机械加工制造过程的能耗优化方法的研究

黄浩洋

（邵阳学院机械与能源工程学院，湖南 邵阳 422000）

在当前我国经济快速发展的背景下，现代人的日常生活质量和水平不断提升。但是随之而来的能源、资源消耗量也在不断提升，导致有很多资源已经处于供不应求的状态，不仅会导致我国众多资源严重短缺，而且还会影响到人们的正常生活。所以，在针对资源进行节能的时候，各个行业要共同参与其中，实现对各种资源科学合理的分配，这样才能够提高资源的整体利用率。机械加工制造行业在发展过程中，要积极响应节能降耗的号召和理念，为实现经济的可持续发展奠定良好的基础。

1 机械加工制造过程中现存问题

1.1 能源浪费

在当前机械加工制造行业的生产过程中，存在严重的能源浪费现象。该行业属于我国传统行业，又属于重工业。特别是在当前科学技术不断进步和快速发展的背景下，越来越多的新型技术被广泛应用在各个领域中。当前我国很多机械加工制造企业在发展过程中，一直沿用传统的生产工艺和方法。这些传统方法不仅无法满足当前机械加工的生产质量和效率要求，而且还会导致能源在其中的整体消耗比例非常大[1]。与此同时，我国众多机械加工制造企业当前所使用的生产工艺手段，与其他国家相比，仍然处于比较落后的状态。这样不仅会直接导致自身的生产质量无法达到一定标准和要求，而且还无法实现对能源的可回收利用，这样就会导致能源大量消耗的问题无法得到有效处理。

1.2 机械加工制造行业对环境造成的影响

在针对机械加工制造行业能源消耗问题进行分析的时候，与相关数据统计结果进行结合分析，发现煤炭、石油以及天然气这三大能源是维持机械加工制造行业发展的基础，也就是说这些能源与其具有密不可分的联系。通过对实际情况进行调查分析和研究，发现机械加工制造过程中，基本上所有的生产环节都离不开这三种能源的利用。但是能源与机械产品相互之间的转化，必然会产生大量的污染物，这些污染物将会对环境造成严重的影响。特别是在燃烧一些化石燃料的时候，会释放出大量的二氧化碳等有毒有害气体[2]。这些污染物、有毒有害气体如果无法得到及时有效的治理，那么将会直接渗入到空气当。这样不仅会导致酸雨等一些恶劣天气的出现，而且还会对生态系统造成严重的影响，导致生态系统出现严重的紊乱现象，进而对整个环境造成严重污染。

1.3 能源价值快速增长对机械加工制造带来的负担影响

机械加工制造行业在发展过程中，是我国传统工业部门当中非常重要的一部分。在针对产品进行加工的时候，需要投入大量的能源，不仅会涉及大量的人力资源，同时还会涉及各种不同类型的物力、能源等。近年来，我国机械加工制造行业在发展过程中，由于各种能源和人工价值普遍有明显的提升，所以机械加工制造行业要想维持传统的生产方式，就必须要不断增加前期的成本投入。也就是说在生产过程中，要利用高额的成本费用，推动机械加工制造行业的生产和运作。这种方式的出现，对一些中小型机械制造企业而言，将会造成严重的影响，甚至在无形当中，还会导致我国机械加工制造行业的发展受到严重的阻碍和制约。

2 针对机械加工制造过程提出的能耗优化方法

2.1 机械加工与生产工艺的改良优化措施

机械加工制造企业在发展过程中，要结合实际情况，提出有针对性的措施，实现对能耗的优化，这样不仅有利于节省能源在其中的大量投入，而且还能够实现对成本的有效控制，尤其是可以实现对生态环境的保护。在具体操作过程中，要对现有的机械加工措施、生产工艺手段等进行优化和完善，制定和落实全新的工艺生产流程[3]。机械加工与生产工艺流程的优化示意图如图1所示。

图1 机械加工与生产工艺流程的优化示意图

这样不仅能够从根本上实现对能源消耗问题的有效控制，而且还能够通过一些先进技术的合理利用，促使整个生产和加工的效率可以得到有效提升。

在生产工艺和具体加工方案确定之前，相关负责人要结合实际情况，进入生产现场进行确认。一旦确认，正式投入生产之后，就无法对其进行更改。在这种背景下，所有的负责人要对每一个批次的生产制造过程进行严格有效的控制，特别是在结束之后，要结合实际情况，对本次生产的能耗问题进行统计，做好记录。这样有利于后期的对比分析，同时还能够为能耗优化方案的制定和落实提供准确有效的数据依据作为参考。

机械加工制造过程中，涉及的环节和内容比较多，所以要结合实际情况，将能耗优化方法科学合理的应用到各个环节中。这样不仅有利于实现对环节能耗使用情况科学合理地判断，而且还能够结合实际情况，提出有针对性的控制措施，能够保证能耗优化效果。

2.2 创新和优化机械加工与制造机床

机械加工制造企业在针对各个环节提出能耗优化措施时，要注意加工与制造过程中所涉及的机床设备。机床设备示意图如图2所示。

图2 机床设备示意图

这些机床设备应用时，要根据具体的加工流程来进行科学合理的安排，同时还要与日常工作任务分配情况进行安排。在具体加工制造过程中，一般都会与实际情况进行结合，将一些简单的加工制造任务分配给一些基层的车间来进行。而一些具有复杂性和高效性的任务，通常都会由专门的机床来进行操作[4]。机械加工制造企业在日常加工生产过程中，要对机床的型号、数量以及种类等进行科学合理的选择和利用。这样不仅有利于保证机床在实际应用过程中的有效性，而且还能够尽可能避免在机床使用时出现“大材小用”现象，保证各个型号机床在使用时，都能够发挥使用效果，避免增加能耗。

与此同时，机械加工与制造企业在针对产品进行加工处理的时候，还要意识到机床使用环节在其中的重要性，提高对机床使用的重视程度。在操作机床时，除了要对机床的使用方法进行正确和合理的控制之外，还要结合实际情况，在日常生产过程中，总结出一套符合自身实际情况的生产经验，保证机床生产在运作过程中可以按照规定的要求和流程来进行。这样不仅能够从根本上保证能源可以充分向机械加工各个环节中进行输送，而且还能够实现对能耗的有效控制。

2.3 利用能量转换实现能耗降低的根本目标

机械加工制造行业在发展过程中，会产生大量的污染物，甚至还会产生出大量的有毒有害气体，影响生态环境，同时还会威胁到人体健康。在这种背景下，要从能量转换的角度出发，实现对能耗的优化和处理。能量转化流程示意图如图3所示。

图3 能量转化流程示意图

在机械加工制造过程中，会使用到煤炭、石油以及天然气这些能源，特别是利用煤炭、石油进行化学变化的整个过程中，不仅会产生出大量的污染物，而且还会导致能量损失的情况发生。在这种背景下，要结合实际情况，积极采取有针对性的措施，将燃料在经过化学变化之后，可以实现能量的有效转化。实现对能量的有效回收，而且还可以实现能量的二次循环利用。

3 结语

科学技术的不断进步和快速发展，对我国机械加工制造过程的整个能源消耗问题提出了更高的要求。相关企业不仅要保证机械加工制造过程的质量和效率，而且还要结合实际情况，提出有针对性的能耗控制措施。在保证尽可能避免出现大量能源消耗的基础上，可以实现对能源有效的转换和利用，有利于推动机械加工制造行业的稳定发展。