河北省张家口蔚县 075700
摘要：随着我国社会的进步，各个行业对能源的需求量也在不断的提升，在这样的背景下，能源紧缺已经成为了一个社会性问题，为了缓解我国的能源压力，政府部门提出了节能减排的生产理念，要求各个行业在生产过程中，要对原有的生产模式进行优化，减少对能源的消耗，减少各种有害物质的排放。机械制造业是我国的重要行业，在机械设计的过程中，必须要把节能的理念带入其中，减少机械设备运行对能源的消耗。对机械设计节能原理及其运用进行分析。
关键词：机械设备；设计理念；节能
引言
以发动机以及电机驱动的机械设备制造推动现代工业的发展，并且随着设备功能的快速演进，集成了微电子、通信等技术的机械设备被应用到绝大部分的生产生活场景，使其不再是简单的动力输出装置以及体力劳动替代者，而是成为形式和功能多样、操控简便，可以按照设定程序自动化运行乃至具备自主决策能力的设备。但机械设备所有功能的实现都需要保障其能源供应，而且设备本身的制造过程涉及能源与资源的大规模消耗。
1机械设计节能技术的原理
地球上任何机械运动都要遵循牛顿的力学定律，机械设计的节能原理，就是以能量守恒为理论基础，通过能量的高效运用，实现机械设备的节能设计。在机械运动的过程中，各种能量之间可以实现互相转化。在机械设备运行的过程中，势能与动能之间往往不能实现完全转化，势能在向动能转化的过程中，会产生一定的变动，这样就造成了能量的损耗，从而产生能源的过量消耗。而机械节能设计，就是对机械设备运行过程中产生的势能波动进行控制，使势能处于合理的范围之内，提升势能与动能之间的转化率，从而达到节能的设计效果；在机械设备的运行过程中，动能是保证设备运行的主要能量，机械设备的结构复杂，许多因素都会对设备的动能造成影响，产生了能量的消耗。为了减少这种现象的发生，在机械设计的过程中，着重减小设备构件之间的摩擦力，降低机械设备运行过程中能量的损耗，通过这样的方式，来实现机械设备的节能设计。在实际的设计过程中，可以从以下几个方面入手，减少设备对能源的需求，首先，对设备的各种配件进行检查，保证配件之间运行的默契程度，保证配件的精确度与设计精度充分吻合，减少运行问题的发生；其次，要在配件的材料上下功夫，选择性能优良的材料来制作各种构件；最后，要对机械设备的启停程序进行优化，通过上述方式，可以实现机械设备对能源的消耗，达到预期的设计目标。
2机械设计节能运用
2.1机械设备的加工工艺
在结构日渐复杂和精密的机械设备生产工艺流程中，能源以及生产资源的消耗形式也多种多样，除了成功转化为产品加工动能和被加工成设备零部件的部分，其他能量和材料等资源以多种形态、通过多个生产环节和渠道被耗费和排放到环境中，包括直接的热量散失、振动等机械能损耗以及废弃物等。所以，基于节能设计理念、运用自动化技术优化机械制造领域的加工工艺，能有效控制能量和资源的损耗。首先，运用当前广为应用的数控加工技术能精确控制零部件加工过程中的温度、切削量等参数，从而基于对设备自身工况的精确控制达到节能目标，并且可以简化工艺流程并减少设备生产过程的能耗，节约零部件的加工材料。其次，基于技术创新改进生产过程中的冷却、表面处理等工艺，可以直接减少热能损失并改进设备性能，提高零部件的耐久性与可靠性。例如，采用风冷技术替代传统的冷却工艺能降低冷却液的消耗并减少废液排放。
2.2生产制造节能
在机械制造和自动化工艺设计的过程中，引入节能设计理念也是非常要必要的，具体的可以表现在以下几个方面。首先，可以优化机械制造和自动化生产的结构。在机械制造和自动化生产的过程中，需要对工艺进行设计，而工艺的设计不仅会对机械制造和自动化生产的效率产生一定的影响，同时还会对机械制造和自动化生产的顺利产生影响。而把节能设计理念引入到工艺设计中，可以在很大程度上节省工艺的流程，让机械制造和自动化的生产线变得更短，节省生产的时间。而生产线变短，其工艺结构就会相对比较简单，而反应到资源损耗方面，就会比较少，就不会出现能源的消耗和浪费，而且还会提高机械制造和自动化生产的生产效率。其次，在加工工序中引入节能设计理念。在机械制造和自动化生产过程中，加入节能设计理念，不仅可以提高资源的使用效率，降低企业的生产成本；同时还可以提高企业的生产竞争力，为机械制造企业带来一定的经济效益。
2.3对机械设计进行优化
在机械制造与自动化生产中应用节能设计理念时，首先要完善机械结构的设计。要想在机械制造生产过程中做到节能减排，以达到环境保护的目的，就必须对机械结构进行合理、科学的设计。首先，是对发动机进行选择。在对发动机进行选择时，要选择污染小、耗能低、工作效率高的发动机。在机械制造中，发动机是核心部件之一，如果发动机没有良好的环保性能，其排放的废气、噪音会对环境造成极为严重的影响。使用环保型的发动机不仅会减少废气与噪音的污染，还可以减少对资源的消耗，进而降低机械制造对环境的影响，提高其工作效率，进一步促进机械制造与自动化的可持续健康发展。其次，对液压系统进行设计。液压系统的正常运行，对机械制造生产有着最为直接的影响，要使液压系统可以正常的运行，必须注重对油料的控制，在进行液压系统设计时，工作人员应及时对油液中的杂质进行处理，保证其清洁程度。同时，换油的时间间隔要增加，以此降低液压系统发生故障的概率，进而使更换配件的次数减少，增加其使用期限，将液压系统对环境的影响降到最低。因此，在对液压管进行选择时，尽量选择硬管，降低液压管的废弃量，减少环境污染。
2.4自动监测技术
自动调控是现代智能机械的核心特点，是指根据管理器程序对设备参数展开调整以符合生产需要的行为。因为大多数机械设备通常不在特定的负荷水平。油气供给需根据工作计划随时变更。在传统的模式之下，人员的工作具有不确定性，而在现代技术支持之下的自动变更体系能符合实时、精确的变化需求，构建节能降耗的生产体系。比如，对于工业燃气锅炉，锅炉的智能控制将根据传感器收集的信息来调控送风阀，以符合有所不同负荷条件之下的送风要求，防止不适当的损失。而自动掌控是各种技术的综合。在某种程度上自动掌控也可解读为半手动操作，其在现代机械设备之中的应用能很好地构建能源的利用机制，是节能设计理念中重要的一环。在此基础上自动监测技术可代替人的观测，其观测的效果更加地精密且不容易出错，其观测的时间也不受其他因素的限制。因此其可在各种环境下很好地实现监测的任务，同时在发现问题时进行报警。而在节能设计的过程中，其可即时地对工程中的浪费进行预警，从而对涉及到的环节进行改善，进一步加强能源的利用率。
结语
综上所述，节能是我国当前社会的主要基调，所有的行业在生产过程中，都必须要遵循节能的理念，减少对能源的消耗。在机械设计的过程中，也必须要把节能理念带入其中，通过设备结构的优化和功率的调整，实现机械设备的高效运转，提升设备运行中各种能量之间的转换率，减少对能源的消耗，达到预期的设计目标。利用节能理念，推动我国机械制造行业的进步。
参考文献：
[1]李晶莹，纪洪涛.节能设计理念在机械制造和自动化设计中的分析[J].建材与装饰，2016（3）.
[2]浅论节能设计理念在机械制造与自动化中的应用[J].科学技术创新，2016（34）：60-60.）：00266-00266.