机械制造与自动化中节能设计理念的应用

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年11期   作者:韦清宜
[导读] 机械产品在加工时,合理选择加工设备,合理改进加工设备,合理调整加工设备,合理选择和合理设计工装,有计划组织生产,可以获得明显的节能降耗效果。

        韦清宜
        国家管网集团北方管道有限责任公司长庆输油气分公司, 宁夏 银川750001
        摘要:机械产品在加工时,合理选择加工设备,合理改进加工设备,合理调整加工设备,合理选择和合理设计工装,有计划组织生产,可以获得明显的节能降耗效果。在过去,传统的机械设计对于环境方面和生产安全方面的问题很少考虑。传统机械只考虑设计环节、制造环节和使用环节,在工程设计过程中融入绿色概念,不仅需要考虑机械的设计环节、机械的制造环节、机械的使用环节、还需要考虑机械的报废环节,可以有效地从根本上防止污染,越来越受到公众的欢迎。
        关键词:机械制造;自动化;节能设计;应用
        1机械制造与自动化的基本特征
        机械制造与自动化行业并不是凭空产生的,而是在第三次信息化工业革命之后,机械制造行业和信息技术高度结合的结果,利用信息技术独特的优势,在信息传递和信息处理上取得了较大突破,将其运用到机械制造行业中,由此产生了自动化的概念。
        1.1更高的安全性
        在传统机械制造行业中,一方面,大多数操作都需要人工控制,需要工作人员进行一线操作,而机械制造流程中往往涉及较大的设备,较高的输出功率,一旦出现误差,就很可能对工作人员的生命安全造成严重威胁;另一方面,长时间的人工操作,会使得人脑产生疲倦性,有更大的可能出现错误操作,并由此引发严重的安全事故。而在机械制造与自动化行业中,不仅人员参与更少,绝大多数危险岗位都不需要人员进行一线操作,只需要依赖于数据控制或者自动化控制就可以了,并且,自动化的核心是信息技术,往往更加精密,出现差错的概率更小,即便是出现差错,也能够在第一时间被检测程序发现,并在第一时间中断运行。
        1.2更加广阔的应用范围
        相比较于传统机械制造行业来说,机械制造与自动化行业无疑更加精密,能够承担更多的工作内容,经过一段时间的演变之后,逐渐脱离了工业制造的范畴,逐渐向着医疗行业,甚至是计算机行业进行拓展,不仅有效扩大了自身的应用范围,也凭借自身的精密特性和量产特性,为诸多行业发展提供可靠助力,构建了“共赢”新格局。
        2落实节能设计原则的有效途径
        2.1改进机械生产设计模式
        在生产这一步骤的规划设计时段,与机械设备的制造优势特征、生产要求水平、生产成本和实质工艺需求相互融合,选择高性能、稳定运行、结构固定的自动化制造设备。机械制造在实际的生产中,生产耗能受内部零件的多少和各异形状的影响,零件与零件的形状成正比,它们之间产生强大的阻力,设备就需要更多的能量来支撑。为了维持生产环境的稳定性,应严格管理环境条件。在设计过程的每个中间部分,必须分析和测试制造过程和方法的能耗及环境影响,以最大程度地提高能源效率。
        2.2协调自动生产的生态和经济效益
        根据节能环保概念的设计生产规划,应适当选择可回收利用,具有环境效益的节能原料。在设计过程当中尽可能采用零污染的环保原材料,不但能够促进机械自动化生产的生态效益,使污染治理的成本有所减少,提升机械产品的使用寿命,而且还可以有效地控制生产过程中对环境造成的污染,促进机械制造业的稳定和可持续发展。
        3机械加工工艺的节能降耗的措施
        3.1使用合适的工装可以起到节能降耗的作用
        许多机械工作人员在实际的机械加工过程中,积极发挥自己的思想主动性,对传统机械制造工艺的缺陷进行改进,探索全新的生产工艺,比如说选择有利于降低能耗的道具,进而达到提高机械制造生产效率的目的。在机械加工的生产过程中,往往存在一些产品,既可以选择这种加工方式,也可以选择那种加工方式。

多种加工方式的选择,可以最大限度降低机械产品加工的能源消耗,比如说在工厂加工钢梁时,需要在钢梁上制造一个长条状的孔,之后再在制造的孔下面做一个平整度较低的平面,如果采取传统机械加工工艺需要在使用铣床,之后借助铣床将平面刨出,工匠改变了传统的加工工艺,用夹具在没有刨床的情况下加工工件。在铣床上完成铣孔和面。
        3.2合理调整工艺路线可使能耗降低
        许多机械加工企业在加工机械产品时都按照当前国家的技术标准进行加工,但是随着机械加工设备的不断更新,传统的技术标准也要注意不断与时俱进,这样才能与机械设备更新的步伐一致。加入其中的一个零部件采取传统制造技术,其他的采取先进的制造技术,那么就需要使用多台机械设备,而现代社会发明的功能综合的机械设备可以根据要求设置相应的程序即可,可完成整个加工过程,直接降低能耗。
        3.3批量加工生产
        对于一些规模相对较小的机械加工企业来说,单一零部件的生产需要更多的能源消耗。在这种规模较小的生产中,单一零部件的生产需要工作人员逐一进行加工处理,无法实施流水线生产。这种逐一生产的模式必然需要更多能源,如果企业采用批量加工的方式生产单个产品,不仅会降低能耗,而且会大大提高生产效率。
        3.4材料定额节能降耗
        能源储存和能源消耗过程中材料要控制好量,如果切割较粗的材料,可以选择一个能耗消耗比较低的模式,如降低切削速度,如果切割较精细的材料,切割速度要注意减缓,此外,材料在制作过程中要注意控制好加工时间,比如说对于硬度高、形状复杂的材料,切割机要选择较低的切削量,以保证能达到节能降耗的目的。电在材料加工过程中,大量的金属材料、产品模型是按照标准供应的平均长度(7.5米)要求开展工作,但在实际的处理过程中,可能需要的能源消耗要大于计划的能源消耗量,因此,在实际生产中,为了减少这些问题的出现,我们需要对原材料和辅助材料进行控制,通过合理控制材料使用,确保材料加工过程中最大限度降低成本,同时,在产品制造过程中要增加材料的计算力度,需要改善传统的生产方法,为了避免操作困难,材料要缓慢放入。
        3.5优化绿色节能设计方案
        机械设计方案时机械制造的基础,也是机械制造的前提,在机械设计方案中加入绿色设计理念,可以从源头上降低机械产品的成本,最大限度减少能源的浪费,相关设计人员要立足于“从摇篮到坟墓”的制造方式,立体全面的衡量经济性和环保性,提高社会资源的转换效率,降低生产废弃物的影响。为降低二氧化碳对全球气候造成的影响,中国碳排放结构中,近90%来自电力、工业、交通运输三个部门。为实现碳中和目标,一方面能源结构势必进行优化,风电、光伏、核电等可再生新能源的供电占比将大幅提高,另一方面,工业领域的节能减排改造将加快,低排放工程机械也将迎来快速发展,系列相关设备制造企业具备长期投资价值。
        3.6可拆卸性设计
        早些年,当机械设备损坏至不能使用时,由于无法拆卸被迫丢弃造成资源浪费和环境污染的现象比比皆是。随着绿色设计理念在加工机械中的运用,使长期被忽视的机械拆卸问题得到高度重视,也就是说,在产品加工的进程中,如果机械设备的零件发生故障或是损坏,就可以及时对其进行拆卸操作,将破损的零件修复或是替换,有效提高资源的利用率,同时整机按照统一设计标准,应用模具化制作工艺,提高各个零部件的互换性,可实现不同需要的部件替换,增强实用性。
        结束语:
        在设计计划,设备制造和后处理等方面机械性能的损失得到合理控制。特别是要实现“节能减排”的目标,就要联系机械设计,设计人员应依据“节能设计”、“绿色概念”等要求对高能耗的相关检测系统进行检查分析。
        参考文献:
        [1]王永玉.节能设计在机械制造及其自动化中的应用[J].造纸装备及材料,2020,49(04):63-64.
        [2]沈明祥.基于节能理念的机械制造和自动化设计[J].电脑知识与技术,2019,15(02):258-259.
        [3]王慧萍,聂海燕.机械制造及自动化中的节能高效设计理念[J].内燃机与配件,2018(23):207-208.
        [4]李永锋.节能设计理念在机械制造与自动化中的应用分析[J].南方农机,2018,49(21):175+177.
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