗大量的資源，產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證，剩下的材料不會(huì)重復(fù)使用，造成大量浪費(fèi)。節(jié)能技術(shù)可以再加工無(wú)用的生產(chǎn)材料，生產(chǎn)更多的產(chǎn)品。最重要的是升級(jí)產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的綜合質(zhì)量，根據(jù)市場(chǎng)需求設(shè)計(jì)和開發(fā)產(chǎn)品，生產(chǎn)新產(chǎn)品以滿足市場(chǎng)需求。設(shè)計(jì)不同的生產(chǎn)計(jì)劃并及時(shí)修復(fù)缺失的環(huán)節(jié)。不同效果的反饋將及時(shí)給出改進(jìn)生產(chǎn)的建議，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量。工廠污染排放問(wèn)題不容忽視。節(jié)約能源最重要的是要重視環(huán)保。生產(chǎn)材料的選擇是更環(huán)保的材料，采用先進(jìn)技術(shù)不會(huì)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生太多污染。在處理廢氣，廢水和廢渣時(shí)，應(yīng)遵循節(jié)能減排的主要思路。企業(yè)應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)變化更新節(jié)能理念，充分利用資源，科學(xué)合理地將廢棄物轉(zhuǎn)化為財(cái)富，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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

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

在制造機(jī)械產(chǎn)品時(shí)，首先要做好早期建立。特別是在產(chǎn)品的早期階段，有必要將資源回收和再利用與設(shè)計(jì)相結(jié)合，以達(dá)到節(jié)約資源和減少能源浪費(fèi)的目的。因此，在分析節(jié)能設(shè)計(jì)理念下的機(jī)械產(chǎn)品成本時(shí)，應(yīng)充分考慮產(chǎn)品回收，污染處理和替代材料等因素，并將其納入設(shè)計(jì)中。確保生產(chǎn)節(jié)能機(jī)械產(chǎn)品。

4.2 配備自動(dòng)加脂裝置

通常，傳統(tǒng)的手動(dòng)潤(rùn)滑方法通常耗時(shí)且費(fèi)力，并且溢出的潤(rùn)滑油也會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染。因此機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)配備自動(dòng)加脂系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)每個(gè)設(shè)備的定時(shí)加脂，如集中潤(rùn)滑系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于在特定時(shí)間向每個(gè)鉸鏈添加黃油。已經(jīng)計(jì)算并預(yù)先設(shè)定了油量。為了確保銷軸上有足夠的油，不要漏油，方便環(huán)保。另外，由于設(shè)計(jì)成本的控制，小型機(jī)械可以使用新的軸套材料和密封銷，或安裝二次防塵裝置，有效防止內(nèi)部油脂和外部異物進(jìn)入，從而延長(zhǎng)潤(rùn)滑時(shí)間間隔加油。減少環(huán)境污染。

4.3 可拆裝再使用機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究

通過(guò)合理調(diào)整拆卸部件，可以滿足整個(gè)設(shè)計(jì)的節(jié)能要求。為了節(jié)約成本，減少資源浪費(fèi)，有必要考慮可回收性和拆卸性，同時(shí)合理地增加這兩個(gè)因素的比例，以便在機(jī)械制造中實(shí)現(xiàn)資源的充分利用。使其更大程度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)。

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

完善的數(shù)據(jù)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)分析，增強(qiáng)數(shù)據(jù)采集的強(qiáng)度。設(shè)計(jì)人員可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中制造所需的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的備份，從而完成數(shù)據(jù)分析和重組。這樣不僅可以在數(shù)據(jù)中反映設(shè)計(jì)成本和資源利用程度，而且可以有效地控制設(shè)計(jì)成本，并將其作為節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

5 完善節(jié)能加工的工藝

5.1 完善現(xiàn)有的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

機(jī)器越簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)的部件越少，制造過(guò)程中使用的能量越少。零件的形狀也對(duì)制造過(guò)程中的能耗有重要影響。因此在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，不僅要保證產(chǎn)品的性能，還要減少零件的使用。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化和改進(jìn)。

5.2 根據(jù)工作環(huán)境的不同來(lái)選擇加工的工藝

加工單個(gè)零件時(shí)，必須充分考慮其現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施的匹配。例如，零件的鍛造方法很多，包括：熱鍛，溫鍛，冷鍛等。其中，與溫鍛壓力和冷鍛壓力相比，熱鍛壓力具有最低的能量利用效率，其對(duì)環(huán)境的危害相對(duì)大于熱鍛壓力和冷鍛壓力。因此應(yīng)綜合使用溫鍛工藝。

5.3 對(duì)工藝流程要進(jìn)行合理安排

在節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，有必要對(duì)工藝進(jìn)行合理調(diào)整，并采用優(yōu)化的工藝方法，以更好地達(dá)到設(shè)計(jì)目的。例如，當(dāng)生產(chǎn)冷軋板時(shí)，由于板材在冷軋過(guò)程中需要塑性變形，因此必須在進(jìn)行復(fù)雜加工之前對(duì)其進(jìn)行退火。必須在過(guò)程中優(yōu)化每個(gè)過(guò)程的環(huán)境保護(hù)功能，以最大化能效。

6 選用環(huán)保材料

6.1 采用可回收和可再生的資源

在選擇機(jī)械制造和自動(dòng)化技術(shù)的材料時(shí)，應(yīng)遵循可回收性，再現(xiàn)性和易分解的原則，因?yàn)槭褂眠@些材料不僅可以減少污染物的排放，還可以減少環(huán)境污染。此外，必須嚴(yán)格使用有毒物質(zhì)，擴(kuò)大環(huán)保材料的使用，提高資源回收效率。

6.2 對(duì)處理污染成本的思考

在機(jī)械制造和自動(dòng)化設(shè)計(jì)中也應(yīng)考慮處理報(bào)廢零件的成本。因此為了降低成本，您可以使用一些低成本，環(huán)保的材料。盡量減少氟利昂，樹脂，氟橡膠，石棉和其他材料的使用。

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

中國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展限制了機(jī)械制造和自動(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)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，甚至國(guó)際化，我們需要加強(qiáng)自動(dòng)化相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)集成技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展，同時(shí)也要跟上世界的步伐。制定并符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。在這個(gè)過(guò)程中，必須將節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)理念引入機(jī)械制造和自動(dòng)化領(lǐng)域。只有這樣才能充分利用機(jī)械制造和自動(dòng)化技術(shù)來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量。從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)效益的多元化發(fā)展體系。

8 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于中國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展，我們需要更多的能源消耗，由此帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也隨之增加。因此我們將實(shí)施可持續(xù)發(fā)展政策，實(shí)施工業(yè)部門的節(jié)能設(shè)計(jì)，降低能耗，并盡可能使用環(huán)保和可回收材料，從機(jī)械制造到各種設(shè)備的運(yùn)作。我們將全面貫徹環(huán)保節(jié)能理念。

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（作者單位：河鋼集團(tuán)承鋼公司能源事業(yè)部）