機械設(shè)計制造及其自動化的節(jié)能設(shè)計思想探討

成茹

摘要：隨著國內(nèi)的工業(yè)迅速發(fā)展，機械設(shè)計制造及其及自動化技術(shù)取得了很好的發(fā)展，使得中國漸漸享有了“世界制造工廠”的稱譽。但是和發(fā)達國家相比，國內(nèi)的機械設(shè)計制造及自動化技術(shù)相對落后，雖然隨著自動化技術(shù)的普及，降低了制造成本和提高了工作效率，但是傳統(tǒng)的機器在運行過程中對能源的消耗比較大，因此，根據(jù)機械自動化設(shè)備的能源消耗來制定節(jié)能設(shè)計是目前迫切需要解決的問題，本文主要根據(jù)節(jié)能設(shè)計的需求，分析節(jié)能設(shè)計理念、優(yōu)化策略以及自動化未來的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計;自動化;節(jié)能設(shè)計

0? 引言

隨著機械化制造及其自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的人力生產(chǎn)變成了機械生產(chǎn)模式，提高了工作效率和收益，降低了制造成本，但是，隨著工廠規(guī)模的擴大，大量的使用機械自動化設(shè)備，傳統(tǒng)的機械自動化設(shè)備對能源的消耗較高，初期的機械制造自動化設(shè)備僅僅考慮的是自動化操作，忽略了對能源的節(jié)能設(shè)計，因此，針對能源消耗的問題，有效的制定節(jié)能設(shè)計，運用到機械設(shè)計自動化技術(shù)中，不斷的完善機械制造自動化技術(shù)[1]，一方面彌補了資源消耗大的缺陷，另一方面對能源的節(jié)省上也有巨大的貢獻。從而進一步提高工廠企業(yè)的收益，推動國家機械制造自動化技術(shù)的發(fā)展。

1? 機械自動化的特點

機械制造自動化技術(shù)在目前的工業(yè)發(fā)展中廣泛使用，一方面是因為這種技術(shù)機械制造的效率能大幅提供，另一方面還能在提高生產(chǎn)效率的同時保障產(chǎn)品的質(zhì)量。因此機械制造自動化技術(shù)的出現(xiàn)對工業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的幫助，促進了整個工業(yè)經(jīng)濟的進步。

機械制造自動化設(shè)備對于傳統(tǒng)的機械制造設(shè)備而言，具備智能化和自動化的優(yōu)點。例如在機械制造自動化設(shè)備運行中，如果發(fā)生故障等問題，機械制造自動化設(shè)備會自動暫停，并發(fā)出警報，提醒工作人員通知維修部或維修人員進行查看，而一些程序上的問題，或者流程上的故障，機械制造自動化設(shè)備會記錄故障并自行修復問題，減少了修復的時間，保證了制造流程的順利進行，相比之下的傳統(tǒng)機械制造設(shè)備，一旦出了問題，必須要耗費大量的時間進行修復，不僅降低了工作效率還對工廠造成了一定的經(jīng)濟損失。

傳統(tǒng)的機械制造往往局限于工業(yè)制造上，相比之下，機械制造自動化設(shè)備的應(yīng)用范圍逐漸廣泛，適用于各個領(lǐng)域，例如在醫(yī)療設(shè)施上，機械制動化技術(shù)的應(yīng)用對醫(yī)療設(shè)施提升帶來非常重要的幫助[2]，此外還有建筑行業(yè)中的自動化攪拌機、農(nóng)業(yè)中的自動收割機、珠寶行業(yè)的自動化切割機等。機械制造自動化技術(shù)給各個行業(yè)帶來了有效的幫助，但是，需要注意的是，雖然優(yōu)點十分多，但是也存在著部分的缺點需要改進和完善。

2? 節(jié)能設(shè)計

2.1 材料選取

對于機械制造自動化設(shè)備的制造上應(yīng)當選取環(huán)保型的材料，做到低功耗、低排放等節(jié)能、環(huán)保的要求。選取的材料不能一味的以低功耗為主，還需要考慮到材料的實用性、耐用性，比如環(huán)保材料的彈性、硬度、耐久等指標都需要著重考慮，經(jīng)過嚴格嚴格的分析篩選之后，選取最適合的環(huán)保材料進行制造。此外，為了發(fā)揮節(jié)能設(shè)計的理念，對于設(shè)備的回收也需要進行考慮，例如針對設(shè)備材料的二次回收再利用等，通過材料的選取方面對機械制造自動化設(shè)備的節(jié)能進行考慮。

2.2 節(jié)能理念

想要將節(jié)能設(shè)計理念更好的融入機械制造自動化技術(shù)中，需要對質(zhì)量、使用時間、應(yīng)用范圍等多個方向進行綜合考慮。比如機械設(shè)備節(jié)能設(shè)計而言，一個經(jīng)過機能設(shè)計的機械制造自動化設(shè)備[3]，如果使用時間長、質(zhì)量輕、還適用廣泛，一方面是因為質(zhì)量輕也就意味著能源消耗功率低，使用時間長相當于對設(shè)備的節(jié)能，另一方面也因機械制造設(shè)備的使用時間長，對設(shè)備的生產(chǎn)材料的消耗也是一定程度上的節(jié)能。因此，綜合考慮下且適用范圍廣泛的機械制造自動化設(shè)備不僅能有效的延遲設(shè)備使用壽命和減少能源消耗，還對產(chǎn)品的更換率進行了優(yōu)化考量。

3? 節(jié)能設(shè)計對于機械制造自動化的應(yīng)用和改善對策

3.1 機械設(shè)計制造自動化的改善

機械制造自動化設(shè)備在制造出來之前往往先對其進行設(shè)計。因此，在設(shè)計的時候，就需要對能源、耗材、效率等方面進行多方位的考慮，在設(shè)計方面做到預先判斷，降低能源消耗、耗材等，提高設(shè)備的運行效率。例如，對于發(fā)電機的選取上面，優(yōu)先選用油耗低、高效率的設(shè)備。液壓系統(tǒng)的設(shè)計需要注意可能發(fā)生的滲漏問題對環(huán)境的影響，避免出現(xiàn)此類情況。在油耗上的設(shè)計考量也需要選擇環(huán)保油料[4]，進而對整個液壓系統(tǒng)的管道起到有抗腐蝕的作用，避免使用劣質(zhì)、普通油料導致管理老化、產(chǎn)生泄露等。在設(shè)計完之后，可以利用計算機的虛擬化實驗，模擬運行機械制造自動化設(shè)備，防止機械制造自動化設(shè)備在投入生產(chǎn)的時候才發(fā)現(xiàn)缺陷，帶來不必要的經(jīng)濟損失。

3.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

一般情況下的機械部件構(gòu)造和最終使用的效果是有著必然的聯(lián)系。例如機械制造自動化設(shè)備的冗余功能，不僅對制造生產(chǎn)沒有實際作用，還對設(shè)備造成了一定的資源浪費。因此，想要提升機械制造自動化設(shè)備的功能、結(jié)構(gòu)科學性和實用性，就需要對其進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，保障每個功能在實際生產(chǎn)中能夠發(fā)揮實際作用，減少不必要的設(shè)計和功能，有效的較少設(shè)備資源的浪費。例如，一些機械制造自動化設(shè)備的功能按鈕有兩個，需要操作員同時按下兩個按鈕才能使用設(shè)備，這種功能對于機械制造自動化設(shè)備而言，過于累贅和重復設(shè)計，造成了一定程度上的資源浪費。

3.3 選材優(yōu)化

在機械制造自動化設(shè)備的制造材料上，優(yōu)先選擇環(huán)?？苫厥盏牟牧?。不僅能使得機械制造自動化設(shè)備變得的科學化，做到了節(jié)能設(shè)計的理念和效果，還在一定程度上減少了經(jīng)濟的投入。傳統(tǒng)的機械制造設(shè)備在材料的選取上，往往有限考慮的是設(shè)備的制造上，忽略了節(jié)能設(shè)計，使用功耗較高的材料，這種設(shè)計制造出來的機械制造設(shè)備不僅使用是壽命短，設(shè)備還不能進行二次回收利用，對企業(yè)和工業(yè)的發(fā)展帶來的不必要的資源浪費和經(jīng)濟損失。例如使用PETE塑料作為機械制造自動化設(shè)備的材料，這種環(huán)保材料可以進行再次回收利用，經(jīng)過回收之后，由設(shè)備進行高溫融化，再利用切粒機將其切碎之后，就可以再次進行合成使用。

4? 機械制造自動化技術(shù)未來發(fā)展

機械制造自動化技術(shù)的發(fā)展離不開節(jié)能設(shè)計理念的融合，以及計算機應(yīng)用技術(shù)對其的幫助。目前的機械制造自動化設(shè)計往往都是通過計算機的虛擬技術(shù)模擬設(shè)計并運行，而隨著數(shù)字化制造技術(shù)的不斷進步，機械制造自動化的技術(shù)也在不斷完善和發(fā)展[5]，由此可見，機械制造自動化未來的發(fā)展將會趨向規(guī)模化、國際化，這就要求對其自身技術(shù)的不斷完善，結(jié)合節(jié)能設(shè)計的理念，降低材料、能源等消耗，提高企業(yè)、工廠的經(jīng)濟收益。

5? 總結(jié)

綜上所述，機械制造自動化技術(shù)需要結(jié)合節(jié)能理念不斷的完善，節(jié)能設(shè)計融入之后，將對企業(yè)、工業(yè)發(fā)展帶來巨大的幫助，為我國環(huán)境保護和降低能源消耗上做貢獻，推動我國可持續(xù)目標的實現(xiàn)，促進經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻：

[1]韓佳軒.節(jié)能設(shè)計理念在機械制造及其自動化設(shè)計中的融入[J].湖北農(nóng)機化，2020（1）：72.

[2]趙東寅.節(jié)能設(shè)計理念在機械制造及其自動化設(shè)計中的融入與探索[J].南方農(nóng)機，2019，50（22）：276.

[3]李萌.機械設(shè)計制造自動化的特點優(yōu)勢及發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2019，9（2）：116-117.

[4]樊俊開.機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（003）：152.

[5]馬騰飛.我國機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展方向分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（7）：67.