浅论节能设计理念在机械制造与自动化中的应用

艾昊添

摘 要：近年来我国工业高速发展，成为"世界制造工厂"，工业生产量逐年增高，庞大的生产需求量也促进了工业生产模式的改变。科技的发展使工业生产技术不断改进，机械自动化生产成为我国工业生产的普遍模式，随着人们环保意识的增强，节能理念也逐渐应用到机械制造和自动化中，对我国的可持续发展目标深入推进具有十分重要的作用。本文将分别从设计优化、材料选择以及工艺技术等几个方面对节能设计理念在我国机械制造与自动化中的应用进行分析。

关键词：节能设计；机械制造；自动化

机械制造与自动化的广泛应用使得原有的工业生产模式得到改变，其在提高产品生产效率、推动各行业产业规模扩大的同时也给生态环境造成了巨大压力。机械制造与自动化在工业领域的应用使得能源的消耗量增大，工业生产量越大，资源的消耗量也就越大，再加上目前我国的机械制造与自动化发展水平不算很高，一定程度上造成了资源过度使用的情况，一些能源得不到完全消耗，导致资源能源浪费。因此，对于节能设计理念在机械制造与自动化中的应用研究是改进机械制造技术，提高机械制造水平的重要前提。

一、优化机械设计，实现节能减排

（1）选用低公害发动机。发动机是机械运动的主要动力，也是整个机械系统中最大的一个组件，发动机的质量对机械运行的效率和环境的影响都有十分重要的作用。因此在进行机械制造时要选择性能优质、质量较高的发动机，要注重发动机环保性能的选择，采用环保发动机能够减小机械运作过程中产生的噪音，降低噪声污染，同时还能够减少机械生产时所需要的能源消耗，降低废气废水的排放量，提升能源利用率，避免资源浪费的情况，还可以提高机械的运行效率，提高机械生产的产量，增强机械运转动力，这些都为实现机械制造环保理念制造了前提，大大减轻了生态环境因机械生产所承受的压力。

（2）改良液压系统设计。保持液压系统的高效传动首先要保证液压系统的清洁，不仅在油料选择上做到严格把握，设计师们在对液压系统进行设计时，还要彻底清除油液中的微尘垃圾杂质以及磨损物，这就能保证液压系统的清洁，换油的时间间隔被延长很多，从而有效降低液压系统的故障发生率，延长了机器寿命，配件更新率大大降低，严格控制了液压系统的污染。因此，改良设计液压管的选择上应使用密封优良、防老化能力突出、耐腐蚀性强的优质管路，尽量使用硬管代替软管，降低软管的损坏与废弃量，减少因管道破裂而造成的环境污染。

（3）驾驶室的改良设计。在驾驶室的改良设计中，可以采用经减震降噪处理的、防紫外线辐射玻璃的全密封整体式“安全环保型”驾驶室，驾驶室内可配备环保无氟型冷暖空调，设计基于PO PS和FOPS技术的安全驾驶室，并充分运用人体工学设计原理，设计过程中融入多元化美观合理的色调搭配，在保障司机安全的基础上，视觉疲劳得到有效缓解，工作环境得到有效改善，从而能有力提高作业效率。

（4）自动加脂装置的设计。目前润滑脂的加注工作还是多以传统手动注入方式为主，这种传统手动注入方式既耗时又费力。与此同时，手动注入过程中还会溢出大量油液，这就或多或少的造成了环境污染。基于此，设计一款机械自动加脂装置系统，来实现对于设备的定时自动加脂。如设计一个集中润滑系统，来定时自动完成对各铰销的黄油加注操作，事先计算并设定好对黄油量的控制，既能保证各铰销的油量充足，还能避免溢出油液，造成浪费，既方便还比较环保。

二、选用环保材料，实现节能减排

（1）如果想要提高机械的环保性能就做到在机械制造的每一个环节的注重环保理念的植入，环保材料的使用是提高机械制造与自动化环保性的重要基础。因此，在设计时一定要尽可能使用可再生或可回收的环保原料，这样做可以从根源上减少机械制造产生的污染，避免能源和资源浪费。在进行机械制造与自动化生产时也应该注意材料的可降解性、可回收性和可再生性，这些材料的运用可以减少生产过程中产生的有害气体排放量，还可以使原材料得到完全使用和循环利用，降低工业生产对环境造成的污染；另外还要注意不能使用有害材料和有毒材料进行生产，这样会使得有害物质排放量增加，造成环境质量的下降，使得机械制造与自动化的环保性能无法实现。总而言之，注重机械生产中环保材料的运用是环保设计理念在机械制造与自动化中应用的一种表现。

（2）在机械制造与自动化设计过程当中尽量考虑轻重量、低能耗、长寿命原则。通常产品的寿命得到有效延长就等于说是降低了机器产品的报废率，意味着机械的产品产量也相应的减少了。同时，降低机械产品的能耗也能减少污染，提高了环保效率。出于降低材料能耗的角度，适度减轻机械产品的重量，并从环境的负荷对于机械的要求方面进行优化设计，产品设计应符合环境通用标准，实现机械构件的通用性。

（3）在机械制造与自动化设计过程当中还应考虑到零件报废以后的污染处理成本。设计过程当中，报废以后的污染处理问题常常被忽视，应积极采用一些低环保负荷、综合成本最小化的材料。尽量避免使用含氯橡胶、氟利昂、石棉和树脂等类型的材料。

三、改进制作工艺，实现节能减排

（1）因地制宜，参考外部环境选择加工工艺。在单个零件的众多加工工艺当中应考虑到现场设备的匹配。热锻压工艺能源利用效率要低于冷锻压和温锻压方式，但是选用冷锻压工艺对环境的危害要比热锻压和温锻压工艺高，所以温锻压工艺将在日后广泛被应用。

（2）对于现有产品结构进行优化。众所周知，机器结构越简单，设计零件越少，制造过程所需的能耗就会越低。同时，机械设计中零件的形状对于制造过当中的能耗影响也很明显。所以，在设计过程中既要保证产品的基本性能，也要尽可能简化零件，优化产品结构、减小机械提及、减少零件数量。

四、机械制造及其自动化技术未来发展趋势

机械制造及其自动化技术发展离不开计算机应用技术水平的不断提高。目前机械制造及其自动化技术应用合作日益国际化、大规模化，这就要求与自动化相关的计算机集成和网络技术要全面发展，与国际接轨，跟上世界步伐。同时，数字化制造技术在机械制造及其自动化技术中的应用也成为未来节能技术的必经之路。节能环保理念在机械制造及其自动化技术当中的引入，必将使得机械制造及其自动化技术应用更加全面，提高产品质量、降低工人劳动强度、提高企业经济效益、实现节能减排，进一步推动工业的发展。

五、结束语

随着工业生产量的逐渐提升和机械自动化生产技术的应用越来越广泛，我国的能源浪费问题日趋严峻，导致能源迅速枯竭，将环保理念融入到机械制造与自动化生产中的刻不容缓。将节能设计理念与机械制造和自动化生产模式相结合有利于提高我国机械化生产的效率，降低能源和资源消耗，优化产业结构，为我国的环境保护工作顺利开展和持续深入提供保证是保证，能够有效推动我国可持续发展目标的实现，促进我国经济继续全面发展。

参考文献：

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[2]吴霖，潘成荣，张伟，王军.绿色设计理论探析[J].安徽农业科学.2008（28）