淺析節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造與自動(dòng)化中的運(yùn)用

1、    淺析節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造與自動(dòng)化中的運(yùn)用    梅永琴摘要：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷推動(dòng)著勞動(dòng)生產(chǎn)力提高，讓人們的生活方式由最開始的手工勞動(dòng)，逐步發(fā)展為簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工具和具有簡(jiǎn)單功能的機(jī)械。隨后蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)使利用大規(guī)模的機(jī)械從事生產(chǎn)活動(dòng)成為了可能。再到集成電路和大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，讓自動(dòng)化生產(chǎn)成為了制造業(yè)的常態(tài)，并且朝著智能化的方向發(fā)展。這種技術(shù)進(jìn)步帶來的生產(chǎn)效率突飛猛進(jìn)的提高，從根本上改變了社會(huì)面貌和人們的生產(chǎn)、生活方式。本文主要探討了節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造與自動(dòng)化中的運(yùn)用。關(guān)鍵詞：節(jié)能設(shè)計(jì)理念；機(jī)械制造；自動(dòng)化1節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造

2、與自動(dòng)化中的必要性與傳統(tǒng)的工業(yè)制造模式相比，通過節(jié)能設(shè)計(jì)，對(duì)人們的生活環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境、生存環(huán)境都有一定的改善，具體優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：首先可以節(jié)約資源，實(shí)現(xiàn)資源的回收再利用。機(jī)械制造與自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)主要包含了對(duì)自然環(huán)境的設(shè)計(jì)、生態(tài)環(huán)境的設(shè)計(jì)、環(huán)境意識(shí)的設(shè)計(jì)等一些方面，通過節(jié)能設(shè)計(jì)不僅可以實(shí)現(xiàn)在工業(yè)發(fā)展過程中對(duì)環(huán)境的保護(hù)，減少環(huán)境污染，還可以通過節(jié)能設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)廢機(jī)械的回收再利用，這也是節(jié)約資源的一個(gè)途徑。其次可以進(jìn)一步減少對(duì)工業(yè)建設(shè)的投資，優(yōu)化資源配置。機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)發(fā)展需要人們投入大量的人力、物力、資金，通過節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用，可以改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，有效配置資源，大大減少對(duì)本行業(yè)的后期投入量，進(jìn)而

3、取得更多的經(jīng)濟(jì)效益。再次能夠促進(jìn)人類與環(huán)境的和諧發(fā)展。環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展是我國(guó)建設(shè)必須遵從的基本原則，通過節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用，對(duì)資源與環(huán)境都能起到很好的保護(hù)作用，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)社會(huì)和諧發(fā)展，也為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的綠色發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2我國(guó)機(jī)械制造與自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)的自動(dòng)化機(jī)械制造起步較發(fā)達(dá)國(guó)家晚，技術(shù)相對(duì)落后，導(dǎo)致與發(fā)達(dá)國(guó)家制造的產(chǎn)品在質(zhì)量、可靠度方面都有很大差距，競(jìng)爭(zhēng)力方面沒有優(yōu)勢(shì)可言。國(guó)外的機(jī)械制造技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展得很完善，目前正朝著智能、環(huán)保的方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)的企業(yè)在這方面還存在很大的差距。國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)該積極嘗試與國(guó)際接軌，目前有些企業(yè)通過加強(qiáng)與國(guó)際公司的交流或建立跨國(guó)

4、公司，已經(jīng)使自身的技術(shù)水平取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，機(jī)械制造的自動(dòng)化程度也越來越高，縮短了與國(guó)外企業(yè)的差距。但是在最前沿的智能、環(huán)保領(lǐng)域還沒有跟上國(guó)際的步伐。這需要我國(guó)的企業(yè)改變發(fā)展理念以及國(guó)家相關(guān)政策的積極扶持，只有通過持續(xù)不斷的發(fā)展及投入，才能在這些領(lǐng)域發(fā)展出我國(guó)企業(yè)特有的競(jìng)爭(zhēng)力。3節(jié)能設(shè)計(jì)理念運(yùn)用于機(jī)械制造與自動(dòng)化的有效途徑3.1優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇。發(fā)動(dòng)機(jī)作為機(jī)械工程系統(tǒng)中的核心組成部分，其噪音和排放的氣體對(duì)環(huán)境造成很大的污染，因此選用環(huán)保型的低污染、低公害的發(fā)動(dòng)機(jī)能夠有效緩解這種情況，將油耗與排量降到最低，同時(shí)還能夠提升機(jī)械的動(dòng)力系統(tǒng)，提高工作效率。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的正常

5、運(yùn)行是機(jī)械高效運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障，而保證液壓傳動(dòng)系統(tǒng)正常工作的首要任務(wù)就是保證其清潔度，除了對(duì)油料的選擇嚴(yán)格把控外，在液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上也要堅(jiān)持節(jié)能的原則，徹底清除油液中的磨損物、微塵、雜質(zhì)，延長(zhǎng)換油間隔，降低故障發(fā)生率，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。另外在選擇液壓管時(shí)要挑選密閉性好，耐腐蝕，抗老化的管材，減少因管道破裂而造成的環(huán)境污染。自動(dòng)加脂裝置的設(shè)計(jì)。目前潤(rùn)滑脂的加注工作多賴以人工操作，手動(dòng)注入耗時(shí)費(fèi)力又難免造成溢油現(xiàn)象，不僅浪費(fèi)了資源，對(duì)環(huán)境也造成了污染，基于此設(shè)計(jì)一款自動(dòng)加脂裝置實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑脂定時(shí)定量的自動(dòng)填加，既方便又環(huán)保。3.2優(yōu)化材料的選擇機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，選擇環(huán)保、可回收的材料是節(jié)約能源的一個(gè)

6、重要方面。機(jī)械制造過程中一直固有的理念是：為了保證設(shè)備的使用壽命和功能，通常都是要選擇更好的材料或者是要采用更加厚重的結(jié)構(gòu)。但是隨著進(jìn)一步的研究，通過對(duì)各個(gè)構(gòu)件的受力分析各個(gè)構(gòu)件的受力特點(diǎn)，可以有針對(duì)性地對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，降低材料等級(jí)或者減少使用量。比如受扭矩的圓柱狀結(jié)構(gòu)，通過受力分析就可以發(fā)現(xiàn)承受的扭力都集中在圓柱的外圍部分，圓柱中心位置受到的扭力很小，這樣就可以將圓柱簡(jiǎn)化為空心結(jié)構(gòu)，在能夠承受的扭力不變的情況下減少材料使用，減輕設(shè)備重量。此外，一些結(jié)構(gòu)用零件一定要采用比較容易裝配和分解的大模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在選用材料的過程中應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選取可回收、易分解、能再生，而且在加工過程中不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有

7、害的“三廢”的材料以及其在報(bào)廢后對(duì)環(huán)境污染最小的材料。3.3優(yōu)化制作工藝因地制宜，參考外部環(huán)境選擇加工工藝。在單個(gè)零件的眾多加工工藝當(dāng)中應(yīng)考慮到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的匹配。比如零件的鍛壓工藝，可以選擇冷鍛壓方式，也可以選擇溫鍛壓方式，還可以選擇熱鍛壓方式，其中熱鍛壓工藝能源利用效率要低于冷鍛壓和溫鍛壓方式，但是選用冷鍛壓工藝對(duì)環(huán)境的危害要比熱鍛壓和溫鍛壓工藝高，所以溫鍛壓工藝將在日后廣泛被應(yīng)用。對(duì)于現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。眾所周知，機(jī)器結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)零件越少，制造過程所需的能耗就會(huì)越低。同時(shí)，機(jī)械設(shè)計(jì)中零件的形狀對(duì)于制造過當(dāng)中的能耗影響也很明顯。所以，在設(shè)計(jì)過程中既要保證產(chǎn)品的基本性能，也要盡可能簡(jiǎn)化零件

8、，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、減小機(jī)械提及、減少零件數(shù)量。對(duì)于工藝工序的合理安排。在節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，對(duì)加工工序進(jìn)行合理有效的調(diào)整，優(yōu)化工藝方法的選擇，也能實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。例如：冷軋薄板的生產(chǎn)由于冷軋過程中鋼板要經(jīng)受塑性變形，必須經(jīng)過退火處理才能適于復(fù)雜的成形加工。3.4設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程的節(jié)能機(jī)械設(shè)備在制造完畢后，就是在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的消耗能源，利用先進(jìn)的完全智能化的管理系統(tǒng)，可以控制運(yùn)轉(zhuǎn)過程中實(shí)時(shí)消耗的能量。智能化的管理系統(tǒng)可以控制大到整個(gè)生產(chǎn)線小到每個(gè)開關(guān)，通過各種先進(jìn)的傳感器實(shí)施收集生產(chǎn)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)生產(chǎn)設(shè)備令其同生產(chǎn)負(fù)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(yùn)轉(zhuǎn)，其他的部分設(shè)備是在需要的時(shí)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(jī)的狀態(tài)，通過及時(shí)關(guān)閉不需要的設(shè)備并讓必須待機(jī)的設(shè)備運(yùn)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。4結(jié)束語綜上所述，鑒于機(jī)械制造對(duì)于我國(guó)工業(yè)發(fā)展的重要性，將節(jié)能理念應(yīng)用于機(jī)械制造與自動(dòng)化具有十分重要的意義，通過分析我國(guó)機(jī)械制造與自動(dòng)化的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，并針對(duì)現(xiàn)存問題從機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料的選用、工藝優(yōu)化的角度入手，從而提高機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展獻(xiàn)力。參考文獻(xiàn)：1節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造及