浅谈机械工程及其节能控制技术

发表时间:2021/1/19   来源:《工程管理前沿》2020年10月第6卷30期   作者:孟凡荣
[导读] 在经济发展进程中,生产作业的机械化水平也越来越高,这些都得益于机械工程的普及运用
        孟凡荣
        发改局  山东省曲阜市  273100
        摘要:在经济发展进程中,生产作业的机械化水平也越来越高,这些都得益于机械工程的普及运用。在现代机械工程领域的完善和优化中,注重机械工程应用的节能控制,能够改善机械作业的整体效能,对经济生产有着重要的推动作用。
        关键词:机械工程;节能控制;能耗;功率
        
        机械工程节能控制技术,应当结合生产作业实际需求,从整机节能设计技术、液压元件节能技术以及其他相关节能技术等途径去综合考虑。通过提高机械工程应用环节的能耗控制效果,使机械作业效率与经济性都能够得到保证。机械工程实现高效节能的过程中,要重视研发力量的投入,并拓展节能控制范围、深化节能控制实施,使机械工程领域得以持续健康发展。
一、机械工程与节能概述相关概述
(一)机械工程
        机械工程是通过利用机械原理,在机械领域进行开发设计,并制造出能够完成各种任务目标的机械设备和机械技术。机械工程将机械作为一个领域进行研究,形成了独立的,具有科学研究和应用价值的学科[1]。机械工程在社会生产中有着重要的作用,能够依托于机械工程来解决劳动力效率等方面的问题。
(二)节能
        随着机械工程在社会经济发展过程中的普及,也带来了新的问题,即机械工程的能耗问题。机械工程是以能源为动力基础,在目前节能减排方针政策指引下,如果能够将节能理念和技术与机械工程进行结合,是机械工程得以持续性发展的重要基础[2]。机械工程的研发也要从节能角度去进行探讨,通过清洁能源、可再生能源的应用,使机械工程不仅可以具备有效的经济效益,同时也能够具备更大的社会效益,降低对传统能源的消耗。
二、机械工程节能技术的发展现状分析
        机械工程节能技术在21世纪以来,已经有着较大的突破。在人们对清洁能源了解和掌握的基础上,也积极进行了机械工程节能的研发。在从整机层面、元器件层面和高新技术层面去融入节能理念。创新优化机械工程的动力装置、控制装置等,使机械工程能够实现清洁能源的应用。但由于机械工程节能技术仍然属于探索过程中,机械工程节能技术仍然有较大的进步空间。另外,由于现代科学领域将不同专业进行了细致的划分,使得机械工程与能源工程等领域被人为分割[3]。机械工程专业主要以掌握机械工程方面的知识技能为主,对节能技术、能源特征等了解不足,阻碍了节能技术与机械工程更好的结合,很多节能领域的新技术、新工艺难以快速高效地应用于机械工程的完善和发展中,使得机械工程节能方面的知识融合存在壁垒和限制。这就需要在机械工程节能开发研究中,重视专业领域的拓展和专业综合化发展,在机械工程实践应用中充分地融合节能控制原理和技术,为现代机械工程节能水平的提升奠定基础。
三、机械工程节能控制技术的措施
(一)整机节能设计技术
        机械工程整机节能设计主要以工程机械整体为研究重点,综合考虑到机械的动力装置、传动结构等,保证起工作负荷的科学合理性。机械的能耗主要为提供动力基础做准备,也就是工程机械内部的发动机装置,是最重要的动力来源,也是能源的消耗核心。以节能控制为依托的机械工程应用中,需要对发动机动力燃料的消耗情况进行全面准确的分析,并采集到相应的动力数据,做出能源使用与机械有效功率二者的曲线图,并确定最佳的能耗点,也就是生产动力输出的效率点和经济点。一般而言这两个方面是存在差异的,也就是当机械设备功率效率最高时,燃料的消耗也会增加。当机械设备的燃料实现最经济的点时,发动机并不能处于最高功率[4]。这就需要在机械工程节能控制上,综合分析机械生产过程中对功率的需求。一般来说,生产作业过程中并不需要设备一直处于最高功率水平,这就为节能控制提供了前提。

机械工程节能研究中,基于生产作业实际情况,可以在功率与节能两个层面进行科学分析,找到最佳的匹配点,即满足正常的生产动力要求,同时尽可能降低能耗。在机械工程的设计上,需要合理确定动力负载,也就是对发动机的生产作业参数进行科学计算,根据机械设备的应用情况来配置相应动力档次的发动机,并且发动机参数档应当向上一级靠,避免出现“小马拉大车”的情况,这种状态会对发动机造成损害,使发动机能耗增加,造成不必要的能源浪费。
(二)液压元件节能技术
        机械工程节能控制技术运用中,还要关注液压元件的节能。液压节能技术是目前在机械工程领域的一种新的探索,利用液压节能技术来降低机械生产作业过程中的能耗。液压元件是机械设备结构的重要构成,如果液压元件在应用过程中存在摩擦、渗漏等情况,都会造成能耗的增加。为了提高液压节能控制效果,需要从液压元件的性能等方面予以优化。机械中的液压元件主要包括了液压阀门、液压油缸、液压泵等,这些机械结构在生产加工过程中,需要以节能为目标去提高精度和性能[5]。如在液压阀门的加工中,可以选择密闭性能更好的材料作为液压元件的生产基础,从而使液压阀门具有更好的连接性,同时能过长持续稳定地承载机械设备内部燃料的输送和开关控制等。除了材料工艺方面,还要对液压元件的结构等予以改进,如科学合理地完善液压泵的结构,使液压泵在油料的泵出过程更为安全可靠和高效。各个液压元件的内外壁要提高顺滑性,从选择适当的润滑剂等方面着手,避免或者降低液压元件之间的摩擦,也能够显著提高节能控制成效。
(三)其他相关节能技术
        在机械工程节能控制中,处理整机节能和液压节能以外,还有其他需要关注的节能控制内容,如从管理层面入手去提高节能成效。由于机械工程在生产作业中基本处于连续性的运转状态,对机械结构的磨损也较大。在节能控制管理中可以采用一些具有性能缓和效果的添加剂,如软化润滑剂等,涂抹或者喷洒在机械结构内部,这些措施会改变机械传送带的情况,如传送带表面的一些微小凸起可以在添加剂作用下软化,从而降低运行摩擦损耗。在机械工程的节能设计方面,可以增加一些辅助性的装置,如降温风扇装置等。由于机械处于长时间生产运行时,机械结构会出现发热的情况,发热会增加机械设备对燃料的消耗,通过采用降温风扇可以很好地应对这种能耗浪费问题[6]。另外,随时太阳能等清洁能源的技术逐渐成熟,可以研究探讨在机械设备上通过链路连接太阳能电池板,将太阳能和传统能源进行结合,在机械结构中采用双能源供给模式,当太阳能充沛时可以自动调整动力链路,输入太阳能作为生产作业的动力,从而可以大大降低能耗消耗,提高机械工程整体节能水平。
结束语:
        机械工程及其节能控制技术,是机械工程领域今年来重点的研究方向。基于节能控制能够实现对能源和环境的保护。尤其是在当前能源紧张的局势下,加快机械工程节能技术研发设计,对国家经济发展和机械工程实践成效的提升都有着重要价值。
        
        
参考文献:
        [1]宋慧啟.机械电子工程节能控制技术研究[J].内燃机与配件,2020(20):157-158.
        [2]王孟.浅谈工程机械电子节能控制技术[J].电子世界,2020(10):199-200.
        [3]彭九九.机械电子工程节能控制技术研究[J].内燃机与配件,2019(22):181-182.
        [4]吴哲.工程机械电子节能控制技术研究[J].电脑迷,2017(04):66.
        [5]陈佳盼.机械电子工程节能控制技术研究[J].科技创新与应用,2017(09):145.
        [6]杨文刚.工程机械电子节能控制技术研究电器控制设计要诀[J].工业设计,2015(10):162-163.
       
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