关于机械设计制造及其自动化节能设计理念 何冰祁

发表时间:2020/9/22   来源:《基层建设》2020年第15期   作者:何冰祁
[导读] 摘要:在我国经济实力逐渐壮大,科学技术不断创新的今天,机械设计制造及其及自动化技术取得了很好的发展,但是和发达国家相比,国内的机械设计制造及自动化技术相对落后,虽然随着自动化技术的普及,降低了制造成本和提高了工作效率,但是传统的机器在运行过程中对能源的消耗比较大,因此,根据机械自动化设备的能源消耗来制定节能设计是目前迫切需要解决的问题。
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        摘要:在我国经济实力逐渐壮大,科学技术不断创新的今天,机械设计制造及其及自动化技术取得了很好的发展,但是和发达国家相比,国内的机械设计制造及自动化技术相对落后,虽然随着自动化技术的普及,降低了制造成本和提高了工作效率,但是传统的机器在运行过程中对能源的消耗比较大,因此,根据机械自动化设备的能源消耗来制定节能设计是目前迫切需要解决的问题。
        关键词:机械设计制造;自动化;节能设计理念
        引言
        我国的科技领域正在高速的发展中,我国工业层面有了前所未有的突破性进展,为了能够有效提高工作效率,同时降低对能源的使用量,需对过去的机械设备进行自动化节能升级。
        1 关于机械设计制造及其自动化节能设计理念的意义
        机械设计制造及其自动化产业是一个应用十分广泛,但能耗又比较高的产业,为能够顺应现阶段社会发展的需求,该产业必须积极应用节能设计理念。首先,国家社会的发展不应牺牲环境为代价,绿水青山就是金山银山,做好环境保护工作,减少对环境的污染,为大众提供更加健康安全的生活环境。由于该产业的发展过程中,需要花费大量的人力、物力及财力,所以通过充分融入节能设计理念,可以进一步完善产业结构,减少对环境的破坏。其次,节能设计理念可以在极大程度上提高整个产业的质量,还能够减少资金的投入,为自身带来更好的经济效应。随着机械设计制造及其自动化产业的快速发展,相关企业的发展模式逐渐朝着国际化的方向发展,有的企业还实现了跨区域及跨国界的发展,而要实现这一点,要求这些企业必须具备较强的市场竞争力。这些企业还应树立起良好的环保理念,通过对相应技术进行恰当改变,尽可能减少机械设计制造及其自动化产品的消耗,从而促使整个产业的蓬勃发展。最后,节能设计理念也是我国由制造大国到制造强国转变的基石。
        2机械设计制造及其自动化节能设计理念的具体应用
        2.1 新材料的研发与使用
        材料性能对机械设备的节能效果有决定性影响,因此,着重研发与应用各类功能性材料并提升可循环利用材料的比例,都是体现节能设计理念很好的方式。基于对力学等性能突出的功能性材料的利用,可以满足设备使用功能要求的前提下缩小零部件的体积,减少其材料用量的同时,提高设备运行的可靠性。例如,在轴承、密封件等关键零配件的加工和选用方面使用具有卓越的耐磨、耐腐蚀等性能的新兴材料,可以达到节能和改进设备使用性能的目的。而在机械制造中优先选用绿色制造工艺生产的材料,则可以推动产业链的优化,并在更广阔的范围内产生积极的节能作用。
        2.2 虚拟化的机械设计
        虚拟化的机械设计简单来讲就是在计算机以及自动控制的基础上进行产品的模拟制造。这种方式能够减少资源的浪费,直接利用计算机模拟制造产品发现产品的缺陷,并在虚拟的情况下调整产品,之后再次模拟生产,在产品符合规格后才开始进行实体生产。这个过程能够降低次品率,提升整体的产品质量,是一个企业提升竞争力的好方法。这种虚拟化机械设计的方式弥补了传统图纸设计和样品制造的弊端,在设计环节就能减少样品的浪费,在修改环节也不会造成资源的浪费。设计后能够直接传输数据,按照数据的要求设计出符合规格的产品,极大地缩短了制造时间,节省了工程的工期。
        2.3选择生产制造工艺
        为保证节能理念在各生产环节的有效落实,首先,机械生产技术与管理人员应结合节能设计规划,确定生产工艺、生产设备与专业操作人员等,保证生产规划的有序、高效落实。其次,应依照实际生产情况,对设计规划进行合理调整,优化资源配置的整体结构。如,在保证产品性能和质量的前提下,尽量缩减不必要的结构简化各个零部件,使机械设备达到最优的设计效果。

最后,应按照工艺顺序合理安排设备的生产时间、任务等,做好质量检测工作,保证机械生产的质量符合使用标准,避免不必要的能源损耗。如在制造港口机械设备时会用到冷轧薄板,冷轧薄扳的生产制造过程相对复杂,要承受 70% 的塑性变形,因此钢板需要达到极致硬化的标准,然后进行退火加工再投入使用。在加工过程中,要注意阶段性钢板质量检测工作,合理规划加工工艺,提高机械生产质量。
        2.4结构优化
        一般情况下的机械部件构造和最终使用的效果是有着必然的联系。例如机械制造自动化设备的冗余功能,不仅对制造生产没有实际作用,还对设备造成了一定的资源浪费。因此,想要提升机械制造自动化设备的功能、结构科学性和实用性,就需要对其进行结构优化,保障每个功能在实际生产中能够发挥实际作用,减少不必要的设计和功能,有效的较少设备资源的浪费。例如,一些机械制造自动化设备的功能按钮有两个,需要操作员同时按下两个按钮才能使用设备,这种功能对于机械制造自动化设备而言,过于累赘和重复设计,造成了一定程度上的资源浪费。
        2.5提高机械设备的自动化程度
        机械设备的自动化程度可以直接影响能源的消耗高低,提高机械设备的自动化程度,使企业的生产工人更易控制机械设备,从而提升工作效率。目前,生产工人不但能够手动操控机械设备,还可以利用单片机原理和接口技术全自动化操控机械设备。在机械设备设计的过程中应用单片机原理和接口技术,可以提升机械设备自动化操控功能的稳定性,降低设备的无用工作,提升生产效率,降低机械设备在使用过程中的耗损,使生产工作过程更加节能环保。另外,减轻生产工人的劳动强度,提高生产企业对机械设备的管控效率。
        2.6体现于机械制造的加工
        (1)选择合理施工方式。进行机械制造时,基于节能设计理念,能够根据不同情况选取合理施工方式。例如,对部分产品进行锻造加工时有冷锻、温锻以及热锻等方式,3 种方式工作效率大体相同,且对产品质量无较大区别。但冷锻与温锻对于机械制造的外界环境有着较高要求,消耗能量较大,不符合节能设计理念中的相关标准。因此可以选择热锻方式,在保证了工作效率及质量的同时,最大化地降低能源消耗。(2)选择统一标准。进行机械制造与自动化设计时,应当采取统一标准设计产品组件,不但可以大幅降低产品故障率,还能够回收生产过程中使用的相关原料,有效节省社会资源,最大限度地减少对生态环境的污染。
        2.7高效的时间安排
        在机械设备生产过程中,往往需要大量的人员,并需要这些人员的彼此配合与长时间交流,这就还会导致大量人力、物力与财力的消耗。在机械设计制造及其自动化生产过程中,企业若没有合理安排工作时间,势必会导致人力与物力的浪费,并严重影响到工作效率与工作质量,延长机械的生产时间,严重情况下导致机械制造产品质量大大降低。针对这样情况。因此,企业必须对各个工作人员的时间进行恰当安排与调整,结合自身实际情绪、人员需求来加以切实可行地、系统地时间规划;同时,作为设计人员,应立足于阶段性发展的具体状况,有效进行自我统筹规划,对切实有效的工作计划进行制定,在确保功能稳定的前提条件下,尽可能减少机械制造工作时长,使得工作效率进一步提升,并有效保护环境。
        结语
        综上所述,机械制造自动化技术需要结合节能理念不断的完善,节能设计融入之后,将对企业、工业发展带来巨大的帮助,为我国环境保护和降低能源消耗上做贡献,推动我国可持续目标的实现,促进经济的发展。
        参考文献:
        [1]韩佳轩.节能设计理念在机械制造及其自动化设计中的融入[J].湖北农机化,2020(1):72.
        [2]赵东寅.节能设计理念在机械制造及其自动化设计中的融入与探索[J].南方农机,2019,50(22):276.
        [3]李萌.机械设计制造自动化的特点优势及发展趋势[J].现代工业经济和信息化,2019,9(2):116-117.
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