關(guān)于機械設(shè)計制造及其自動化節(jié)能設(shè)計理念

李澄燁　謝俊杰　程潤昌

摘要：隨著計算機互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，逐步成為了人們生活不可或缺的一部分，科技的進步極大地促使傳統(tǒng)的機械制造業(yè)不斷引進信息技術(shù)設(shè)備，進行自動化升級改造，機械制造與自動化的設(shè)計中，應(yīng)用節(jié)能理念，能夠克服傳統(tǒng)產(chǎn)品和工藝技術(shù)的不足。目前，我國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)得到了前所未有的創(chuàng)新發(fā)展，機械自動化技術(shù)以及現(xiàn)代節(jié)能科技已經(jīng)在我國各行業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，不僅從根本上提高現(xiàn)代機械生產(chǎn)制造的整體質(zhì)量和效率，還大大節(jié)約了我國資源能源的整體使用效益。

關(guān)鍵詞：機械制造;自動化;節(jié)能設(shè)計理念;效益

1機械設(shè)計制造及其自動化節(jié)能設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的不斷發(fā)展，更多的將計算機集成技術(shù)運用到了機械制造業(yè)中，使機械制造很好的與自動化相結(jié)合，機械制造業(yè)的自動化，使其更加快速"安全地完成作業(yè)，極大地推進了機械制造業(yè)的快速發(fā)展，效率高成為現(xiàn)在機械制造及其自動化的一個代名詞。機械制造及其自動化雖以極快的速度發(fā)展起來，并且起到了很好的帶動作用，但是應(yīng)當(dāng)注意到，我國的機械制造及其自動化仍然處于初級階段，需要從各方面去發(fā)展。另一方面，我國的機械制造與自動化起步比較晚，許多技術(shù)不是很成熟，與發(fā)達國家相比，存在很大的差距。需要在技術(shù)上去追趕，同樣由于技術(shù)上的落后，產(chǎn)品質(zhì)量往往不是很好，需要在產(chǎn)品質(zhì)量上進一步加強。這是我國現(xiàn)階段機械制造及其自動化的發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)該看到進步，但更重要的應(yīng)該是看到不足，進一步發(fā)展它的技術(shù)。

將節(jié)能理念融入到傳統(tǒng)的設(shè)計理念后，設(shè)計人員在進行設(shè)計時會充分考慮到材料的使用效率，在設(shè)計時會促進材料使用效率提高，同時注意機械性能的提升，減少對能源的消耗，有利于提高對能源與材料的使用率，達到節(jié)能的目標(biāo)。利用節(jié)能設(shè)計理念對傳統(tǒng)的設(shè)計理念進行相應(yīng)改變，主要考慮產(chǎn)品的性能，尋找合適的材料對原有工藝進行改良，可以有效縮短機械產(chǎn)品從設(shè)計到生產(chǎn)的周期，提高了設(shè)計工作效率。利用節(jié)能設(shè)計理念，機械在使用過后可將其回收利用，從而實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，大大提高了資源的利用率，也實現(xiàn)了對生態(tài)的保護，避免機械報廢后對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的影響，進而推動我國機械制造與自動化方面實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展特點及未來趨勢

我國機械設(shè)計制造及其自動化雖然起步較晚，但是發(fā)展迅速，自動化的設(shè)備越來越先進，技術(shù)越來越完善，在生產(chǎn)過程中，幾乎全部靠機器來完成。許多復(fù)雜的工藝都是由機械來代替人工制作，有的大型生產(chǎn)車間，甚至只需要一名技術(shù)人員就能完成全部工作，這就是通過機械進行自動化生產(chǎn)的。當(dāng)下，機電一體化技術(shù)、計算機技術(shù)、智能化技術(shù)的大力發(fā)展與有效應(yīng)用，更是很好地提高了生產(chǎn)效率，大大縮減了人力成本。機械設(shè)計制造及其自動化能夠解決現(xiàn)代工程領(lǐng)域中各個復(fù)雜性技術(shù)問題，幫助人們輕松完成作業(yè)。機械設(shè)計制造及其自動化已成為裝備制造業(yè)、汽車工業(yè)、材料工業(yè)、機電產(chǎn)品、建筑工程等工業(yè)技術(shù)的龍頭，主要實現(xiàn)產(chǎn)品的智能化制造來輔助各行業(yè)的發(fā)展。機械設(shè)計制造及其自動化呈現(xiàn)未來發(fā)展趨勢：智能化方向、高度信息化管理、微電子化發(fā)展、節(jié)能生產(chǎn)模式。

3機械設(shè)計制造及其自動化中節(jié)能設(shè)計理念的應(yīng)用

減少不必要的能源消耗。傳統(tǒng)的制造工藝通常都是使用冷鍛與熱鍛。冷鍛的過程都是在低于回復(fù)溫度下進行，冷鍛可以保證尺寸精度，并且表面粗糙度好、勞動條件好、生產(chǎn)效率高，但是由于在加工過程中金屬的變形抗力大、塑性差并積聚有殘余內(nèi)應(yīng)力，需中間退火后才能繼續(xù)變形。熱鍛的溫度在再結(jié)晶溫度以上，這就需要對材料再加熱和采用相應(yīng)的加熱設(shè)備?？梢园l(fā)現(xiàn)冷鍛和熱鍛都需要再加熱的過程，這就造成了能源消耗增加。與之相比，采用溫鍛工藝，制造過程在相對較低的溫度下進行，也不需要二次加熱到較高的溫度，可以節(jié)省大量的能源消耗。作為長遠的發(fā)展方向，制造廠應(yīng)該同金屬材料生產(chǎn)廠商合作，將生產(chǎn)出來的材料直接熱送到加工車間，充分利用生產(chǎn)工序中的余熱，這樣既回收了材料本身的熱量，還免去了二次加熱過程，一舉兩得。

節(jié)能設(shè)計環(huán)節(jié)的引入。在設(shè)計和制作設(shè)施時，應(yīng)該選擇一些相對比較環(huán)保、低負荷等材料，這樣不但可以減少成本的使用，而且可以將設(shè)備報廢之后產(chǎn)生的污染以及處理污染的時間和工作量減少。選擇的材料不能夠具有太強的專門性，不能只是個別設(shè)備可以使用，應(yīng)該選擇一些通用性較強的材料，將機械設(shè)備的設(shè)計不斷的優(yōu)化，提高設(shè)計的質(zhì)量，而且要將滿足生態(tài)環(huán)境、符合節(jié)能設(shè)計理念作為基礎(chǔ)，將機械設(shè)備進行優(yōu)化，保證其可以符合環(huán)境設(shè)計的要求。

智能化系統(tǒng)的運用。智能化的管理系統(tǒng)可以控制大到整個生產(chǎn)線小到每個開關(guān)，通過各種先進的傳感器實施收集生產(chǎn)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，動態(tài)地調(diào)節(jié)生產(chǎn)設(shè)備令其同生產(chǎn)負荷相適應(yīng)，用最小的能源消耗來滿足生產(chǎn)需求。以制造業(yè)的一般生產(chǎn)線來講，通常只是某一部分的設(shè)備需要一直運轉(zhuǎn)，其他的部分設(shè)備是在需要的時候才使用。這些設(shè)備有的可以直接關(guān)閉，有的需要保持在待機的狀態(tài)，通過及時關(guān)閉不需要的設(shè)備并讓必須待機的設(shè)備運轉(zhuǎn)在最小消耗下，這就可以減少不必要的能源消耗，降低生產(chǎn)成本。

總結(jié)：

將節(jié)能設(shè)計理念與機械制造和自動化生產(chǎn)模式相結(jié)合有利于提高我國機械化生產(chǎn)的效率，降低能源和資源消耗，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，為我國的環(huán)境保護工作順利開展和持續(xù)深入提供保證是保證，能夠有效推動我國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)，促進我國經(jīng)濟繼續(xù)全面發(fā)展。機械制造自動化節(jié)能理念的實現(xiàn)，重點就是節(jié)能減排，優(yōu)化相關(guān)的機械制造環(huán)節(jié)的設(shè)計，從根本上縮減機械制造所使用的能源與原材料，推動我國的機械制造向著現(xiàn)代化的方向發(fā)展。

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