自動(dòng)化與節(jié)能設(shè)計(jì)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

趙純勇

摘要：伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，制造業(yè)整體取得了較大的進(jìn)步，并且全面向著機(jī)械制造及其自動(dòng)化的方向發(fā)展，但在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中，機(jī)械制造及其自動(dòng)化沒(méi)有應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)理念，造成了非常嚴(yán)重的能源浪費(fèi)現(xiàn)象?，F(xiàn)代社會(huì)發(fā)展將面臨著能源衰竭、自然環(huán)境惡化等問(wèn)題。所以，機(jī)械制造及其自動(dòng)化的發(fā)展必須將節(jié)能設(shè)計(jì)和綠色發(fā)展的理念、技術(shù)，充分應(yīng)用到機(jī)械制造及其自動(dòng)化的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可最大化實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源的合理運(yùn)用，從而提升社會(huì)效益。

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

引言

本文將以節(jié)約能源的設(shè)計(jì)理念為核心出發(fā)點(diǎn)，在充分考慮行業(yè)現(xiàn)狀的前提下，系統(tǒng)地闡述機(jī)械制造與自動(dòng)化的基本特征，深入探討機(jī)械制造與自動(dòng)化的基本情況及未來(lái)前景，在此基礎(chǔ)上提出了切實(shí)可行的節(jié)能設(shè)計(jì)的理念與方法，更大程度上促進(jìn)了機(jī)械制造和自動(dòng)化生產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，從而達(dá)到緩解能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的目的。

1節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造以及自動(dòng)化生產(chǎn)當(dāng)中的優(yōu)勢(shì)分析

在機(jī)械制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)理念，可以最大程度上節(jié)約生產(chǎn)資源和生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展。節(jié)能設(shè)計(jì)包括自然環(huán)境設(shè)計(jì)、環(huán)保意識(shí)設(shè)計(jì)以及生態(tài)設(shè)計(jì)等不同的部分，其核心目的是為了對(duì)生產(chǎn)和制造機(jī)械產(chǎn)品的各類(lèi)資源進(jìn)行合理的可循環(huán)使用，減少機(jī)械生產(chǎn)對(duì)于自然環(huán)境產(chǎn)生的不良影響。在對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)品進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要盡可能地滿足可回收、再利用和可拆裝等基本要求，這是實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)的核心，也是節(jié)能設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用基礎(chǔ)。在我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品主要考慮的屬性是其使用壽命和功能特性，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先要進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品市場(chǎng)的整體情況進(jìn)行發(fā)展分析，再進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的圖紙繪制和設(shè)計(jì)方案的確定，并且在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，還需要不斷對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改、審核，每次都需要經(jīng)過(guò)審批和管理人員的簽字同意，才能繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)工作。在這樣的生產(chǎn)模式下，傳統(tǒng)的機(jī)械制造工藝在機(jī)械設(shè)計(jì)和正式生產(chǎn)過(guò)程，耗費(fèi)的時(shí)間、精力和資源量都非常巨大，而且機(jī)械生產(chǎn)的產(chǎn)品后續(xù)拆卸工作往往非常困難，回收難度也較大，甚至很多機(jī)械制造產(chǎn)品在報(bào)廢之后就無(wú)法進(jìn)行回收和再利用，這就導(dǎo)致機(jī)械制造工作對(duì)自然環(huán)境造成的負(fù)面影響比較大，會(huì)嚴(yán)重破壞自然生態(tài)環(huán)境。所以，在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，融入節(jié)能設(shè)計(jì)理念，根據(jù)節(jié)能設(shè)計(jì)需求合理選擇生產(chǎn)資源，不僅能夠加快機(jī)械制造工作的效率，還能夠降低對(duì)于自然環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響，同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源的有效、合理使用，科學(xué)降低生產(chǎn)成本，從而滿足可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)需求。

2自動(dòng)化與節(jié)能設(shè)計(jì)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

2.1優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)

（1）對(duì)于特定的機(jī)械設(shè)備，可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)行加工，以滿足設(shè)備應(yīng)用多維度的要求。在此過(guò)程中，必須確定各處理環(huán)節(jié)的能耗，并根據(jù)能耗的實(shí)際應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行綜合選擇。例如，高熱鍛壓機(jī)能效低，應(yīng)降低鍛壓機(jī)使用該方法的頻率。溫、鍛結(jié)合的加工方法具有較大的優(yōu)越性，在操作過(guò)程中可優(yōu)先考慮這一工藝。（2）在機(jī)械制造設(shè)計(jì)中，工藝參數(shù)優(yōu)化是十分重要的工作。關(guān)于電子交版的制造系統(tǒng)定量。例如，對(duì)軸附件的加工應(yīng)該先用到多個(gè)毛坯。因此，在制備工程中，應(yīng)注意坯料成型所需的耗能比，不能沖擊性的投入大量的有效能量。（3）做好工藝流程的控制十分關(guān)鍵，控制加工時(shí)間。然而，如果程序的設(shè)置不合理，則會(huì)增加連接和轉(zhuǎn)換的時(shí)間，增大能量損耗，產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)投入。

2.2全面分析機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)成本需求

在對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，必須要重視前期設(shè)計(jì)工作的重要性，只有科學(xué)、合理、完善的機(jī)械設(shè)計(jì)，才能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的有效生產(chǎn)。在機(jī)械設(shè)計(jì)工作初期，需要把機(jī)械制造產(chǎn)品后續(xù)使用過(guò)程中的回收和再利用機(jī)制融入到機(jī)械設(shè)計(jì)工作的考慮范圍之內(nèi)，根據(jù)生產(chǎn)成本需求以及節(jié)能設(shè)計(jì)理論，全面設(shè)計(jì)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造流程，從根本上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源的節(jié)約。總之，在對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，需要先對(duì)生產(chǎn)成本進(jìn)行考慮，將生產(chǎn)污染的處理排放、機(jī)械制造產(chǎn)品的回收和再利用以及污染性較強(qiáng)的生產(chǎn)資源的替代資源等因素，全面納入到生產(chǎn)成本的需求分析過(guò)程中，從而有效設(shè)計(jì)出節(jié)能的機(jī)械制造產(chǎn)品。

2.3合理規(guī)劃，優(yōu)化機(jī)械生產(chǎn)的設(shè)計(jì)流程

在機(jī)械生產(chǎn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要時(shí)刻注意機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)管理、制造特點(diǎn)、制造成本，盡可能選擇具有穩(wěn)定性強(qiáng)、運(yùn)行效率高、性能較好的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。在實(shí)際機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中，內(nèi)部零件的數(shù)量和性質(zhì)是能耗的重要因素，并且零部件數(shù)量越多、形狀越復(fù)雜，他們之間存在的阻力就越大，和能耗產(chǎn)生的影響成正比。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員盡可能選擇一些零部件較少、形狀簡(jiǎn)單的設(shè)備，在確保生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，減少能源消耗，完成節(jié)能減耗的目標(biāo)。但由于機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)很容易受到外界因素的影響，比如溫度、濕度、含氧量等，為了確保生產(chǎn)環(huán)境穩(wěn)定性，相關(guān)人員要嚴(yán)格管理生產(chǎn)環(huán)境，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，都要對(duì)設(shè)備的能耗和環(huán)境影響進(jìn)行分析和控制，從而最大程度提高能源利用率。

2.4優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)

我們?cè)趯?shí)施機(jī)械制造的過(guò)程當(dāng)中，一定要注重節(jié)能和效率這兩方面，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化也是節(jié)能理念的有效體現(xiàn)。比如，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用來(lái)說(shuō)，應(yīng)該著重考慮發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)能源的損耗問(wèn)題。對(duì)于一個(gè)工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)是主要的核心所在，是整個(gè)機(jī)械動(dòng)力有效的輸出環(huán)節(jié)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，一定要選擇性能好并且環(huán)保性強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，避免產(chǎn)生很多的噪音或者是污染。這樣在進(jìn)行實(shí)際的機(jī)械操作過(guò)程當(dāng)中，不僅可以很好地提升效率，同時(shí)也可以避免機(jī)械操作給環(huán)境帶來(lái)的傷害。整個(gè)操作系統(tǒng)的液壓部分也要實(shí)施全新的改進(jìn)，主要是為了讓液壓系統(tǒng)能夠處于長(zhǎng)期的清潔狀態(tài)。首先應(yīng)該選擇質(zhì)量較好的潤(rùn)滑油，這樣可以有效地避免潤(rùn)滑油中出現(xiàn)很多雜質(zhì)，從最根本上確保清潔性。在換油的過(guò)程當(dāng)中，我們可以將換油的時(shí)間進(jìn)行有效地延長(zhǎng)，這樣可以有效地降低系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，同時(shí)也要對(duì)液壓管道的改進(jìn)進(jìn)行預(yù)處理，針對(duì)一些老化腐蝕問(wèn)題進(jìn)行有效地處理，避免出現(xiàn)管道破裂對(duì)環(huán)境造成的污染。操控室在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，不僅要注重安全性，同時(shí)也要注重環(huán)保性能。比如說(shuō)，我們可以選擇一些封閉式較好的能夠?qū)ψ贤饩€形成有效遮擋的玻璃，空調(diào)要選擇無(wú)氟的，應(yīng)該多添加一些色彩和元素，確保操作員有效地提高工作效率。同時(shí)給整個(gè)操控室添加自動(dòng)加脂裝置，因?yàn)槭謩?dòng)操作的過(guò)程會(huì)耗費(fèi)我們大量的精力和時(shí)間，同時(shí)在加入的過(guò)程當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)油液漏出的現(xiàn)象，如果和空氣出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的接觸，也會(huì)造成二次污染。因此我們要增添自動(dòng)加脂裝置。

2.5實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的再利用和可拆裝設(shè)計(jì)分析

為了設(shè)計(jì)出較為節(jié)能同時(shí)質(zhì)量可靠的機(jī)械產(chǎn)品，需要對(duì)其再利用性和可拆裝性進(jìn)行優(yōu)化分析，為了有效節(jié)約生產(chǎn)成本，同時(shí)減少生產(chǎn)資源浪費(fèi)現(xiàn)象，就必須將再利用性、可回收性和可拆裝性納入到機(jī)械制造產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，重點(diǎn)突出產(chǎn)品的再利用性和可拆裝性，通過(guò)循環(huán)利用的生產(chǎn)、使用和再利用設(shè)計(jì)，對(duì)生產(chǎn)資源進(jìn)行循環(huán)合理的利用，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)理念的基本要求 。

結(jié)語(yǔ)

將節(jié)能設(shè)計(jì)理念融入機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)當(dāng)中，不僅能提高設(shè)備生產(chǎn)資源利用率，或許還能減低機(jī)械生產(chǎn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，從而實(shí)現(xiàn)降低能耗的作用。生產(chǎn)制造企業(yè)要注重機(jī)械自動(dòng)化加工、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)等環(huán)境的實(shí)際情況，優(yōu)化加工流程，選擇環(huán)保能力較強(qiáng)的材料，促進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)和設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展要求。

參考文獻(xiàn)

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