机械制造与自动化中的节能设计理念 张耀文

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:张耀文
[导读] 摘要:由于人们对资源环境问题的反思越发深刻,节能理念被引入各个生产领域的规划设计中。
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        摘要:由于人们对资源环境问题的反思越发深刻,节能理念被引入各个生产领域的规划设计中。而机械设备在资源与能源消耗过程中扮演了最关键的角色,从节能视角优化机械制造与自动化技术的应用,对实现资源环境的保护目标至关重要。本文简要介绍了机械制造行业的发展历程及趋势,阐述了自动控制、通信等技术提升产品性能、运行效率以及优化工业产品的研发生产流程等方面的关键作用,进而探讨了在机械设备的设计、制造过程中如何运用节能设计理念。
        关键词:节能设计理念;机械制造与自动化;应用
        1节能设计理念概述
        1.1节能设计理念的特点
        1.1.1节能环保、污染低。以环保为切入点,通过相关的技术,减少机械制造与自动化过程中所消耗的能源。例如,在选择发动机时,应该将低耗能作为重点考察的因素,并对发动机进行全面的考量,包括油耗、排放量等,注重发动机的防漏性能,有效减少发动机在使用中对环境造成的污染。
        1.1.2利用环保材料。环保材料是节能设计理念的重要组成部分,机械制造与自动化过程中使用的材料质量,对能源和环境有着最为直接的影响。低能耗的材料符合环保与节能的基础理念,还可以重复利用,并有效的进行回收。同时,在产品的生产制作过程中,内部零件的使用也要渗入节能的理念,最大限度的使用环保型材料,降低对环境的影响,这样更加符合节能设计的理念,制作出低消耗和排放的产品。
        2机械制造与自动化中存在的问题
        机械制造及其机械自动化的发展是有一定的历史的,其发展速度也在不断地变快。而计算机技术的不断发展也为机械制造业带来了活力,在此基础上机械制造与自动化获得了更好的发展机会,使其生产效率获得提高。机械制造和机械自动化增进了各行业的发展和进步,但由于我国机械制造和自动化发展相对较迟,一些技术还不成熟,与一些发达国家相对存在一定差距,生产效率相对不高,而同时一味追求生产能力,导致大量资源的耗费。而且由于技术和监管的不足,生产的产品质量还需要不断地提高。机械制造业的节能设计已经势在必行,在机械制造业中能源的损耗依然是其主要的问题,而节能理念在机械制造业中的应用,主要是机械的节能设计,而具体的节能设计可分为环保设计、生态设计,自然环境设计等,而其主要目的是构建机械产品制造过程之中资源的循环利用,将其对环境的影响降到最低,在此基础上传统产品是从服务功能、使用寿命等各种属性来进行评价的,在达到其标准的基础上再对其进行节能操作。而在设计师和开发产品时,要精确地认识和分析市场的具体情况,然后对图纸的确切设计和确切方案进行制定。此外,还需对设计思路和方案展开优化和审批,最终才能展开产品的生产。
        3机械制造关键技术与节能设计理念的联系
        机械设备自身性能、加工工艺以及材料的使用均与节能理念存在直接联系,在任一环节合理运用新技术或者创新设计理念都能达到节能目标,并对设备的制造、使用能耗产生深刻影响。因此,探究现代机械制造行业的关键技术与节能设计理念之间的关系可以找到后者的应用途径并将其付诸实践。(1)自动控制技术。自动控制技术在现代机械制造领域的应用价值不仅在于丰富产品功能和提升其运行效率,而是成为优化生产工艺流程、节约驱动生产设备以及辅助设备运行动能的关键。因此,自动控制技术的合理运用对机械制造企业实现节能目标有极其重要的意义,也决定了产品使用方生产活动中的能耗水平。

首先,自动化技术使机械设备的运行过程可以基于编程精准控制,根据产品加工需要自动化的调节工艺参数,提升生产质量,并在没有人为干预的情况下完成所有加工流程。其次,自动化控制技术赋予了机械设备乃至生产线自动化运行的功能,集成化的控制以及生产管理系统能准确调节所有机电设备的运行工况,自行检测负荷变化并做出最优化决策,从而降低单位产能下的总体能耗机械制造原材料的研发和应用。工业生产原材料的研发对资源环境保护具有多重意义,而机械制造所用材料不仅涉及自然资源的优化利用,还会通过设备的性能改进、影响下游产业链的工艺创新达到节能目的。首先,机械制造行业生产使用的金属及非金属材料直接影响设备的性能。例如,传动部件的材料决定了设备运行工况的稳定性和能量损耗大小,而具有优良工艺性能以及力学、物理学性能的材料则有助于降低摩擦力、提升设备使用寿命,从而减少设备运行过程中的能量损耗并提升其产能。其次,基于可循环利用或者低能耗水平新材料的利用也能有效降低机械制造以及设备使用领域的能耗。
        4节能设计理念在机械制造与自动化中的应用
        4.1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。
        4.2改善机械加工工艺流程
        在节能设计的过程之中,恰当变更工艺流程,改进工艺方法,可以更好地达到节约能源设计的目的。具体操作如下:首先要恰当选取加工方式。在加工零件时,要研究不同的加工方法所导致的能耗问题,在此基础上经过合适的比对再选择加工工艺,这样有助于节约能源。不同的加工方法也许造成不同的环境问题。在选取的时候,环境保护应当放到第一位。其次要选取恰当的工艺参数。工艺参数对加工过程之中的能耗也有关键影响,如有所不同的毛坯形状会造成不同的能耗,如加工余量的大小会影响资源的利用率,此时一个自然科学的参数将大大节省能源和材料。最后就要恰当地选取冷却工艺。目前的冷却方式大多仍然冷却液冷却,这会消耗大量的资源。研究人员应当研究一种冷却方式,其可以最大程度上减少资源的浪费,以此来达到节能设计理念的要求。
        结束语:综上所述,随着社会与经济的不断发展,对机械制造业的发展也提出了更高的要求。在过去,由于节能设计理念的缺乏,导致了大量能源的浪费,因此在机械制造领域中,要积极采取有效的措施,融入节能设计的理念,实现环保节能;同时,进一步提升企业自身的核心竞争能力,使机械制造业能够保持可持续发展的态势。
        参考文献:
        [1]李晶.矿山机械制造与自动化设计中的节能设计理念研究[J].世界有色金属,2019,508(16):58-59.
        [2]孙启明,孙冉.基于节能设计理念的机械制造原理及应用[J].设备管理与维修,2019,431(17):133-134.
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