節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造應(yīng)用思考

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

關(guān)鍵詞：節(jié)能設(shè)計(jì)理念；機(jī)械制造；自動化；應(yīng)用

機(jī)械制造業(yè)以往主要采取人工操作的方式控制機(jī)械設(shè)備，在后續(xù)發(fā)展改進(jìn)過程中能夠有效運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)手段，提高機(jī)械制造自動化水平，有效降低人工成本，提高制造效率。但機(jī)械制造自動化也會消耗更多的能源及材料，并不利于機(jī)械制造業(yè)的長遠(yuǎn)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(hù)環(huán)境，有效促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，切實(shí)提升機(jī)械制造及自動化水平，還需要加強(qiáng)對節(jié)能設(shè)計(jì)理念的關(guān)注度，根據(jù)機(jī)械制造及自動化特點(diǎn)及實(shí)際情況制定合適的節(jié)能對策，以達(dá)到節(jié)省能源、減少成本、提高效率的目的。

1節(jié)能設(shè)計(jì)理念的特征分析

對于節(jié)能設(shè)計(jì)理念來說，其主要特征包括以下幾點(diǎn)。①公害化低。將理念與機(jī)械制造及自動化領(lǐng)域有機(jī)融合，對提高機(jī)械生產(chǎn)制造效率及使用水平等方面有積極影響，同時(shí)在有機(jī)融合的情況下，機(jī)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(hù)環(huán)境，又降低了機(jī)械制造業(yè)的公害化程度。②節(jié)能設(shè)計(jì)理念的滲透使得機(jī)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(fèi)，同時(shí)該類材料的剩余材料還可通過回收處理進(jìn)行循環(huán)利用。

2機(jī)械制造及自動化中應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)理念的有效性分析

2.1降低能耗

材料是機(jī)械制造及自動化生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)條件，機(jī)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(dǎo)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(jì)理念，能夠加強(qiáng)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(jī)械制造質(zhì)量，還能有效降低能耗，減少資源的損失和浪費(fèi)，提高機(jī)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(jī)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(jī)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(jì)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(qiáng)的機(jī)械設(shè)備類型，減少能源消耗。在機(jī)械設(shè)備使用過程中也能采取合適的材料對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行降噪處理等操作，提高機(jī)械設(shè)備的使用穩(wěn)定性，減少故障問題的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備使用壽命的有效延長。同時(shí)機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)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(jìn)一步提高機(jī)械制造及自動化的環(huán)保水平。

2.3優(yōu)化流程

機(jī)械制造涉及多個工藝，而節(jié)能設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用可對工藝流程進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，從整體上更好地對機(jī)械制造全過程進(jìn)行節(jié)能管控。比如針對鍛壓工藝來說，在確保能夠達(dá)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(jìn)行有效處理，以提高工藝流程的節(jié)能性，提升機(jī)械制造自動化水平。在實(shí)際優(yōu)化中主要從加工方式、工藝參數(shù)等方面進(jìn)行控制，如以節(jié)能設(shè)計(jì)理念為出發(fā)點(diǎn)，對工藝各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析，設(shè)定最佳參數(shù)，以達(dá)到降低能耗的效果。

2.4提高效率

機(jī)械制造及自動化包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造等多項(xiàng)環(huán)節(jié)，整體周期較長。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念下對材料的使用效率、機(jī)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(fèi)。而應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)理念，能夠?qū)υO(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造等各個環(huán)節(jié)加強(qiáng)重視，對所涉及到的材料、設(shè)備、工藝等進(jìn)行全面考慮，更注重設(shè)計(jì)工作效率和節(jié)能效果，對縮短周期、減少資源浪費(fèi)等方面有重要作用。

3節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造及自動化中的應(yīng)用

3.1正確選擇發(fā)動機(jī)設(shè)備

對于機(jī)械制造來說，發(fā)動機(jī)是十分重要的設(shè)備，且發(fā)動機(jī)在日常運(yùn)行過程中能源消耗量較大，在節(jié)能設(shè)計(jì)理念滲透階段，應(yīng)加強(qiáng)對發(fā)動機(jī)設(shè)備的關(guān)注度，根據(jù)節(jié)能要求正確選擇發(fā)動機(jī)設(shè)備。首先應(yīng)對發(fā)動機(jī)的性能參數(shù)等條件進(jìn)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(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的噪音進(jìn)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(hù)環(huán)境，還應(yīng)根據(jù)發(fā)動機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)及實(shí)際情況，以節(jié)能為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)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(jì)液壓防滲漏系統(tǒng)

機(jī)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(yùn)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(jì)工作開展的內(nèi)容之一。首先設(shè)計(jì)人員需要對液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)參數(shù)、運(yùn)行功能等方面進(jìn)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(jìn)行合理選擇，對液壓油液的純凈度進(jìn)行合理把控，這樣可進(jìn)一步減少內(nèi)部損耗量，對保證設(shè)備運(yùn)行安全、延長設(shè)備使用壽命等方面可起到有效作用，同時(shí)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(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行情況適當(dāng)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(jì)，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(jìn)行調(diào)整改進(jìn)，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(jìn)工程機(jī)械駕駛室

對于工程機(jī)械駕駛室來說，應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)理念主要需對以下幾方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。①對駕駛窗玻璃進(jìn)行改進(jìn)，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(hù)駕駛員的身體健康。②對駕駛室后壁板進(jìn)行改進(jìn)，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(jìn)一步提高駕駛室運(yùn)行的穩(wěn)定安全性。③對駕駛室內(nèi)空調(diào)進(jìn)行改進(jìn)，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(hù)環(huán)境。

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

4.1增強(qiáng)節(jié)能意識，優(yōu)化機(jī)械設(shè)備

首先應(yīng)充分意識到應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)理念，優(yōu)化改進(jìn)機(jī)械制造加工及自動化應(yīng)用對機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的重要意義，以形成正確的觀念，增強(qiáng)節(jié)能意識，為后續(xù)機(jī)械設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有力支撐。其次在優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容。①在選擇時(shí)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(diǎn)的設(shè)備類型，如排量小、能耗低、噪音小等。②機(jī)械設(shè)備在使用過程中也應(yīng)對其運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)管控，對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行方式、使用時(shí)間等合理調(diào)整，以切實(shí)提高機(jī)械設(shè)備的使用節(jié)能性。③機(jī)械設(shè)備故障問題是影響機(jī)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(jì)效果，還應(yīng)對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性進(jìn)行關(guān)注，以及根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況采取相應(yīng)的改進(jìn)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(dá)到降低成本、保護(hù)機(jī)械設(shè)備的目的。另外，還應(yīng)依據(jù)機(jī)械設(shè)備的類型等條件制定維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃，實(shí)時(shí)對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行了解，對老舊設(shè)備及時(shí)更換，保證其運(yùn)行安全。

4.2選用環(huán)保材料，提高節(jié)能效果

機(jī)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(jī)械制造企業(yè)在材料采購時(shí)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(shí)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(jì)理念，應(yīng)從材料入手，對其采購及使用等環(huán)節(jié)加強(qiáng)優(yōu)化管控。①材料采購。根據(jù)機(jī)械制造及自動化實(shí)際情況選擇各項(xiàng)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(jìn)行材料的使用，同時(shí)也應(yīng)根據(jù)各個機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況合理采取環(huán)保型材料，對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行噪音、運(yùn)行能耗等方面進(jìn)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(jìn)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(jìn)加工工藝，降低能源消耗

完善優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用效果，還應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)加工工藝，根據(jù)機(jī)械制造及自動化實(shí)際要求選擇設(shè)計(jì)正確合理的加工工藝，這樣才能達(dá)到減少能耗、保護(hù)環(huán)境的目的。①設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)重視節(jié)能設(shè)計(jì)理念，以此為依據(jù)和導(dǎo)向，展開加工工藝的設(shè)計(jì)工作，對所需使用的材料、零部件等進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。同時(shí)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(shí)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(dá)成節(jié)能目標(biāo)。②注重加工方式的設(shè)計(jì)選擇。如在零部件加工時(shí)，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(jì)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(jì)人員可適當(dāng)減少冷卻油的使用量，以達(dá)到節(jié)約能源的效果。③設(shè)計(jì)人員在對各個加工工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jìn)行合理規(guī)劃和有效設(shè)計(jì)，保證各加工工藝能夠有序連接，避免因存在空檔時(shí)間而產(chǎn)生資源浪費(fèi)。

4.4應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，做好人員培訓(xùn)

針對先進(jìn)技術(shù)來說，機(jī)械制造及自動化應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)理念期間，應(yīng)積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)手段，運(yùn)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(jìn)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(xiàng)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(shí)際制造進(jìn)行檢查。其次利用虛擬模型有助于設(shè)計(jì)人員對產(chǎn)品的各個數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出存在的問題或待改進(jìn)之處，在產(chǎn)品生產(chǎn)前對其改進(jìn)不僅可降低產(chǎn)品的不合格率，還能避免資源浪費(fèi)。另外，在機(jī)械制造及自動化應(yīng)用期間，也應(yīng)合理使用先進(jìn)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(jìn)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(jī)械制造節(jié)能效果的關(guān)鍵條件，所以在節(jié)能設(shè)計(jì)理念滲透應(yīng)用階段，也應(yīng)做好人員的培訓(xùn)工作。首先應(yīng)加強(qiáng)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(jī)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(xùn)內(nèi)容，通過專業(yè)培訓(xùn)促進(jìn)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(yùn)用于產(chǎn)品實(shí)際設(shè)計(jì)、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(jī)制，能夠?qū)ぷ魅藛T的日常操作行為進(jìn)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(jī)械制造及自動化的應(yīng)用發(fā)展對提高社會經(jīng)濟(jì)水平等方面有積極推動作用，但其也會造成較為嚴(yán)重的能源浪費(fèi)及環(huán)境污染問題。所以為有效控制和改善此類情況，促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，還應(yīng)加強(qiáng)注重節(jié)能環(huán)保，滲透節(jié)能設(shè)計(jì)理念，并基于該理念，對機(jī)械設(shè)備、材料、系統(tǒng)、加工工藝等多個方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、開展人員培訓(xùn)等方式進(jìn)一步提高機(jī)械制造加工及自動化應(yīng)用的節(jié)能效果，為機(jī)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(xué)院