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节能设计理念在机械制造及自动化应用中的渗透王永伟

发表时间：2020/11/5 来源：《基层建设》2020年第21期作者：王永伟

[导读] 摘要：机械制造和自动化随全球的发展不断变化，所以需要节能的理念融入这个行业。

        博迈科海洋工程股份有限公司天津 300450
        摘要：机械制造和自动化随全球的发展不断变化，所以需要节能的理念融入这个行业。因为中国机械设备所有社会功能的实现都需要得到保障其能源供应，而且设备本身的制造发展过程涉及能源与资源的大规模消耗。我们要优化设计方面，机械制造和自动化应用的节能设计理念的渗透，系统的设计使其更加稳定和高效。由此可见，本文对节能设计理念和及其在机械制造和自动化的应用进行研究，具有重要的意义。
        关键词：节能设计理念；机械制造；自动化；渗透
        1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。
        2节能设计理念在机械制造及自动化应用中渗透的思路
        将节能设计理念应用于机械制造与自动化设计中，是一种全过程应用，从产品设计以及最后产品通过机械进行生产都应当有效体现出来。在产品设计时应当充分考虑到产品是否具备一定的可回收性，当到达产品的使用寿命终点后，对产品进行全方面评估，判断其是否能够进行回收。若能回收，要采取相应措施做好回收利用工作，进而最大化地减少对环境造成的污染。采用传统设计理念时，仅考虑机械产品的使用质量及年限，忽视了产品的可回收性，导致当前绝大部分机械产品都无法进行回收与利用。只能够采取掩埋的方式进行处理，不但对环境造成了不同程度的污染，也浪费了产品的原材料。制造机械产品时，通过引入节能设计理念，应尽量使用清洁能源作为机械生产过程中的能源供给。例如，将清洁能源中的风能、太阳能等替代火力发电，将自然光照明替代电灯照明等。同时，还应改良机械制造工艺，在制造工艺中融入节能设计理念，最大限度降低原材料的浪费，提升产品合格率，采取合理措施降低产品废品率，以此有效提升原材料的生产效率和利用率。
        3节能设计理念在机械制造及自动化应用中的渗透
        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。

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        3.1应用节能设计理念对机械结构加以优化
        应用节能设计理念对机械结构加以优化具体做到以下几点：（1）发动机的优化，该部件作为机械设计制造及其自动化中消耗资源最大的部件，企业必须应用功率比较低的发动机，若选择功率效果较高的发动机，势必会阻碍到节能设计利用的有效融入，加上在机械系统的具体运行效率中发动机产生的影响相对比较小，所以可以选择具有一定环保性能的发动机，如水冷增压柴油发电机等，这类发动机具备能耗低、效率高与低排放的优势，既能够在极大程度上减少污染的问题，降低空气中污染气体的排放量，还能够减小能耗，在一定程度上提高加工的效率及质量；（2）液压系统的优化，针对液压系统的设计，为确保系统的安全稳定运行，设计人员必须确保系统自身清洁性，必须定期清理液压系统中存在的微尘及一些磨损物；同时，需延长换油的周期，这样能够尽量避免液压系统发生故障情况。由于传统的机械制造设备极易发生因液压油渗漏而导致资源浪费及环境污染的问题，针对这一情况，设计人员必须重视液压系统的防漏环节设计，需在确保液压油量与液压元件质量的基础上，进行科学合理地密闭式设计，尽量杜绝外界环境灰尘进入系统内部，这样能够确保系统的正常运转。此外，设计人员应对其他的优化装置进行设计，如：设计自动加工装置，来减少人工操作中造成的人力、物力及财力方面的消耗，实现加工成本的节约。
        3.2应用节能设计理念对原材料进行选择
        在科学技术的不断发展下，机械部件之间的关系也变得越来越密切，因此更要优化设计元件。从实际的环保材料选用来看，可从以下方面着手：（1）在材料选用中融入环保理念。为促进行业的可持续性发展，当前在机械制造加工生产过程中，选用环保材料是一个十分重要的环节，在实际选用时可关注所选材料的可回收性、可再生性、可降解性等特点，尽量选择无毒、无害的材料进行生产，降低所用材料对环境造成的不良影响。同时，通过回收重复利用的方式，降低资源损耗，达到节能的目的。（2）在材料选用中应坚持轻重量、低能耗、长寿命的原则。适当减轻机械产品的原材料重量，能对制作过程中的搬运、装配产生便利，降低各生产环节能源消耗量，同时应用一些质量较轻的材料，也能降低机械产品自身在运转过程中的能量损耗，达到较好的节能效果。此外，在选用材料时还应综合考虑强度、耐磨损性能等参数，确保其在实际运行使用过程中能够具有较长的使用寿命，降低机械产品的报废率，间接达到节能降耗的目的。（3）在材料选用中还应充分考虑零件报废之后的处理问题，这也是当前机械制造及其设计在生产中常常忽视的问题。在进行材料选用时应尽可能选择一些低环保负荷、综合成本较少的材料，降低对难降解、难回收，且对环境污染较为严重的材料利用。
        3.3应用节能设计理念对机械制造工艺加以优化
        1）优化产品结构。设计人员要将节能设计理念充分渗透到产品结构的设计中来，从而通过优化机械产品结构来实现节能减排的目的。机械产品零部件的设计对于机械装备的生产加工以及自动化应用中的能源消耗都有十分密切的关系，因此设计人员在确定机械制造以及自动化应用方案时应尽量简化机械设备的结构，减少零部件数量，这样可以有效提高节能效果，减少能源的消耗。同时在设计机械产品的零部件结构时，设计人员要在保证机械设备各项功能能够正常发挥的基础上尽量采用比较简单的形状结构，这样可以明显降低机械零部件在生产加工过程中消耗的能源，同时也可以有效提高机械设备在自动化应用过程中的稳定性和可靠性，从而降低故障发生率，延长机械设备的使用寿命，实现节能设计的目的。2）优化工艺流程。机械产品制造的工艺流程也将对其节能效果产生重要的影响，因此设计人员也要将节能设计理念充分渗透到机械设备生产的工艺流程设计中。通过对工艺的流程的优化组合提高生产设备的利用率，从而使生产设备能够在满负荷条件下运行，这样可以有效提高机械产品的生产能力，降低制造成本，从而实现节能设计的目的。
        4结束语
        总而言之，机械设备几乎参与人类社会能源使用过程中的所有能量转换，所以在机械设备的制造与应用环节践行节能设计理念，必然可以对能源的转换率产生重要影响，而且能推动各个生产领域的产品加工工艺改进、功能性材料研发以及运营管理理念的创新，实现绿色制造的目标。
        参考文献
        [1]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.
        [2]兰晓峰,卢周成,梅晓雄.节能设计理念在机械制造与自动化中的应用[J].南方农机,2019,50(06):162+182.
        [3]杨帆,潘云峰,黄梓濠.节能设计理念在机械制造与自动化中的应用初探[J].中国新通信,2019,21(18):232.