節(jié)能設(shè)計理念在機械制造應(yīng)用思考

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摘要：機械制造及自動化對工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展有積極推動作用，但機械制造及其自動化生產(chǎn)過程中涉及大量的材料及機械設(shè)備，會產(chǎn)生較高的能源消耗問題。而想要推動機械制造業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，提高機械制造及自動化的應(yīng)用水平，還需要加強注重環(huán)境及能源消耗問題，能夠滲透節(jié)能設(shè)計理念，強化該理念的應(yīng)用效果，并根據(jù)實際情況和發(fā)展需求制定優(yōu)化策略，以提高機械制造及自動化與節(jié)能的融合度，推動機械制造業(yè)的長遠發(fā)展。文章就節(jié)能設(shè)計理念在機械制造及自動化中的應(yīng)用作出分析，提出幾點建議，以供參考。

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

機械制造業(yè)以往主要采取人工操作的方式控制機械設(shè)備，在后續(xù)發(fā)展改進過程中能夠有效運用先進技術(shù)手段，提高機械制造自動化水平，有效降低人工成本，提高制造效率。但機械制造自動化也會消耗更多的能源及材料，并不利于機械制造業(yè)的長遠發(fā)展，且還會對環(huán)境穩(wěn)定造成不良影響。所以為更好地保護環(huán)境，有效促進機械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，切實提升機械制造及自動化水平，還需要加強對節(jié)能設(shè)計理念的關(guān)注度，根據(jù)機械制造及自動化特點及實際情況制定合適的節(jié)能對策，以達到節(jié)省能源、減少成本、提高效率的目的。

1節(jié)能設(shè)計理念的特征分析

對于節(jié)能設(shè)計理念來說，其主要特征包括以下幾點。①公害化低。將理念與機械制造及自動化領(lǐng)域有機融合，對提高機械生產(chǎn)制造效率及使用水平等方面有積極影響，同時在有機融合的情況下，機械生產(chǎn)制造過程中能源大量消耗問題明顯得到改善，且污染物含量大幅度減少，既能夠更好地保護環(huán)境，又降低了機械制造業(yè)的公害化程度。②節(jié)能設(shè)計理念的滲透使得機械制造及自動化發(fā)展過程中更注重對新型綠色環(huán)保材料的使用。這類材料的有效使用可替代部分稀有資源，減少資源浪費，同時該類材料的剩余材料還可通過回收處理進行循環(huán)利用。

2機械制造及自動化中應(yīng)用節(jié)能設(shè)計理念的有效性分析

2.1降低能耗

材料是機械制造及自動化生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)條件，機械制造過程中會消耗大量的金屬材料，但很多金屬材料屬于稀有資源，若長期使用會導致資源數(shù)量大幅度減少，對環(huán)境穩(wěn)定等方面會產(chǎn)生不利影響。而應(yīng)用節(jié)能設(shè)計理念，能夠加強注重原材料的參數(shù)性能，將具有環(huán)保性的材料代替相關(guān)原材料，不僅能夠保證機械制造質(zhì)量，還能有效降低能耗，減少資源的損失和浪費，提高機械制造業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的可行性和穩(wěn)定性。

2.2延長壽命

機械制造及自動化領(lǐng)域除原材料會影響其生產(chǎn)質(zhì)量外，機械設(shè)備的性能及使用穩(wěn)定性也會對其生產(chǎn)質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。而應(yīng)用節(jié)能設(shè)計理念，能夠在符合質(zhì)量要求的情況下選擇能耗低、環(huán)保性較強的機械設(shè)備類型，減少能源消耗。在機械設(shè)備使用過程中也能采取合適的材料對機械設(shè)備進行降噪處理等操作，提高機械設(shè)備的使用穩(wěn)定性，減少故障問題的產(chǎn)生，實現(xiàn)機械設(shè)備使用壽命的有效延長。同時機械設(shè)備的穩(wěn)定運行，也能降低對周邊環(huán)境的不良影響，保證周邊環(huán)境的安全，進一步提高機械制造及自動化的環(huán)保水平。

2.3優(yōu)化流程

機械制造涉及多個工藝，而節(jié)能設(shè)計理念的應(yīng)用可對工藝流程進行優(yōu)化改進，從整體上更好地對機械制造全過程進行節(jié)能管控。比如針對鍛壓工藝來說，在確保能夠達到鍛壓效果的情況下，工作人員可選用鍛溫的方式對材料進行有效處理，以提高工藝流程的節(jié)能性，提升機械制造自動化水平。在實際優(yōu)化中主要從加工方式、工藝參數(shù)等方面進行控制，如以節(jié)能設(shè)計理念為出發(fā)點，對工藝各項參數(shù)進行計算分析，設(shè)定最佳參數(shù)，以達到降低能耗的效果。

2.4提高效率

機械制造及自動化包括設(shè)計、生產(chǎn)、制造等多項環(huán)節(jié)，整體周期較長。傳統(tǒng)設(shè)計理念下對材料的使用效率、機械設(shè)備的使用性能等方面缺少考慮，這種情況下不僅難以控制制造效率，還會引發(fā)大量的資源浪費。而應(yīng)用節(jié)能設(shè)計理念，能夠?qū)υO(shè)計、生產(chǎn)、制造等各個環(huán)節(jié)加強重視，對所涉及到的材料、設(shè)備、工藝等進行全面考慮，更注重設(shè)計工作效率和節(jié)能效果，對縮短周期、減少資源浪費等方面有重要作用。

3節(jié)能設(shè)計理念在機械制造及自動化中的應(yīng)用

3.1正確選擇發(fā)動機設(shè)備

對于機械制造來說，發(fā)動機是十分重要的設(shè)備，且發(fā)動機在日常運行過程中能源消耗量較大，在節(jié)能設(shè)計理念滲透階段，應(yīng)加強對發(fā)動機設(shè)備的關(guān)注度，根據(jù)節(jié)能要求正確選擇發(fā)動機設(shè)備。首先應(yīng)對發(fā)動機的性能參數(shù)等條件進行有效考慮，盡可能選擇具有低能耗、低排量性能的規(guī)格型號。其次還需要對發(fā)動機運行中產(chǎn)生的噪音進行合理優(yōu)化調(diào)整，控制噪音以降低其對周邊環(huán)境及生產(chǎn)車間的影響力度。最后為更好地保護環(huán)境，還應(yīng)根據(jù)發(fā)動機的運行特點及實際情況，以節(jié)能為出發(fā)點，設(shè)計空氣供給裝置（如圖1所示），這樣能夠更好地減少能耗，降低污染。

3.2優(yōu)化設(shè)計液壓防滲漏系統(tǒng)

機械制造及自動化加工應(yīng)用過程中，液壓防滲漏系統(tǒng)也是十分重要的組成結(jié)構(gòu)，但以往該系統(tǒng)在運行期間也會產(chǎn)生較高的能耗，所以也應(yīng)作為節(jié)能設(shè)計工作開展的內(nèi)容之一。首先設(shè)計人員需要對液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)參數(shù)、運行功能等方面進行了解，在保證該系統(tǒng)功能可正常使用的情況下，基于節(jié)能理念對液壓元件進行合理選擇，對液壓油液的純凈度進行合理把控，這樣可進一步減少內(nèi)部損耗量，對保證設(shè)備運行安全、延長設(shè)備使用壽命等方面可起到有效作用，同時也能通過降低排放量的方式降低對環(huán)境的污染力度。其次針對液壓防滲漏方面，還可根據(jù)實際系統(tǒng)運行情況適當減少用油量，以降低滲漏問題的發(fā)生。另外，還應(yīng)注重液壓管的設(shè)計，基于節(jié)能理念，對液壓管的抗震性能、密封性能、抗腐蝕性能等性能參數(shù)進行調(diào)整改進，避免液壓管在安裝及后續(xù)使用過程中出現(xiàn)變形、破裂等問題。

3.3改進工程機械駕駛室

對于工程機械駕駛室來說，應(yīng)用節(jié)能設(shè)計理念主要需對以下幾方面進行優(yōu)化改進。①對駕駛窗玻璃進行改進，盡可能選擇具有防輻射、防紫外線等作用的玻璃材質(zhì)，更好地保護駕駛員的身體健康。②對駕駛室后壁板進行改進，可選擇瀝青型阻尼材料等類型的材料降低后壁板震動程度，減少后壁板噪音。這樣不僅符合節(jié)能理念，還能進一步提高駕駛室運行的穩(wěn)定安全性。③對駕駛室內(nèi)空調(diào)進行改進，可選擇無氟型空調(diào)，并設(shè)置自動化調(diào)控裝置，能夠根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)駕駛室內(nèi)溫度，既能節(jié)省能耗，又可保護環(huán)境。

4機械制造及自動化中應(yīng)用節(jié)能設(shè)計理念的優(yōu)化完善對策

4.1增強節(jié)能意識，優(yōu)化機械設(shè)備

首先應(yīng)充分意識到應(yīng)用節(jié)能設(shè)計理念，優(yōu)化改進機械制造加工及自動化應(yīng)用對機械制造業(yè)發(fā)展的重要意義，以形成正確的觀念，增強節(jié)能意識，為后續(xù)機械設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計提供有力支撐。其次在優(yōu)化設(shè)計機械設(shè)備時，應(yīng)加強注意以下幾點內(nèi)容。①在選擇時應(yīng)在其符合使用要求的情況下盡可能選擇具有節(jié)能特點的設(shè)備類型，如排量小、能耗低、噪音小等。②機械設(shè)備在使用過程中也應(yīng)對其運行狀況進行實時管控，對機械設(shè)備的運行方式、使用時間等合理調(diào)整，以切實提高機械設(shè)備的使用節(jié)能性。③機械設(shè)備故障問題是影響機械制造及自動化應(yīng)用水平的關(guān)鍵因素，且不同類型的故障問題也會對設(shè)備本身及周邊環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響。所以為更好地突出節(jié)能設(shè)計效果，還應(yīng)對機械設(shè)備的運行穩(wěn)定性進行關(guān)注，以及根據(jù)設(shè)備的實際情況采取相應(yīng)的改進措施。如可通過更換液壓系統(tǒng)組件材質(zhì)的方式延長防滲漏系統(tǒng)的使用壽命，以達到降低成本、保護機械設(shè)備的目的。另外，還應(yīng)依據(jù)機械設(shè)備的類型等條件制定維護保養(yǎng)計劃，實時對機械設(shè)備的運行狀況進行了解，對老舊設(shè)備及時更換，保證其運行安全。

4.2選用環(huán)保材料，提高節(jié)能效果

機械制造及自動化加工應(yīng)用過程中會使用到大量的材料，目前很多機械制造企業(yè)在材料采購時還以傳統(tǒng)能源為主要材料，且對于使用后的廢棄材料也不能有效處理和實現(xiàn)循環(huán)利用，這種情況下不僅會增加能耗，還會引發(fā)環(huán)境污染問題。所以基于節(jié)能設(shè)計理念，應(yīng)從材料入手，對其采購及使用等環(huán)節(jié)加強優(yōu)化管控。①材料采購。根據(jù)機械制造及自動化實際情況選擇各項參數(shù)條件滿足要求的材料，并在此基礎(chǔ)上從滿足條件的材料類型中選出具有節(jié)能性的材料。②材料使用。按要求規(guī)范進行材料的使用，同時也應(yīng)根據(jù)各個機械設(shè)備的運行狀況合理采取環(huán)保型材料，對機械設(shè)備的運行噪音、運行能耗等方面進行改善。③材料處理。對于使用后的廢棄材料，應(yīng)妥善規(guī)范地進行材料的回收處理，提高材料的二次利用效果，降低材料成本，避免廢棄材料對周邊環(huán)境的危害。

4.3改進加工工藝，降低能源消耗

完善優(yōu)化節(jié)能設(shè)計理念的應(yīng)用效果，還應(yīng)進一步改進加工工藝，根據(jù)機械制造及自動化實際要求選擇設(shè)計正確合理的加工工藝，這樣才能達到減少能耗、保護環(huán)境的目的。①設(shè)計人員應(yīng)加強重視節(jié)能設(shè)計理念，以此為依據(jù)和導向，展開加工工藝的設(shè)計工作，對所需使用的材料、零部件等進行規(guī)劃設(shè)計。同時針對加工產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來說，應(yīng)盡可能提高產(chǎn)品內(nèi)外結(jié)構(gòu)的簡單性，這樣在后期加工時可減少零部件所需的資源，也能控制故障問題的產(chǎn)生，對延長設(shè)備壽命、穩(wěn)定自動化應(yīng)用效果有積極影響，可有效達成節(jié)能目標。②注重加工方式的設(shè)計選擇。如在零部件加工時，可使用的加工方式包括熱鍛壓、冷鍛壓、溫鍛壓三種，但不同的加工方式所產(chǎn)生的能耗和污染也不同，像冷鍛壓能耗低，污染大；熱鍛壓能耗低，污染小。設(shè)計人員需要基于加工質(zhì)量及節(jié)能環(huán)保等條件綜合考慮，選擇最佳的加工方式。又或者針對零件冷卻工藝來說，設(shè)計人員可適當減少冷卻油的使用量，以達到節(jié)約能源的效果。③設(shè)計人員在對各個加工工藝進行優(yōu)化設(shè)計后，還應(yīng)做好統(tǒng)籌安排工作，對具體的加工順序、加工要求等進行合理規(guī)劃和有效設(shè)計，保證各加工工藝能夠有序連接，避免因存在空檔時間而產(chǎn)生資源浪費。

4.4應(yīng)用先進技術(shù)，做好人員培訓

針對先進技術(shù)來說，機械制造及自動化應(yīng)用節(jié)能設(shè)計理念期間，應(yīng)積極引進先進技術(shù)手段，運用大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等軟件系統(tǒng)對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行模擬、處理和分析。首先利用數(shù)字化技術(shù)可將產(chǎn)品的各項數(shù)據(jù)信息錄入系統(tǒng)，經(jīng)處理形成虛擬模型，這種虛擬模型可減少資源的消耗，無法實際制造進行檢查。其次利用虛擬模型有助于設(shè)計人員對產(chǎn)品的各個數(shù)據(jù)進行分析，找出存在的問題或待改進之處，在產(chǎn)品生產(chǎn)前對其改進不僅可降低產(chǎn)品的不合格率，還能避免資源浪費。另外，在機械制造及自動化應(yīng)用期間，也應(yīng)合理使用先進技術(shù)設(shè)備，搭建相應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)管理平臺，對產(chǎn)品加工制造過程進行自動化監(jiān)督管控，也可從一定程度上減少質(zhì)量問題的產(chǎn)生，提高制造效率及節(jié)能效果。人員的專業(yè)能力水平是影響機械制造節(jié)能效果的關(guān)鍵條件，所以在節(jié)能設(shè)計理念滲透應(yīng)用階段，也應(yīng)做好人員的培訓工作。首先應(yīng)加強節(jié)能理念的宣傳力度，讓工作人員都能夠了解到節(jié)能理念應(yīng)用于機械制造及自動化的有效作用，以形成正確的觀念及態(tài)度。其次根據(jù)產(chǎn)品加工制造流程、節(jié)能要求等條件制定培訓內(nèi)容，通過專業(yè)培訓促進工作人員能夠掌握更多專業(yè)知識和節(jié)能方法，將其有效運用于產(chǎn)品實際設(shè)計、加工及制造中。最后為保證制造效率及節(jié)能效果，還應(yīng)建立相應(yīng)的考核管理機制，能夠?qū)ぷ魅藛T的日常操作行為進行監(jiān)督檢查，以提高工作人員的工作規(guī)范性。

5結(jié)語

綜上所述，機械制造及自動化的應(yīng)用發(fā)展對提高社會經(jīng)濟水平等方面有積極推動作用，但其也會造成較為嚴重的能源浪費及環(huán)境污染問題。所以為有效控制和改善此類情況，促進機械制造業(yè)的長遠發(fā)展，還應(yīng)加強注重節(jié)能環(huán)保，滲透節(jié)能設(shè)計理念，并基于該理念，對機械設(shè)備、材料、系統(tǒng)、加工工藝等多個方面進行優(yōu)化設(shè)計，通過引進先進技術(shù)、開展人員培訓等方式進一步提高機械制造加工及自動化應(yīng)用的節(jié)能效果，為機械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供推力。

作者:劉富民 單位:鹽城工學院