機械制造自動化中節(jié)能設計理念的應用

張海鑫 寇阿慧 陳世健

摘要：近年來，我國的工業(yè)化進程有了很大進展，對機械設備的應用也越來越廣泛。機械設備在資源與能源消耗過程中扮演了最關(guān)鍵的角色，從節(jié)能視角優(yōu)化機械制造與自動化技術(shù)的應用，對實現(xiàn)資源環(huán)境的保護目標至關(guān)重要。本文簡要介紹了機械制造行業(yè)的發(fā)展歷程及趨勢，闡述了自動控制、通信等技術(shù)提升產(chǎn)品性能、運行效率以及優(yōu)化工業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)流程等方面的關(guān)鍵作用，進而探討了在機械設備的設計、制造過程中如何運用節(jié)能設計理念。

關(guān)鍵詞：自動化;機械制造;節(jié)能理念

隨著我國現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，機械制造行業(yè)在生產(chǎn)能力和自動化應用方面也有了明顯的進步，有力地推動了我國的國民經(jīng)濟建設。與此同時，機械制造行業(yè)作為傳統(tǒng)的高能耗型行業(yè)，其在生產(chǎn)制造以及自動化應用的過程中不僅會消耗大量的能源，而且還會對環(huán)境造成嚴重的污染，而這也是制約我國機械制造行業(yè)實現(xiàn)長期可持續(xù)性發(fā)展的一個關(guān)鍵因素。因此必須從機械制造的設計環(huán)節(jié)入手，從而實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，促進機械制造行業(yè)的綠色發(fā)展。

1機械制造及其自動化現(xiàn)狀

我國現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，機械制造業(yè)占據(jù)著重要地位，是我國經(jīng)濟中的支柱產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)代科技水平發(fā)展迅速，推動機械制造業(yè)向自動化方向發(fā)展。機械制造及自動化，促使現(xiàn)代生產(chǎn)效率提升，同時制造業(yè)生產(chǎn)的水平、質(zhì)量也得到明顯提升。但就現(xiàn)階段而言，我國機械制造的發(fā)展模式依然相對陳舊，存在高能耗、低產(chǎn)出的特征，在機械制造發(fā)展中自動化的效果雖然能夠提升制造水平，但在能耗方面的優(yōu)化是多數(shù)企業(yè)不曾重視的部分。我國人均能源遠低于世界平均能源值，總量雖大，但因為技術(shù)限制，能源開采的難度提升，社會開始重視節(jié)能減排。在這樣的背景下，我國機械制造與自動化對于節(jié)能設計的需求極為迫切，這不僅是生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效益的要求，也是現(xiàn)代社會發(fā)展的趨勢。

2節(jié)能設計理念的優(yōu)勢

我國經(jīng)濟的快速發(fā)展以及科學技術(shù)水平的發(fā)展，促進了我國機械化的發(fā)展和設計，節(jié)能設計理念使現(xiàn)代機械發(fā)展成為未來的一種發(fā)展趨勢。通過節(jié)能設計理念在機械制造和自動化中的應用可以讓有限的能源得到循環(huán)的使用，把機械制造和自動化過程中對環(huán)境造成的污染減少到最低，這樣可以在提高我國機械化生產(chǎn)效率的基礎上把對環(huán)境的污染減少到最低，實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展的理念。以前在傳統(tǒng)的機械設計時，一般不考慮回收再利用問題，使得在機械制造和自動化生產(chǎn)的過程中造成了不少的資源浪費。在新的時期，企業(yè)需要進行不斷的創(chuàng)新，應該把節(jié)能設計的理念應用到機械制造和自動化過程中，在選材方面盡可能選取節(jié)能型的，可實現(xiàn)循環(huán)利用的，以及對環(huán)境污染度低或者是沒有污染的;通過這種方式還可以讓制造企業(yè)實現(xiàn)一定經(jīng)濟收益，并推動企業(yè)長遠發(fā)展。

3節(jié)能設計理念在機械制造與自動化中的具體應用

3.1環(huán)保材料的應用

機械設備是一個復雜而龐大的機械系統(tǒng)，它不僅包括機械結(jié)構(gòu)件，還包括電氣、液壓、冷卻等許多子系統(tǒng)。因此，機械設備的材料種類繁多，零部件更為復雜多樣，所以，應確保機械的質(zhì)量，特別是在使用相對環(huán)保的材料方面，還有機械結(jié)構(gòu)中容易磨損或損壞的部件，從而大大降低能耗，多使用某些可回收、可再生和環(huán)保的新型復合材料，對大氣和環(huán)境完成污染的重金屬的應盡量減少使用，這些措施可在一定程度上降低能源消耗，顯著減少環(huán)境污染的情況，是實現(xiàn)機械制造與自動化可持續(xù)發(fā)展的正確途徑。

3.2增加生產(chǎn)制造中的節(jié)能環(huán)節(jié)

首先，可以優(yōu)化機械制造和自動化生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)。在機械制造和自動化生產(chǎn)的過程中，需要對工藝進行設計，而工藝的設計不僅會對機械制造和自動化生產(chǎn)的效率產(chǎn)生一定的影響，同時還會對機械制造和自動化生產(chǎn)的順利產(chǎn)生影響。而把節(jié)能設計理念引入到工藝設計中，可以在很大程度上節(jié)省工藝的流程，讓機械制造和自動化的生產(chǎn)線變得更短，節(jié)省生產(chǎn)的時間。而生產(chǎn)線變短，其工藝結(jié)構(gòu)就會相對比較簡單，而反映到資源損耗方面，就會比較少，就不會出現(xiàn)能源的消耗和浪費，而且還會提高機械制造和自動化生產(chǎn)的生產(chǎn)效率。

其次，在加工工序中引入節(jié)能設計理念。在機械制造和自動化生產(chǎn)過程中，加入節(jié)能設計理念，不僅可以提高資源的使用效率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本;同時還可以提高企業(yè)的生產(chǎn)競爭力，為機械制造企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益。

另外，工藝參數(shù)的設計;機械制造和自動化離不開對原材料需求，而原材料要想應用到機械制造和自動化中還需要進行剪裁，這時候引入節(jié)能設計理念可以把原材料剪裁的參數(shù)和機械制造設備進行更好的結(jié)合，讓原材料剪裁工藝可以更好地和機械制造以及自動化設備進行更好的貼合，所以，相關(guān)的技術(shù)人員應該采取技能設計理念，并對原材料進行有效的節(jié)約，實現(xiàn)原材料使用的最大化。

3.3生產(chǎn)工藝優(yōu)化

在進行機械制造及自動化設計過程中應用節(jié)能理念，在生產(chǎn)工藝的優(yōu)化中，需要因地制宜，根據(jù)外部實際條件進行加工生產(chǎn)工藝的選用，生產(chǎn)工藝中零件較為多樣的情況下，要與現(xiàn)場設備匹配度進行分析。比如零件鍛壓生產(chǎn)工藝，主要有熱鍛壓、冷鍛壓、溫鍛壓三個類型，熱鍛壓的能源利用率相對冷鍛壓及溫鍛壓更低，冷鍛壓較溫鍛壓及熱鍛壓在環(huán)境損害上相對更大，未來進行鍛壓工藝的運用還著眼在溫鍛壓，以期能源利用率較高，危害性也在可控范圍。

4機械制造及自動化節(jié)能設計發(fā)展方向

機械制造及自動技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展有極為密切的關(guān)系，在現(xiàn)階段中機械制造及自動技術(shù)的應用規(guī)模逐漸增加，且有較多跨國合作項目，這對我國自動化計算及網(wǎng)絡技術(shù)與集成技術(shù)的發(fā)展提出了要求，要與國際接軌與世界同步。同樣的，數(shù)字化制造技術(shù)也是推動機械制造及自動技術(shù)節(jié)能化發(fā)展的關(guān)鍵。能源的困境同樣是國際社會中普遍的問題，未來進行技術(shù)革新中，節(jié)能環(huán)保型必將成為機械制造水平的重要指標。因此，我國在進行機械制造及自動化技術(shù)的發(fā)展過程中，應持之以恒地重視節(jié)能理念。

5結(jié)束語

綜上所述，機械設備幾乎參與人類社會能源使用過程中的所有能量轉(zhuǎn)換，所以在機械設備的制造與應用環(huán)節(jié)踐行節(jié)能設計理念，必然可以對能源的轉(zhuǎn)換率產(chǎn)生重要影響，而且能推動各個生產(chǎn)領域的產(chǎn)品加工工藝改進、功能性材料研發(fā)以及運營管理理念的創(chuàng)新，實現(xiàn)綠色制造的目標。

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