机械制造及自动化中的节能高效设计理念

石乐萌

摘 要：经济的迅速发展对于人们的生活所产生的影响是非常广泛的，主要表现在提高了人们的生活水平，但同时也增加了能源消耗的负担，地球中的各类能源是有限的，要想实现工业的可持续性的发展就必须想办法实现能源利用的优化，响应国家关于节能减排的政策方针，耗能极高的机械制造业和自动化产业需要积极的提出一些减少能耗的策略，进而促使企业自身的长远发展。

关键词：机械制造；自动化；节能设计

1 机械制造及其自动化发展状况

1.1机械设计制造发展现状

机械制造在我国发展以来，以非常快的速度在不断地发展。在我国的工业发展中起着越来越重要的作用。由于近年来随着计算机行业的发展，更多的将计算机集成技术运用到了机械制造业中，使机械制造很好的与自动化相结合，机械制造业的自动化，使其更加快速"安全地完成作业，极大地推进了机械制造业的快速发展，效率高成为现在机械制造及其自动化的一个代名词。机械制造及其自动化虽以极快的速度发展起来，并且起到了很好的带动作用，但是应当注意到，我国的机械制造及其自动化仍然处于初级阶段，需要从各方面去发展。另一方面，我国的机械制造与自动化起步比较晚，许多技术不是很成熟，与发达国家相比，存在很大的差距。需要在技术上去追赶，同样由于技术上的落后，产品质量往往不是很好，需要在产品质量上进一步加强。这是我国现阶段机械制造及其自动化的发展现状，应该看到进步，但更重要的应该是看到不足，进一步发展它的技术。

1.2机械设计制造中节能设计的优势分析

节能的机械设计与制造理念其优势分析，主要在于优先于传统的机械设计制造理念。近年来，我国对于节能机械设计的研究比较多，发展的也比较深入。对于节能机械设计理念而言，从某种程度上可以理解为自然环境设计、生态设计以及环境意识设计等等。其主要的内涵在于对制造所需要的自然资源进行循环再利用，减少对环境的影响以及机械的循环利用等等。机械的产品设计要满足可回收、可拆装并能够重复利用等等，这是节能机械设计理念的新要求。

2 如何在机械制造与自动化设计中加入节能理念

要想将节能理念深入的渗透到机械制造与自动化中，必须做好以下几个方面的工作。

2.1机械制造与自动化中设计阶段的节能

在机械设计制造中，节能技术应该是首要考虑的事项，尤其是在设计阶段。通常设计阶段需要对整个系统进行总体规划，在设计阶段对节能考虑得周全与否以及规划得是否合理，对于最终机械系统的能源利用效率有着决定性的影响。通常制造机械中最常见的部分就是发动机和液压系统。设计发动机系统比选择优良的排放系统，选用低油耗、低排放、低噪音和高效率的环保型发动机更为重要。这样不但可以降低整个系统的能源消耗，还可以减轻排放系统的负荷。

液压传动中最重要的是保持传动液压油的清洁度，精心设计的液压系统是保障机械系统节能、高效和环保的重要环节。精心设计的液压系统可保证油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质长时间保持在正常工作范围，减少液压元件故障率与磨损、延长常用液压元件的使用寿命，降低液压油的更换频率，延长换油间隔时间，减少对周边作业环境的污染。比如为了保证液压系统的寿命，采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管；设计过程中在可能的情况下尽量使用硬管，对只能使用软管的部分可以设计液压油回收装置，以便在软管破裂时能够回收液压油而不致对环境造成污染。

机械设计过程实用化虚拟现实技术，成为设计初期的主要方式。计算机技术的长足发展使得机械制造和自动化的设计、优化和实际的使用结果都可以事先在计算机中模拟出来，这也是机械设计制造设计未来的发展方向。通过计算机模拟环境先将所要设计的系统建立虚拟模型，并赋予这些模型同现实中同样的物理性质，使用计算机进行预先演算，寻找设计产品的缺陷。在这个过程中发现的缺陷可以直接修改计算机模型，然后重新演算，直到符合要求之后再进行生产制造。与传统的设计流程相比，很多需要设计图纸和样品制造的环节都可以减少甚至完全不需要。这样的设计方法可以缩短设计周期，减少生产过程中出现问题的可能性，由于成功率的提升，消耗资源环节的减少可以有效降低企业的成本，同时也能减少环境污染。

2.2需要从机械材料等方面进行节能设计

所谓的机械材料的节能度就是指在设计阶段应该将回收的可利用的各种材料充分的利用，减少能源的消耗，之所以增加对可再回收的资源与材料的利用是为了降低的机械生产过程中各类废物、废气和废水的产生对于环境造成的各类不良的影响，其中最重要的是对各种结构零件的回收，零件的无毒无害的特点可以使得机械生产的再生率得到极大的提升，避免资源与材料的浪费；对于其他方面的材料的选择上也应该以轻质量的材料为主，这样的话就可以减小机械生产过程中机械本身的负荷，进而间接的减小能源的消耗并延长机械的使用寿命。

2.3设备运转过程的节能措施

機械设备在制造完毕后，就是在运转过程中的消耗能源，利用先进的完全智能化的管理系统，可以控制运转过程中实时消耗的能量。智能化的管理系统可以控制大到整个生产线小到每个开关，通过各种先进的传感器实施收集生产过程中的相关数据，动态地调节生产设备令其同生产负荷相适应，用最小的能源消耗来满足生产需求。以制造业的一般生产线来讲，通常只是某一部分的设备需要一直运转，其他的部分设备是在需要的时候才使用。这些设备有的可以直接关闭，有的需要保持在待机的状态，通过及时关闭不需要的设备并让必须待机的设备运转在最小消耗下，这就可以减少不必要的能源消耗，降低生产成本。

3 结语

随着国家经济的快速发展，国内机械制造与自动化产业也在蓬勃兴起。机械制造与自动化的发展，带来的不仅仅是经济的利益，也有对环境的污染等，因此，在其中注入节能的设计理念，才能使机械制造与自动化产业更上一层楼，使国家的制造业经济也能长久持续地发展下去。

参考文献

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[2]马明.机械制造与自动化设计中的节能设计理念分析[J].科技创新与应用，2015，（11）.

[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，（7）.

[4]林俊鹏.机械制造与自动化中的节能设计理念[J].科技风，2014，（7）.

（作者单位：英利能源（中国）有限公司）