機(jī)械制造及自動(dòng)化中的節(jié)能高效設(shè)計(jì)理念探析

王新 馬超

【摘 ?要】以發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)等為主的機(jī)械設(shè)備，對(duì)工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程形成了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。此外，伴隨設(shè)備功能的快速升級(jí)、改良，集微電子、通信等科技于一體的機(jī)械設(shè)備，在生產(chǎn)活動(dòng)中獲得了廣泛應(yīng)用。它不再單純是簡(jiǎn)易式的動(dòng)力輸出裝置或體力勞動(dòng)替代者，而是結(jié)構(gòu)形式及功能多樣、操作控制過(guò)程簡(jiǎn)單、可以依照程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)作甚至具備一定自主決策能力的設(shè)備。

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

引言

自工業(yè)革命以來(lái)，機(jī)械制造業(yè)為促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。目前，工業(yè)化發(fā)展迅速，機(jī)械制造業(yè)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化工業(yè)得到了快速發(fā)展。由于當(dāng)前我國(guó)處于社會(huì)主義初級(jí)階段，各個(gè)方面發(fā)展不太完善，機(jī)械制造自動(dòng)化設(shè)計(jì)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于發(fā)展的初級(jí)階段，行業(yè)需要解決的主要問(wèn)題是以下兩點(diǎn)：一是如何解決工作過(guò)度發(fā)展帶來(lái)的能源消耗問(wèn)題，促進(jìn)社會(huì)發(fā)展;二是我國(guó)機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)與世界水平仍有較大差別，有待進(jìn)一步強(qiáng)化和提高。

1機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，我國(guó)已成為工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展中國(guó)家。機(jī)械制造業(yè)發(fā)展非常迅速。加上信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)的重要組成部分，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步起著重要的推動(dòng)作用。從當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)步和新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，機(jī)械制造業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，成為我國(guó)現(xiàn)階段機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，這不僅在很大程度上提高了我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的工作效率，還從根源上推動(dòng)整體機(jī)械制造業(yè)的提升與完善。雖然這些年機(jī)械制造業(yè)發(fā)展取得了明顯提高，但是在發(fā)展進(jìn)程中也存在一些問(wèn)題與漏洞，例如，制造技術(shù)落后、大量能源和資金過(guò)度損耗等缺陷已成為制約機(jī)械制造業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的障礙，特別是大量資源枯竭已成為當(dāng)今世界面臨的共同問(wèn)題。為了應(yīng)對(duì)資源短缺問(wèn)題，可以加入節(jié)能設(shè)計(jì)在機(jī)械制造、高節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用來(lái)減少能源消耗，也可以有效地提高工作效率和質(zhì)量，為機(jī)械制造行業(yè)帶來(lái)了更大的經(jīng)濟(jì)效益，更有效地促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，從而為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的活力[1]。

2節(jié)能設(shè)計(jì)的特征

2.1節(jié)能環(huán)保，公害化程度偏低

我國(guó)工業(yè)崛起階段存在能源大量消耗的問(wèn)題。在這樣的情景下，節(jié)能環(huán)保成為工業(yè)生產(chǎn)階段的熱門話題之一。將節(jié)能理念融合至機(jī)械制造及自動(dòng)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，一方面能較明顯地提高機(jī)械生產(chǎn)及使用效率，另一方面也可減少能耗。節(jié)能理念和機(jī)械制造業(yè)融合后成果顯著，基于該方式制造的產(chǎn)品明顯減少了投用階段的污染物含量，減輕了對(duì)自然環(huán)境形成的污染，同時(shí)降低了企業(yè)公害化程度[2]。

2.2應(yīng)用新型綠色環(huán)保材料

機(jī)械制造行業(yè)自動(dòng)化發(fā)展階段，合理應(yīng)用新型綠色環(huán)保材料是關(guān)鍵一環(huán)。該種材料應(yīng)用階段一定要確保能達(dá)成低能耗和低排放的節(jié)能目標(biāo)。這預(yù)示著生產(chǎn)階段一定要靈活選用材料，充分考慮制造實(shí)踐中所需材料的彈性、塑性及抗沖擊性等指標(biāo)，盡量少用或不用熱量交換過(guò)剩的材料，同時(shí)要關(guān)注材料的回收性和循環(huán)利用性。

3節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造及自動(dòng)化應(yīng)用中的滲透

節(jié)能技術(shù)在機(jī)械制造與自動(dòng)化應(yīng)用中的滲透可以體現(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)方面當(dāng)中，如：從機(jī)械制造的設(shè)計(jì)上、對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇上，不同流程中的不同細(xì)節(jié)都可能會(huì)對(duì)機(jī)械制造過(guò)程中所具有的節(jié)能型產(chǎn)生或多或少的影響，因此機(jī)械制造流程的設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)提升自身對(duì)節(jié)能理念在機(jī)械制造以及自動(dòng)化中的滲透所進(jìn)行的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。

3.1合理選擇環(huán)保型發(fā)動(dòng)機(jī)

發(fā)動(dòng)機(jī)是機(jī)械制造過(guò)程當(dāng)中十分重要的一個(gè)部分，發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程當(dāng)中會(huì)消耗大量的資源，因此，對(duì)他的選擇始終存在于機(jī)械制造節(jié)能設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用當(dāng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的建模數(shù)據(jù)以及他所具有的環(huán)保指數(shù)對(duì)機(jī)械制造的節(jié)能型具有重要的影響。在居民日常的生產(chǎn)與生活過(guò)程當(dāng)中，機(jī)械設(shè)備工作過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的噪音是影響日常生活的一個(gè)重要條件，因此，在發(fā)電機(jī)進(jìn)行選擇時(shí)候，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同發(fā)動(dòng)機(jī)所具有的不同能力來(lái)選擇環(huán)保型的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。

3.2在液壓系統(tǒng)與防滲漏系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的滲透

為了有效提升機(jī)械制造過(guò)程中用到的液壓系統(tǒng)所具有的基本效率，有效減少工作過(guò)程中需要的能量消耗。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)重視液壓系統(tǒng)當(dāng)中的液壓零件以及設(shè)計(jì)的液體油兩個(gè)部分。機(jī)械零件進(jìn)行機(jī)械制造生產(chǎn)的過(guò)程當(dāng)中難免會(huì)產(chǎn)生損耗或是沾染灰塵，從而產(chǎn)生磨損消耗，通過(guò)合理的技能設(shè)計(jì)能夠有效的減少機(jī)械元件產(chǎn)生的損耗，是節(jié)能設(shè)計(jì)理念對(duì)液壓系統(tǒng)以及防滲漏系統(tǒng)的有效滲透。

3.3在工程機(jī)械駕駛室設(shè)計(jì)中的滲透

機(jī)械制造的過(guò)程當(dāng)中難免會(huì)需要一些體型較大的機(jī)械設(shè)備，有些設(shè)備需要駕駛室來(lái)輔助進(jìn)行操作，對(duì)駕駛室進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，可以將駕駛室的玻璃換為防紫外線輻射的玻璃，從而有效避免這些輻射可能會(huì)對(duì)大型機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的影響，同時(shí)能夠保障駕駛室的操作人員能夠在一個(gè)更好的環(huán)境下進(jìn)行日常工作。

3.4機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的滲透

（1）對(duì)于特定的機(jī)械設(shè)備，可以選擇具有不同溫度水平例如熱，溫和冷）的鍛造和壓制方法進(jìn)行處理加工，以滿足設(shè)備應(yīng)用多維度的要求。這個(gè)過(guò)程中，有必要定義每個(gè)處理環(huán)節(jié)的能耗，并根據(jù)能耗的真實(shí)應(yīng)用特征完成綜合選擇。比如，高熱鍛壓機(jī)的能量效率低，因此在鍛壓機(jī)中應(yīng)減少這種方法的頻率。綜上所述，通過(guò)結(jié)合兩種方法的加工，溫鍛具有更顯著的優(yōu)勢(shì)，操作過(guò)程中應(yīng)優(yōu)先考慮此過(guò)程。

（2）機(jī)械制造設(shè)計(jì)中的工藝參數(shù)作用很大，特別是在節(jié)能方面。工程節(jié)能的直接效果受到參數(shù)的設(shè)置的影響。有關(guān)制造系統(tǒng)中電氣交版的定量。比如，軸附件的加工應(yīng)以多種毛坯為首先使用目標(biāo)。所以，在制備工程中，應(yīng)注意坯料成型所需的耗能比，不要沖動(dòng)性的投入大量有效能量。

（3）工藝流程是對(duì)機(jī)械制造過(guò)程的總體控制，減去一些不必要的過(guò)程，可以有效地減少加工時(shí)間，特別是能夠減少工序之間的等待時(shí)間。但是，如果程序設(shè)置尚不合理，就會(huì)增加過(guò)程連接和轉(zhuǎn)換的時(shí)間，加大能量損失，并造成一些不需要的經(jīng)濟(jì)投入。

4機(jī)械制造與自動(dòng)化的發(fā)展方向

隨著我國(guó)工業(yè)化水平的不斷提高，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)械制造的有效結(jié)合提高了機(jī)械的工作效率。但是目前計(jì)算機(jī)的發(fā)展制約了機(jī)械制造與自動(dòng)化的發(fā)展。機(jī)械制造與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展逐漸國(guó)際化和規(guī)范化，與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步為機(jī)械制造與自動(dòng)化提供了良好的基礎(chǔ)，進(jìn)而提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)率，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

結(jié)束語(yǔ)：

近年來(lái)，隨著科技水平的不斷提高，中國(guó)的機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)也在持續(xù)發(fā)展。機(jī)械制造業(yè)雖然給人們的日常生活帶來(lái)了極大的便利，但也會(huì)出現(xiàn)環(huán)境問(wèn)題和資源短缺等相關(guān)問(wèn)題，給人類和自然帶來(lái)了巨大的威脅。因此，節(jié)能設(shè)計(jì)被引入機(jī)械制造及自動(dòng)化行業(yè)，不但能有效地節(jié)約資源，還能提高經(jīng)濟(jì)效益，與此同時(shí)還能降低企業(yè)垃圾及污染物的產(chǎn)生，有效地推動(dòng)產(chǎn)業(yè)更新與升級(jí)。為了進(jìn)一步促進(jìn)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，節(jié)能設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用和實(shí)踐還需要進(jìn)一步發(fā)展和完善。

參考文獻(xiàn)：

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