试论节能设计理念在机械制造与自动化中的应用

郭敬飞

（山西霍尔辛赫煤业有限责任公司，山西 长治 046000）

引言

目前，能源的严重浪费是各行各业发展中不可避免的问题，机械制造与自动化的结合在推动其他行业进一步发展的同时，自身严重浪费能源的问题也是不可避免的。在我国能源资源不断减少的形势下，要想实现工业的可持续性发展就必须要做到节能减排，因而在机械制造与自动化中应用节能设计理念，从设计阶段使机械制造与自动化的能耗降到最低，具有着重要的现实意义。

1 机械制造与自动化的发展现状分析

自我国改革开放以来，机械制造技术发展迅速，同时在我国的工业生产中占据了越来越重要的地位。近年来，随着科学信息技术的深入普及，各行各业都开始广泛地运用计算机技术，特别是在机械制造行业中，通过与计算机技术的有机结合，使机械制造趋于自动化，且其工业产品制造的完成也越来越安全与快速，使机械制造行业更加快速的发展，现在机械制造与自动化的显著特点就是高安全性与高效率生产。同时因为机械制造技术与自动化技术的有机结合，使得我国的机械制造技术的发展也越来越快，并且近年来，国内的一些机械制造企业还开始尝试与国际接轨，通过建立跨国公司使国际交流有效加强，通过这一举措，国内许多机械制造行业的技术发展得到了有效的促进，其规模开始不断扩大，也逐渐提高了其机械制造的自动化程度，从而竞争力不断提高，并促进企业的快速发展［1］。

随着能源能耗的增加与我国对节能减排的大力倡导，机械制造与自动化行业对节能环保技术发展的关注度也越来越高，且对于机械制造与自动化行业的发展而言，有效地引入节能设计理念非常必要。在现代工业中，机械制造与自动化行业发展的一项重要技术就是节能环保技术，通过对机械制造中各个环节的严格把控，有效地对节能设计理念进行应用，从而对机械制造与自动化行业持续健康的发展提供有效保障。

2 机械制造与自动化中节能设计理念的有效应用途径

2.1 改进机械结构设计

在机械制造与自动化中应用节能设计理念时，贯彻节能设计理念的第一步就是改进机械结构设计，只有使机械结构设计真正做到节能环保，才能有效地保证整个机械制造设计做到节能环保。在改进机械结构设计时，节能设计理念的应用途径主要可以体现在以下几个方面。

1）选用低污染、低公害的发动机。发动机作为机械工程系统中最大且最关键的部件，其所排放出的噪音和气体会极大程度地影响到外部环境。因此，使用环保型的发动机不仅可以有效减少噪音与气体污染，还能使油耗与排量降到最低，同时有效提高加工效率，提升机械系统的动力，并极大程度上缓解了机械对于外部环境造成的污染压力［2］。

2）液压系统的设计要坚持节能原则。机械工程中的液压系统会极大程度影响到整个机械工程的运行，要想使液压系统的高效传动得到有效保证，就要有效保证液压系统的清洁度，这不仅要求严格把控油料的选择，设计师在设计液压系统时，也要将油液中的磨损物与微尘垃圾杂质进行彻底清除，从而使液压系统的清洁得到有效保证，并极大程度延长换油的时间间隔，使液压系统的故障发生率有效降低，同时大大降低配件的更新率，延长机械设备的使用寿命，对液压系统的污染进行严格的控制。所以在对液压系统进行改良设计时，应该要选择耐腐蚀性强、防老化能力突出及密封优良的优质液压管，软管尽量用硬管代替，从而使软管的废弃量与损坏量有效降低，并因管道破裂而引起的环境污染问题减少。

3）改良机械工程驾驶室的设计。驾驶室是大型机械工程中操控机械工程最主要的控制室，在对机械工程驾驶室的设计进行改良时，可以采用防紫外线辐射玻璃、经减震降噪处理的全密封整体式“安全环保型”驾驶室，可将环保无氟型冷暖空调配备在驾驶室内，对人体工程学设计原理进行充分运用，设计一个基于FOPS 与POPS 技术的安全驾驶室，并将多元化美观合理的色调搭配有效地融入到设计过程中，在保障驾驶员安全的同时，也有效缓解视觉上的疲劳，有效改善其工作环境的同时，也使作业效率得到提高［3］。

2.2 采用节能环保材料

1）机械工程系统设计时尽量选用可回收、可再生的材料。机械制造与自动化的材料选择应该严格遵循可回收、可再生及易分解的基本原则，在生产加工过程中就不会有大量的有毒有害物质排放出来，也可以有效减小对环境的危害。特别是在进行结构设计时应该尽量选用可拆卸、可回收且无毒的材料，从而使机械材料的再生率有效提高，并使机械工程材料的浪费情况有效减少。

2）机械工程系统设计时要遵守长寿命、低能耗与轻重量原则。一般情况下，有效延长产品的使用寿命就是使机械产品的报废率降低，同时也意味着减少了机械的产品产量。机械产品的能耗降低也能减少污染，提高环保效率。从材料能耗降低的角度，将机械产品的重量适量减轻，并从环境的负荷对于机械的要求方面进行优化设计，产品设计应于环境通用标准相符合，从而保证机械构件的通用性有效实现。

3）机械工程系统设计时尽量选择综合成本与污染最小的机械材料。在进行机械制造与自动化设计时，一些企业常常会忽视机械材料报废以后的污染处理问题，为满足节能要求的同时也使材料的综合成本有效降低，应积极采用一些综合成本最小化与低环保负荷的机械材料，并尽量避免使用树脂、石棉、氟利昂以及含氯橡胶等类型的机械材料。

2.3 优化制作工艺

在设计机械制造与自动化系统时，结构与材料的设计是非常重要的内容，但是为了能够使设计阶段全过程的节能目标有效实现，制作工艺的优化也十分重要。

1）优化现有产品结构。众所周知，机械制造与自动化系统中，设计零件越少且机械结构越简单，在进行制造时所需的能源就会越低。除此之外，在制造过程中所需的能耗也会受到机械设计中零件形状的影响。因此，在机械制造与自动化系统设计时，不仅要使产品的基本性能得到保证，还要使其零件尽可能简化，使零件数量与机械体积减少，并优化其产品结构。

2）合理安排工艺工序。因为不同加工工艺产生的能耗不同，因而在进行产品加工时要合理安排加工工艺工序，对加工工艺进行节能设计，让机械生产设备一直保持一个满负荷运行的状态，从而使生产设备的使用效率得到有效提高，并有效降低能源的浪费。

3 结语

我国机械制造与自动化在飞速发展的同时，也付出了能源大量浪费与消耗的代价。因而，各行各业应该高度重视节能环保问题，将节能设计理念贯彻落实，在保护环境的同时要促进企业的可持续性发展。

［1］曹雅莉.浅析节能设计理念在机械制造与自动化中的应用［J］.装备制造技术，2013（8）：257－258.

［2］范盈圻.机械制造与自动化中的节能设计理念分析［J］.科技资讯，2015（10）：96.

［3］张成磊，刘朝利.机械制造与自动化设计中的节能设计理念研究［J］.科技风，2014（13）：56.