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摘要:機械制造是各種能源、資源占用較多的行業(yè)，以現(xiàn)有的節(jié)能技術(shù)對機械制造與自動化進行創(chuàng)新改造，可提升機械工程的環(huán)保性與節(jié)能性，繼而制造出更多符合社會需求的綠色產(chǎn)品。本文從節(jié)能理念的角度出發(fā)，對機械制造與自動化的優(yōu)化設(shè)計展開探討，并展望其將來的發(fā)展方向和前景。

關(guān)鍵詞:機械制造;自動化;節(jié)能設(shè)計理念

0前言

目前，機械制造與自動化在我國的發(fā)展水平還不夠高，相關(guān)技術(shù)尚不夠成熟，制造出的一些產(chǎn)品達不到市場標準。同時，機械制造的設(shè)計環(huán)節(jié)會造成多種資源、能源的浪費，致使能源耗損的程度較大，并且，這也違背了持續(xù)性發(fā)展的相關(guān)原則，為能實現(xiàn)機械行業(yè)的資源高效利用，要將節(jié)能設(shè)計的相應理念融合到機械制造與自動化中，從而促進機械制造的優(yōu)化革新。

1節(jié)能設(shè)計在機械制造中的特征體現(xiàn)

相比傳統(tǒng)制造的模式，節(jié)能型機械制造有較為明顯的先進特征，集中表現(xiàn)為:機械節(jié)能設(shè)計囊括了自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、生活環(huán)境等各方面的理念內(nèi)容［1］。換言之，機械制造中的節(jié)能設(shè)計可對自然環(huán)境中的有效資源進行反復、循環(huán)利用，很多報廢后的資源得以回收利用，既減輕了生態(tài)環(huán)境方面的污染程度，也提高了人們居住環(huán)境的總體質(zhì)量。節(jié)能型的機械設(shè)計在很大程度上緩解了資源過度消耗的問題，因此，國家和社會十分關(guān)注節(jié)能理念在機械設(shè)計中的實際運用，尤其是面對資源短缺這一典型的社會現(xiàn)象，機械行業(yè)更應注重節(jié)能設(shè)計相關(guān)理念的整合運用，以實現(xiàn)機械制造設(shè)計的“綠色化”發(fā)展。“綠色理念”下的機械設(shè)計指標體系。

2節(jié)能理念在機械制造與自動化中的設(shè)計要求

2.1運用環(huán)保型材料進行設(shè)計

運用設(shè)計材料方面，機械制造應遵循“環(huán)保、高效”的利用原則，盡量選擇具備可回收性、可再生性的生產(chǎn)材料，少選用重金屬材料、貴金屬材料及稀有材料進行生產(chǎn)。機械設(shè)備的易壞性部件可挑選塑料質(zhì)地的環(huán)保材料或者其他材質(zhì)的非金屬器件，這類型的設(shè)備配件要滿足“容易更換、可循環(huán)使用”的應用要求，集中體現(xiàn)“資源化”、“無害化”的環(huán)保特點［2］。此外，機械材料的報廢處理要符合環(huán)境友好、流程簡單、價格低廉的要求。

2.2機械設(shè)計要突出質(zhì)量輕、適用廣、壽命長的特征

機械制造中的設(shè)計環(huán)節(jié)要能夠體現(xiàn)出質(zhì)量輕、適用廣、壽命長的相關(guān)特征，首先，機械產(chǎn)品的適用范圍廣就可以減少產(chǎn)品的替換頻率，進而延長了產(chǎn)品的使用期限，降低機械制品的報廢率，促使原材料及能源得以充分運用，以突顯產(chǎn)品的節(jié)能性。其次，“質(zhì)量輕”是技術(shù)發(fā)展的先進體現(xiàn)，按照機械的制造要求，質(zhì)量較輕的產(chǎn)品能夠減低實際生產(chǎn)對機械裝置的耗損程度，減少生產(chǎn)運行所形成的負荷量，達到節(jié)能的生產(chǎn)需求。再者，機械設(shè)計要按照通用的制造標準進行規(guī)劃，以保證設(shè)計、制造出的機械制品具備更強的適用性，發(fā)揮配件在組裝設(shè)備中的應有效用，提升產(chǎn)品的運用效率，達到節(jié)能操作的目的［3］。

3節(jié)能設(shè)計在機械制造中的實現(xiàn)策略

3.1選用節(jié)能類型的發(fā)動機

機械工程當中最大的運用部件就是發(fā)動機，這一部件會對外圍環(huán)境形成很大影響，因此，在選擇機械制造所用的發(fā)電機時，要盡量挑選效率較高、耗能較低、污染較少的類型，當前以水冷增壓式柴油發(fā)動機為最優(yōu)選擇，沒有達到節(jié)能要求的發(fā)動裝置，一律不予使用。

3.2對液壓系統(tǒng)進行滲漏防護處理

機械的自動化工程中，液壓系統(tǒng)起到穩(wěn)固運轉(zhuǎn)的實際效用，設(shè)計人員注重機械液壓系統(tǒng)防護處理的有關(guān)情況，尤其要加強防滲漏的處理情況，避免液壓油從系統(tǒng)中流失至外部，以保持系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)。此外，封閉型設(shè)計可防止灰塵進入液壓系統(tǒng)的內(nèi)里空間，緩解液壓系統(tǒng)中各個組件間的相互沖擊力，減輕轉(zhuǎn)運負載及負荷量，使機械裝置處于優(yōu)良的工作狀態(tài)。

3.3優(yōu)化機械內(nèi)置的總體構(gòu)造

從內(nèi)置構(gòu)造來看，機械部件的構(gòu)造越簡易，配件類別越少，產(chǎn)品的制造過程越簡單，同時，機械工程的簡易化更利于減低能耗，基于此，機械零配件的相關(guān)設(shè)計工作要做到位，在確保機械系統(tǒng)有效運轉(zhuǎn)的條件下，盡量精簡工程結(jié)構(gòu)，去掉多余的相關(guān)配件。機械器件的新型設(shè)計及制造流程。

3.4機械工藝的合理化設(shè)計

按照機械生產(chǎn)的有關(guān)需求，對相關(guān)工藝進行合理分析和設(shè)計，是為了減少有效時間的浪費，提高系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)速率，從而增強機械設(shè)備的運作功能。機械工藝設(shè)計要注意以下幾點:

(1)對某一特定的機械器件，可選取熱、溫、冷等不同層次溫度的鍛壓方式進行加工，以符合器件運用的各方面需求。在此過程中，要明確各個加工環(huán)節(jié)的所需能耗，按照消耗能源的實際特點進行綜合選擇。例如，高熱鍛壓對能源的使用效率比較低，具體鍛壓中應減少該方式的運用頻率;冷鍛壓的能源消耗量雖然比較少，但是卻給外圍環(huán)境帶來不小的污染影響。鑒于以上分析，溫鍛壓綜合了兩種方式的加工因素，具有更加突出的鍛壓優(yōu)勢［4］。操作中應優(yōu)先采取這一工藝方式。

(2)工藝參數(shù)在機械的制造設(shè)計中起著非常關(guān)鍵的作用，尤其是在節(jié)省能耗方面，參數(shù)值的設(shè)定直接影響到工程節(jié)能的實際效果。制造系統(tǒng)中電氣交版的定量。例如，軸類配件的加工應以多種類的毛坯為主要制備對象，因此，制備工程中要注意毛坯成形所需的具體能耗量，不可盲目投入大量的有效能源。此外，設(shè)定加工的余量參數(shù)應做到科學化、標準化。降低余量有利于制造產(chǎn)業(yè)的節(jié)省能源。

(3)機械領(lǐng)域?qū)鋮s液的利用卻較為多見，但冷卻液在器件制造過程中的使用會消耗過多的有效能源。因此，減少冷卻液的大規(guī)模使用是節(jié)能減耗的途徑之一。

(4)工序流程是機械制造過程的整體把控，減少非必要的工序，能有效地縮短加工時長，尤其可以減少各工序間的等待時長。但假如工序設(shè)定不夠合理，則會延長工序銜接、轉(zhuǎn)換時間，增加能源損耗，加大非必要的經(jīng)濟投入。

4機械制造及設(shè)計的發(fā)展前景探析

自動化技術(shù)融合到機械制造和設(shè)計當中，可促使機械工程步向多元化的發(fā)展方向。當前，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)于我國的高新市場，自動化設(shè)計手段的引入使用，既優(yōu)化了機械設(shè)備的原有性能，也提高了制造系統(tǒng)的節(jié)能屬性［5］。因此，多元化是今后機械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向之一。另外，我國當前的機械制造產(chǎn)業(yè)將機械設(shè)計、制造運轉(zhuǎn)、生產(chǎn)操作、管理工作進行獨立運作，致使各環(huán)節(jié)的工作難以有效銜接。為更好地處理工作銜接問題，機械產(chǎn)業(yè)將進一步優(yōu)化設(shè)計制造的細節(jié)工序，促進機械運行系統(tǒng)的集成化、一體化發(fā)展。再者，“節(jié)能減耗”是當前提倡的機械設(shè)計理念，為實現(xiàn)節(jié)能化的機械制造，機械企業(yè)要綜合分析機械運作產(chǎn)量與能源投入之間的具體聯(lián)系，仔細考慮系統(tǒng)優(yōu)化的各種干擾因素，不斷優(yōu)化各個系統(tǒng)部件的內(nèi)部配置，以充分發(fā)揮工業(yè)材料的使用價值，盡可能減少重度污染物的排出量，對廢品進行多次循環(huán)利用，從而實現(xiàn)“以低能源投入，獲取最優(yōu)產(chǎn)出”的節(jié)能目的。

5結(jié)束語

機械能源的損耗可在設(shè)計規(guī)劃、器件制造、后期處理等環(huán)節(jié)中得到有效控制。具體來說，想要實現(xiàn)“節(jié)能降排”目標，應從機械設(shè)計環(huán)節(jié)入手，設(shè)計者要遵循“節(jié)能設(shè)計”、“綠色理念”的相關(guān)要求，檢查系統(tǒng)內(nèi)置中耗能量較高的組成器件，并對其進行調(diào)整處理，盡可能排除各種限制因素，使制造系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)勢得以充分發(fā)揮，提高制造工程的能源利用率，促進機械產(chǎn)業(yè)朝著更為節(jié)能化的方向發(fā)展。

參考文獻

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［2］楊小萍，王麗．基于“雙需求”的機械制造工程課程改革探索［J］．科技資訊，2015，11(15):169－170．

［3］王秀婷，張殿召，王海豐，張波．現(xiàn)代機械設(shè)計與機械制造的相關(guān)技術(shù)分析［J］．城市建設(shè)理論研究(電子版)，2014，4(35):86－87．

［4］陳剛．機械制造中的低碳制造理論及其技術(shù)的應用探討［J］．中小企業(yè)管理與科技，2015，11(9):296－297．

［5］趙思強．綜述綠色制造技術(shù)在機械制造領(lǐng)域的應用［J］．城市建設(shè)理論研究(電子版)，2014，10(7):172－174．

作者：張英祥 單位：武威職業(yè)學院