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摘要:机械生产由于管理、技术应用、设计等原因出现的质量问题屡见不鲜,不仅造成了生产资源的不必要浪费,严重情况下甚至会出现安全隐患问题。在自动化生产环节,应依照节能环保原则开展管理工作,一方面可以合理设计各生产环节的材料使用、工艺选择、整体生产方案等内容,实现不同制造工序的有效对接,确保自动化机械制造的综合效率。另一方面,节能理念作为可持续发展原则的重要内容,强调注重经济效益与生态效益的协调发展,关注环境的可持续发展,可以有效控制制造环节产生的污染影响,是机械自动化制造产业发展的重要方向。
关键词:节能设计理念;机械制造;自动化;运用
1导言
随着机械化制造及其自动化技术的广泛应用,传统的人力生产变成了机械生产模式,提高了工作效率和收益,降低了制造成本,但是,随着工厂规模的扩大,大量的使用机械自动化设备,传统的机械自动化设备对能源的消耗较高,初期的机械制造自动化设备仅仅考虑的是自动化操作,忽略了对能源的节能设计,因此,针对能源消耗的问题,有效的制定节能设计,运用到机械设计自动化技术中,不断的完善机械制造自动化技术,一方面弥补了资源消耗大的缺陷,另一方面对能源的节省上也有巨大的贡献。从而进一步提高工厂企业的收益,推动国家机械制造自动化技术的发展。
2机械制造及其自动化行业的发展现状
在当前我国的经济产业结构中,机械制造行业至关重要,是我国经济稳定提升的重要基础。伴随当前我国科研水平的持续提高,机械制造行业的自动化程度不断进步。将自动化和机械有效结合,不但可以大幅度提升生产效率,而且可以提升整个机械行业的水准。但是,从当前我国的实际状况来看,机械制作行业并没有做到产业升级,生产过程效率低,存在能源消耗过高、产品产量过低的问题。在当前能源和资源极度不足的大环境下,各个行业都在进行节能环保升级,因此机械制造行业也应该升级目前的生产方式,把节能理念渗透到机械制造行业的各个流程,为机械制造行业的未来可持续化发展奠定基础,提升我国机械制造业的市场竞争力。
3节能理念下机械生产设计规划应用优势
3.1提升资源整体利用质效
节能理念应贯穿于设计规划全过程中,从源头对生产资源进行合理配置,实现材料、人力、设备、能源等资源的科学利用。机械制造自动化中的节能设计理念在减少工业发展对环境污染程度的同时,也促进了人类文明与生态文明的共同发展。因此,机械生产领域的绿色发展理念推广,不仅影响了制造产业的现代化发展进程,能够有效缓解经济发展与生态保护之间的矛盾,同时也是推动国民经济健康、平稳发展的重要途径,对我国能源产业开发、生态环境治理等方面也有着一定的积极意义。
3.2制作工艺低碳节能
节能环保设计原则应落实到实际生产环节中,选择低能耗、污染性较低的制造工艺,依照节能设计规划,严格控制生产流程,优化加工工艺,贯彻节能减排、低碳低耗的设计目标。如在机械制造的过程中,可以结合机械使用要求尽量选择环保的加工工艺,热锻相较于冷锻来说,温锻工艺更环保、节能,因为利用温锻可以大大缩减对能源的消耗,而如果使用冷锻或者热锻,就会在进行锻造的时候浪费很多的热能。同时,在机械设计方面,可以在保证基本使用功能的基础上,尽量简化结构、控制体积,降低自动化生产所需的能源消耗。
4节能设计理念在机械制造与自动化中的运用
4.1产品结构设计与功能优化
作为生产领域能量转换的核心,机械设备的构造形式决定了能源的利用率,也对资源的合理利用产生了深远影响。因此,节能设计理念应用必须从优化机械设备的构造和功能入手,基于降低设备能耗以及提高资源利用率的视角审视设计方案的合理性。
首先,鉴于电机等动力设备完成能量转化并驱动机械设备运行,因此,应根据设备的功能设计构想以及应用场景特点确定电机或燃油发动机的类型以及优化其额定参数的选择。其次,在设备传动、自动控制等系统的设计过程中,应首选能量损耗小、可靠性高的技术方案。例如,在技术条件允许的前提下优先选择气压传动而非液压传动系统,为设备配置完善的故障自检、诊断功能的控制系统等,达到节能、提升机械设备性能以及减少污染源的多重目的。
4.2工艺流程的优化
设计过程中应该根据实际情况,结合外在的环境氛围而确定加工工艺。对于单个零件加工必须考虑设备之间的匹配程度,例如在锻压零件时可以根据实际来匹配工艺,由于热锻压工艺没有很好的资源利用率,而冷锻压工艺污染性高,所以综合一下,可以试着采用温锻压工艺方式。对现有机械结构优化,降低制造过程中的能源量损耗,设计人员可以不做单个零件,使用较为容易的运行结构。设计人员还可以对零件进行简化,优化数量,提升机械整体性能。在制造自动化节能设计中,设计员可以针对加工工序进行优化,不断更新方法,实现节能目标。
4.3选材优化
在机械制造自动化设备的制造材料上,优先选择环保可回收的材料。不仅能使得机械制造自动化设备变得的科学化,做到了节能设计的理念和效果,还在一定程度上减少了经济的投入。传统的机械制造设备在材料的选取上,往往有限考虑的是设备的制造上,忽略了节能设计,使用功耗较高的材料,这种设计制造出来的机械制造设备不仅使用是寿命短,设备还不能进行二次回收利用,对企业和工业的发展带来的不必要的资源浪费和经济损失。例如使用PETE塑料作为机械制造自动化设备的材料,这种环保材料可以进行再次回收利用,经过回收之后,由设备进行高温融化,再利用切粒机将其切碎之后,就可以再次进行合成使用。
4.4协调自动化生产的生态效益与经济效益
基于节能环保发展理念的设计制造方案,应合理选择可回收、具备环保效益的节能材料,同时,加强清洁能源、可再生能源的研究与应用。尽量在设计过程中使用污染性较小的环保材料,不仅可以提升机械自动化生产的生态效益,降低污染处理的成本,提高机械制造产品的使用质量,同时,还能够有效控制生产过程中产生的污染,推动机械制造产业的平稳、低碳、可持续发展。具体来讲,一方面,在节能理念指导下,进行制造设计工作时,应禁止使用有害成分超标、能源密集、不易降解的材料,应选择耐久性、低能耗、无公害或污染性较低的材料,控制制造材料的可回收比例。另一方面,在自动化节能生产设计过程中,对于不可回收的报废零件,要做到在最小化加工成本的前提下,进行合理的处理,且不能污染环境,全面落实节能生产、环保设计的原则。
4.5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。
5结束语
总之,在机械制造自动化生产过程中,能源浪费逐渐成为主要的制约因素。在提倡节能环保的现在,必须要引入节能设计理念,从设计这个源头出发,对每一个环节、每一个细节进行节能设计,满足节能环保的需求,推动机械制造业快速发展。
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