節能設計在機械制造及其自動化中的應用

摘要：目前機械制造及其自動化已在各行各業中得到了廣泛應用，但與此同時也出現了資源浪費、能源浪費等一系列問題。在當前背景下，為了能夠有效控制這些問題，有必要在其生產與加工過程中進行節能設計，這必將成為未來工業領域的主要發展趨勢。

關鍵詞：節能設計;環保;機械制造;自動化

在經濟發展的大勢之下，機械制造與自動化領域也被帶動著實現了較大發展，目前在市場中機械制造與自動化的地位正逐步提升。但由于其生產過程中需耗費巨大能源，也會對其長遠發展產生不良影響。在這種情況下有必要在其生產過程中引入綠色節能技術，以降低設備能耗，最終使整個生產過程更加節能。

一、進行節能設計的必要性

目前我國機械制造業在工業領域占有較大比重，計算機行業的發展為其發展作出了巨大貢獻，二者的完美融合極大推進了機械制造業的快速提升。然而我國機械制造自動化目前仍存在一系列問題，環保問題一直為世界所關注。在這種背景下機械制造業要想獲得良好發展，就必須解決能耗問題[1]。由此來看，機械制造與自動化領域中對節能設計的運用很有必要。節能設計理念注重對資源的循環利用，可能有效減小對環境的污染。同時產品壽命也為產品生產時需重點考慮的問題，具體來說首先要進行市場的分析，其次還要進行圖紙的設計，當圖紙設計好之后再進行修改、審定圖紙內容。產品生產完成后，其拆卸、回收都有很大難度，并且一些產品不能回收再利用，這樣一來不僅造成了資源浪費問題，同時能源也會嚴重浪費，并且對環境造成不利影響。因此，在機械制造及其自動化生產中進行節能設計很有必要。

二、機械制造及其自動化中運用節能設計的思路

（一）優化機械設計，實現節能減排

第一，使用低公害發動機。發動機是機械系統中最大的零部件，其質量優劣直接關乎到對外部環境的影響，因此，可選擇環保型發動機，以此減小噪聲污染，并且還能夠緩解對環境污染帶來的壓力，排量、油耗都更低，最終使加工效率更高。

第二，對液壓系統進行改良設計。要想確保液壓體系統持續高效運轉，必須確保其清潔，不僅要嚴格把握油料的選擇，同時還要在設計過程中徹底清除液之中的磨損物、雜質，延長換油間隔，以降低故障發生率，降低配件更新率，延長其使用壽命[2]。

第三，對駕駛室進行改良設計?？蛇x用經降噪、減震處理過、防紫外線玻璃的整體式、全密封駕駛室，室內配備冷暖、無氟、環?？照{，基于FOPS、POPS技術進行安全駕駛室設計，利用人體學設計原理，并且融入多元化色調搭配，不僅要確保司機人身安全，同時也可緩解視覺疲勞，從整體上改善工作環境。

（二）選擇環保材料，實現節能減排

第一，設計工作中應盡量選擇可回收利用的材料，以顯著降低對資源的消耗。其材料選擇應該遵循可再生、易分解以及可回收等原則，因為采用這種材料進行生產加工，不僅不會排放出有害物質，同時對環境造成的危害也相對較小，尤其是結構之中所用零件，其結構設計時必須遵循易于分配、分解的原則，不能使用有毒的材料，從最大程度上提升材料利用率[3]。

第二，在實際工作中要盡量選擇低能耗、重量輕以及長壽命的材料，一般產品壽命延長了，就說明產品報廢率降低了，同時也就意味著產品產量頁相應減少。從降低能耗的方向來看，產品重量適當減輕，并且根據機械要求實施優化設計，所設計出的產品一般都會與環境通用標準相符。

第三，在設計過程中還要對零件報廢之后處理污染所用的成本加以考慮。在實際工作中，產品報廢之后，其污染處理問題往往容易被人所忽略，實際上處理報廢產品所用成本也是一筆不小的消費，應該優先選擇一些綜合成本小的材料，關注環保負荷問題，避免使用含有氟利昂、樹脂、石棉等的材料[4]。

（三）改進加工工藝，實現節能減排

第一，要做到因地制宜，以外部環境為參考合理選擇加工工藝。在眾多加工工藝之中，應優先考慮現場之中設備匹配的問題，比如：零件鍛壓可從鍛壓方式、溫鍛壓方式、熱鍛壓方式之中選擇，其中相比冷鍛壓、溫鍛壓，熱鍛壓工藝的能源利用率明顯更低，但如果選擇冷鍛壓，則會對環境造成相比熱鍛壓、溫鍛壓更高的危害。由此來看，在眾多鍛壓工藝之中，溫鍛壓將會在以后得到更為廣泛的應用。

第二，進一步優化現有產品的結構。機械結構之中設計零件越少，整體結構越簡單，其加工過程中的能耗越低，同時零件形狀也明顯影響著制造的能耗，因此，在設計過程中不僅要確保產品性能發揮，同時還要有效簡化零件，最終從整體上對產品的結構進行優化[5]。

第三，注意合理安排工藝工序。實施節能設計時，需合理調整加工工序，并且對所用工藝進行優化，以此也可達到節能目標。例如，在生產冷軋薄板時，需要對鋼板進行塑性變形處理，此時只有經淬火處理才可完成成型加工。因此，加工過程中各工序都要優化，以從最大程度上提升能源的利用率。

三、結語

近年來，我國機械行業取得了快速的發展，但與此同時也帶來了很多能耗問題，目前能耗問題已成為機械制造業共同關注的問題，極大影響了企業的競爭力。在這種情況下，要想在激烈的市場競爭中得到生存與發展，企業必須走出一條可持續發展的道路，在生產、加工環節減少對能源的消耗，從最大程度上降低環境污染，這樣才能充分體現出運用節能設計的現實性意義，從而全面提升企業的生產水平，最終確保機械行業穩定、健康的發展。

參考文獻：

[1]王永玉.節能設計在機械制造及其自動化中的應用[J].造紙裝備及材料，2020，49（04）：63-64.

[2]王傳印，王滿滿，宋勝鵬.關于機械設計制造及其自動化節能設計理念[J].四川水泥，2020（07）：118+120.

[3]成茹.機械設計制造及其自動化的節能設計思想探討[J].內燃機與配件，2020（11）：217-218.

[4]何鳳超.機械制造及其自動化中節能理念落實探究[J].湖北農機化，2020（01）：31.

[5]牟忠凱.機械制造及其自動化設計中節能設計理念的融入與探索[J].現代制造技術與裝備，2019（12）：208+210.

作者簡介：

聶通（1989，9-）男，漢族，籍貫：遼寧營口，學歷：?？?，研究方向：機械。