淺論節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造與自動(dòng)化中的應(yīng)用

艾昊添

摘 要：近年來(lái)我國(guó)工業(yè)高速發(fā)展，成為"世界制造工廠(chǎng)"，工業(yè)生產(chǎn)量逐年增高，龐大的生產(chǎn)需求量也促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)模式的改變?？萍嫉陌l(fā)展使工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷改進(jìn)，機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)成為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的普遍模式，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，節(jié)能理念也逐漸應(yīng)用到機(jī)械制造和自動(dòng)化中，對(duì)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)深入推進(jìn)具有十分重要的作用。本文將分別從設(shè)計(jì)優(yōu)化、材料選擇以及工藝技術(shù)等幾個(gè)方面對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)理念在我國(guó)機(jī)械制造與自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：節(jié)能設(shè)計(jì)；機(jī)械制造；自動(dòng)化

機(jī)械制造與自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用使得原有的工業(yè)生產(chǎn)模式得到改變，其在提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率、推動(dòng)各行業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)也給生態(tài)環(huán)境造成了巨大壓力。機(jī)械制造與自動(dòng)化在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用使得能源的消耗量增大，工業(yè)生產(chǎn)量越大，資源的消耗量也就越大，再加上目前我國(guó)的機(jī)械制造與自動(dòng)化發(fā)展水平不算很高，一定程度上造成了資源過(guò)度使用的情況，一些能源得不到完全消耗，導(dǎo)致資源能源浪費(fèi)。因此，對(duì)于節(jié)能設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造與自動(dòng)化中的應(yīng)用研究是改進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)，提高機(jī)械制造水平的重要前提。

一、優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

（1）選用低公害發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的主要?jiǎng)恿?，也是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中最大的一個(gè)組件，發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量對(duì)機(jī)械運(yùn)行的效率和環(huán)境的影響都有十分重要的作用。因此在進(jìn)行機(jī)械制造時(shí)要選擇性能優(yōu)質(zhì)、質(zhì)量較高的發(fā)動(dòng)機(jī)，要注重發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)保性能的選擇，采用環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)能夠減小機(jī)械運(yùn)作過(guò)程中產(chǎn)生的噪音，降低噪聲污染，同時(shí)還能夠減少機(jī)械生產(chǎn)時(shí)所需要的能源消耗，降低廢氣廢水的排放量，提升能源利用率，避免資源浪費(fèi)的情況，還可以提高機(jī)械的運(yùn)行效率，提高機(jī)械生產(chǎn)的產(chǎn)量，增強(qiáng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力，這些都為實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造環(huán)保理念制造了前提，大大減輕了生態(tài)環(huán)境因機(jī)械生產(chǎn)所承受的壓力。

（2）改良液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。保持液壓系統(tǒng)的高效傳動(dòng)首先要保證液壓系統(tǒng)的清潔，不僅在油料選擇上做到嚴(yán)格把握，設(shè)計(jì)師們?cè)趯?duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還要徹底清除油液中的微塵垃圾雜質(zhì)以及磨損物，這就能保證液壓系統(tǒng)的清潔，換油的時(shí)間間隔被延長(zhǎng)很多，從而有效降低液壓系統(tǒng)的故障發(fā)生率，延長(zhǎng)了機(jī)器壽命，配件更新率大大降低，嚴(yán)格控制了液壓系統(tǒng)的污染。因此，改良設(shè)計(jì)液壓管的選擇上應(yīng)使用密封優(yōu)良、防老化能力突出、耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)管路，盡量使用硬管代替軟管，降低軟管的損壞與廢棄量，減少因管道破裂而造成的環(huán)境污染。

（3）駕駛室的改良設(shè)計(jì)。在駕駛室的改良設(shè)計(jì)中，可以采用經(jīng)減震降噪處理的、防紫外線(xiàn)輻射玻璃的全密封整體式“安全環(huán)保型”駕駛室，駕駛室內(nèi)可配備環(huán)保無(wú)氟型冷暖空調(diào)，設(shè)計(jì)基于PO PS和FOPS技術(shù)的安全駕駛室，并充分運(yùn)用人體工學(xué)設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)過(guò)程中融入多元化美觀(guān)合理的色調(diào)搭配，在保障司機(jī)安全的基礎(chǔ)上，視覺(jué)疲勞得到有效緩解，工作環(huán)境得到有效改善，從而能有力提高作業(yè)效率。

（4）自動(dòng)加脂裝置的設(shè)計(jì)。目前潤(rùn)滑脂的加注工作還是多以傳統(tǒng)手動(dòng)注入方式為主，這種傳統(tǒng)手動(dòng)注入方式既耗時(shí)又費(fèi)力。與此同時(shí)，手動(dòng)注入過(guò)程中還會(huì)溢出大量油液，這就或多或少的造成了環(huán)境污染?；诖耍O(shè)計(jì)一款機(jī)械自動(dòng)加脂裝置系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)備的定時(shí)自動(dòng)加脂。如設(shè)計(jì)一個(gè)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，來(lái)定時(shí)自動(dòng)完成對(duì)各鉸銷(xiāo)的黃油加注操作，事先計(jì)算并設(shè)定好對(duì)黃油量的控制，既能保證各鉸銷(xiāo)的油量充足，還能避免溢出油液，造成浪費(fèi)，既方便還比較環(huán)保。

二、選用環(huán)保材料，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

（1）如果想要提高機(jī)械的環(huán)保性能就做到在機(jī)械制造的每一個(gè)環(huán)節(jié)的注重環(huán)保理念的植入，環(huán)保材料的使用是提高機(jī)械制造與自動(dòng)化環(huán)保性的重要基礎(chǔ)。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)一定要盡可能使用可再生或可回收的環(huán)保原料，這樣做可以從根源上減少機(jī)械制造產(chǎn)生的污染，避免能源和資源浪費(fèi)。在進(jìn)行機(jī)械制造與自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)也應(yīng)該注意材料的可降解性、可回收性和可再生性，這些材料的運(yùn)用可以減少生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體排放量，還可以使原材料得到完全使用和循環(huán)利用，降低工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染；另外還要注意不能使用有害材料和有毒材料進(jìn)行生產(chǎn)，這樣會(huì)使得有害物質(zhì)排放量增加，造成環(huán)境質(zhì)量的下降，使得機(jī)械制造與自動(dòng)化的環(huán)保性能無(wú)法實(shí)現(xiàn)?？偠灾?，注重機(jī)械生產(chǎn)中環(huán)保材料的運(yùn)用是環(huán)保設(shè)計(jì)理念在機(jī)械制造與自動(dòng)化中應(yīng)用的一種表現(xiàn)。

（2）在機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中盡量考慮輕重量、低能耗、長(zhǎng)壽命原則。通常產(chǎn)品的壽命得到有效延長(zhǎng)就等于說(shuō)是降低了機(jī)器產(chǎn)品的報(bào)廢率，意味著機(jī)械的產(chǎn)品產(chǎn)量也相應(yīng)的減少了。同時(shí)，降低機(jī)械產(chǎn)品的能耗也能減少污染，提高了環(huán)保效率。出于降低材料能耗的角度，適度減輕機(jī)械產(chǎn)品的重量，并從環(huán)境的負(fù)荷對(duì)于機(jī)械的要求方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)符合環(huán)境通用標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械構(gòu)件的通用性。

（3）在機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中還應(yīng)考慮到零件報(bào)廢以后的污染處理成本。設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，報(bào)廢以后的污染處理問(wèn)題常常被忽視，應(yīng)積極采用一些低環(huán)保負(fù)荷、綜合成本最小化的材料。盡量避免使用含氯橡膠、氟利昂、石棉和樹(shù)脂等類(lèi)型的材料。

三、改進(jìn)制作工藝，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

（1）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。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。

（2）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(guò)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(guò)當(dāng)中的能耗影響也很明顯。所以，在設(shè)計(jì)過(guò)程中既要保證產(chǎn)品的基本性能，也要盡可能簡(jiǎn)化零件，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、減小機(jī)械提及、減少零件數(shù)量。

四、機(jī)械制造及其自動(dòng)化技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)械制造及其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展離不開(kāi)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)水平的不斷提高。目前機(jī)械制造及其自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用合作日益國(guó)際化、大規(guī)模化，這就要求與自動(dòng)化相關(guān)的計(jì)算機(jī)集成和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要全面發(fā)展，與國(guó)際接軌，跟上世界步伐。同時(shí)，數(shù)字化制造技術(shù)在機(jī)械制造及其自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用也成為未來(lái)節(jié)能技術(shù)的必經(jīng)之路。節(jié)能環(huán)保理念在機(jī)械制造及其自動(dòng)化技術(shù)當(dāng)中的引入，必將使得機(jī)械制造及其自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用更加全面，提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)的發(fā)展。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著工業(yè)生產(chǎn)量的逐漸提升和機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，我國(guó)的能源浪費(fèi)問(wèn)題日趨嚴(yán)峻，導(dǎo)致能源迅速枯竭，將環(huán)保理念融入到機(jī)械制造與自動(dòng)化生產(chǎn)中的刻不容緩。將節(jié)能設(shè)計(jì)理念與機(jī)械制造和自動(dòng)化生產(chǎn)模式相結(jié)合有利于提高我國(guó)機(jī)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(guó)的環(huán)境保護(hù)工作順利開(kāi)展和持續(xù)深入提供保證是保證，能夠有效推動(dòng)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)繼續(xù)全面發(fā)展。

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