淺談節(jié)能技術與機械設計及其自動化的結(jié)合

陳澤泉 高偉棟 狐澤寧 高博洋 周春利

摘要：隨著我國科學技術的快速發(fā)展，盡管機械設計制造領域得到了不少先進科技，但是自動化技術的普及程度仍然略有不足，其成本也未能達到理想狀態(tài)，同時成本也未能達到要求。所以當前有關部門對于工業(yè)自動化與機械制造研究的主要方向便是節(jié)能。對于現(xiàn)狀，應該分析機械設計制造及自動化的特點，探討機械設計制造及其自動化中如何與節(jié)能技術結(jié)合，如何在實際應用中體現(xiàn)節(jié)能設計，分析節(jié)能設計在機械制造及其自動化未來的發(fā)展前景，為節(jié)能理念在自動化領域的推廣有所幫助。

關鍵詞：機械設計制造及其自動化;節(jié)能設計;前景

1 機械設計制造及其自動化的特點

機械設計制造及其自動化技術相比于傳統(tǒng)的人力勞動，既可以提高工作效率，還能夠保證生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量，長期穩(wěn)定達到要求。目前已成為機械行業(yè)生產(chǎn)的主要手段，雖然機械制造及自動化技術發(fā)展并不成熟，仍然存在許多問題。但是隨著人們對機械自動化的不斷創(chuàng)新，也促進了機械自動化行業(yè)的發(fā)展，對企業(yè)與國家的經(jīng)濟增長帶來了很大的促進作用。機器設計制造及其自動化有以下幾個特點

（1）安全性能：自動化機械生產(chǎn)設備的分析能力，相比于傳統(tǒng)的機械生產(chǎn)設備更強，當遇到設備故障或者其他事故時，設備就會得到相應的數(shù)據(jù)進行預警，并禁止運轉(zhuǎn)。同時啟動可以避免一定風險的防護系統(tǒng)。（2）機械微型化。機械微循環(huán)不僅體現(xiàn)在體積上。在性能上也存在著一些提升?？s小后的機械不僅便于攜帶，對于機械設計制造及其自動化的發(fā)展具有主要意義。（3）功能多元化，鋼筋機械設計制造及其自動化技術的極大提高，與傳統(tǒng)機械只可用于工業(yè)生產(chǎn)領域相比，各種新型機械被引入到各個領域，對我國機械計算機醫(yī)療，建筑等行業(yè)領域的發(fā)展起到了極大的推進作用。

2 機械設計制造及其自動化的現(xiàn)狀

機械作為工業(yè)發(fā)展的基石，從設計，制造水準和規(guī)模，就可以看出某個國家的科技能力和經(jīng)濟水平。機械制造業(yè)的發(fā)展成為了體現(xiàn)國家工業(yè)化程度社會經(jīng)濟發(fā)展的重要指標。隨著當代社會步入信息化時代，我國的機械設計制造行業(yè)也出現(xiàn)了與時代脫節(jié)的現(xiàn)象，比如資源收集能力差，資源分享速度慢，匯總效率低等問題。同時由于我國可用礦產(chǎn)資源盡管豐富，但是隨著人們對生活質(zhì)量的需求不斷提高，機械制造行業(yè)也面臨了資源不足的問題，所以我國相關部門便大力推行改革，將發(fā)展環(huán)保，綠色節(jié)能的機械制造，作為未來發(fā)展的主流。

3 機械設計制造及其自動化節(jié)能設計需求

3.1 使用綠色環(huán)保的原材料

在機械設計機械自動化中，導致資源匱乏的關鍵因素在于對各種材料的應用。在相關企業(yè)中融入節(jié)能設計理論的過程中，就必須要提到科學開展機械產(chǎn)品節(jié)能設計工作，全力降低自然資源的消耗。

（1）對于容易受到損害的零件進行加工處理，可選擇非金屬材料或者是環(huán)保型材料，避免使用貴重金屬，從源頭上解決資金的不必要投入，同時也能避免稀有資源的過度浪費，與此同時，企業(yè)必須做好檢查和維護工作。即使更換容易出現(xiàn)或者已經(jīng)損壞的零件。對這些替換的零件進行再次加工，并投入到下次使用中，使資源可以得到充分的利用。對于那些不能投入使用的連接，就需要集中處理。對其進行分解，減少對大自然其他資源環(huán)境的影響。

（2）對于零件材料的選擇，應方便資源回收再利用，避免使用不可降解的材料，這種材料不僅不利于回收利用，而且還會對自然環(huán)境帶來不可逆轉(zhuǎn)的危害，所以我們應該選取可降解，可回收，可再生的材料。

3.2 引進全球先進的制作技術

在節(jié)能設計理念與機械設計及其自動化相結(jié)合時。相關企業(yè)必須遵循以下原則

（1）設備使用設備長：在具有高質(zhì)量和低成本的使用原則下，設備應具有較長的使用壽命，只要在機械設計制造過程中可以保證機械設備可以長時間的使用，可以減少對設備資源資金的投入，可以在一定程度上減少經(jīng)濟成本。同時壽命較長的機械設備可以通過減少產(chǎn)品的需求量和產(chǎn)量，在極大的程度上減少產(chǎn)品的報廢數(shù)量的目的，這樣可以有效的減少加工資源，和材料資源的浪費。

（2）質(zhì)量輕：在符合質(zhì)量規(guī)范的基礎上，機械設備在具有較高的質(zhì)量的同時，使用的材料應該相對較少。如今判斷機械制造是否優(yōu)良的關鍵是輕質(zhì)高強，如果想要在運行過程中更加方便，極大程度上降低機械制造中的負載和摸索情況，那么就需要減小相應的設備質(zhì)量。與此同時，如果所用的材料越少，就能更加有效的減少能源的使用，在方便設備運輸?shù)耐瑫r又節(jié)約了礦產(chǎn)資源。

（3）互換性強：在機械設備中所用的零件，國家或者企業(yè)應該具有相應的零件標準，以方便在零件出現(xiàn)損壞或者丟失的情況下，可以短時間內(nèi)在市面上采購到相應的普及的零件，與此同時，互換性越強的零件具有越高的重復使用率。

4 節(jié)能理念在機械設計制造及其自動化的應用

4.1改良結(jié)構(gòu)設計

將節(jié)能設計的概念應用到機械設計制造自動化過程中，首先是優(yōu)化機器的整體結(jié)構(gòu)，要確保它已經(jīng)達到了在整個機器制造過程中節(jié)省能源和保護環(huán)境的最終要求。選擇機器的發(fā)動機是機械制造的核心，要選取了耗能低的發(fā)動機進行生產(chǎn)，從污染控制和能源消耗來看，這樣可以明顯減少了機器設計制造對環(huán)境造成的損害。除了應優(yōu)化結(jié)構(gòu)外，并將節(jié)能概念納入系統(tǒng)設計中。同時，在優(yōu)化設計的同時專注于實現(xiàn)節(jié)能目標。作為進行機械操作的主要場地，機械制造的駕駛室要保障駕駛?cè)藛T的安全。對駕駛室進行合理的規(guī)劃，以便提高駕駛的質(zhì)量和水平。從節(jié)能環(huán)保的理念出發(fā)，設計出安全環(huán)保并且具有高效率的駕駛室，不僅可以提高駕駛室總體的使用效率，還能夠更加完全保證駕駛?cè)藛T的安全。

4.2高效時間安排

在機械設備生產(chǎn)過程中，需要大量的工作人員彼此交流進行配合，這將會導致大量的人力物力和財力以及時間的浪費。在機械設計制造及自動化生產(chǎn)過程中。如若沒有合理的安排工作時間，必將會影響到工作質(zhì)量和工作效率，使得機械的生產(chǎn)時間得到延長。更加嚴重，怎樣會導致機械產(chǎn)品的質(zhì)量大大降低。對此企業(yè)必須對各工作人員的工作時間安排進行合理的計劃，結(jié)合各個企業(yè)自身內(nèi)部情況，對人員的要求要切合實際，有合理的時間規(guī)劃。同時作為設計人員，應該觀察現(xiàn)階段的發(fā)展，有效地對時間安排進行統(tǒng)籌規(guī)劃。結(jié)合實際的制定工作安排計劃。才可以保證長期穩(wěn)定使用的前提下，盡可能縮短機械設計制造的市場，進一步提高工作效率，有效保護環(huán)境。

4.3理念融合的前景

隨著我國社會不斷進步，人們對環(huán)境資源的重視程度也隨之提高，所以大力推行綠色環(huán)保節(jié)能的發(fā)展理念。當然作為國家支柱的機械設計，制造機械自動化技術的發(fā)展，也必然走上了與節(jié)能理念相結(jié)合的路途，所以節(jié)能技術與機械設計制造技術相結(jié)合是必然的。同時隨著計算機技術的不斷興起，未來機械設計制造將與計算機技術相結(jié)合，然后結(jié)合實際通過仿真技術等，可以大大減少在設計制造中出現(xiàn)的問題，從而節(jié)省了時間成本以及其他各方面的能源與資源。未來我國機械設計制造及自動化必將在先進信息技術的支持下，將節(jié)能理念傳達給全球各國。

結(jié)語：

綜上所述，目前我國機械設計制造發(fā)展是非常迅速的，將來必定會被我國經(jīng)濟發(fā)展帶來一定的保障，推動我國其他行業(yè)與領域的發(fā)展。機械設計制造及其自動化的諸多特點，也可以進一步地推動我國工業(yè)的發(fā)展，隨著節(jié)能理念的加入，我國工業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展，在不久必定可以完成。

參考文獻：

[1]魏明輝.探究機械設計制造及其自動化節(jié)能設計理念[J].科技風，2019，（第9期）.

[2] 牟忠凱.機械制造及其自動化設計中節(jié)能設計理念的融入與探索[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2019，（第12期）.

[3] 王傳印，王滿滿，宋勝鵬.關于機械設計制造及其自動化節(jié)能設計理念[J].四川水泥，2020，（第7期）.

中北大學 山西太原 030051