机械设计及自动化技术应用中的节能理念分析

刘阳 朱龙

摘 要：自动化技术的应用，为机械设备产品的自我价值提供了更多价值。机械产品融入自动化技术。通过信息处理和交互，实现了更多的功能，突破了传统机械设备的技术限制。机械设计制造与自动化技术的同步发展与融合，提高了机械产品的效率和安全性，对提高生产力具有重要意义。一体化节能设计的概念设计和生产过程的机械制造和自动化，可以使系统的设计更加高效节能，使设备材料更加环保，能耗更低，整体 机械制造和自动化的过程更加合理。

关键词：机械制造;自动化;节能设计

前言

自动化技术是近年来随着技术的不断发展而出现的一项新技术。它是现代科学技术的结晶。 它基于传统技术的发展，广泛应用于机械设计和制造过程中。 在机械制造和自动化中加入节能设计理念，主要包括机械优化设计、机械材料的使用、设计和生产工艺的节能方面的优化和改进。节能原材料还可以增加机器的使用寿命。本文对此进行分析。

1 机械的环保节能与优化设计

1.1系统可靠性设计

尽量采用高可靠性的成熟技术，借用经过市场检验的成熟系列零部件，延长各关键系统或零部件的使用寿命，减少更换次数。例如，减少更换刹车部件的频率，就相当于减少对周围环境的破坏和污染。尽量使用硬管，防止软管破裂导致油流出，污染环境。

1.2 液压系统的设计

液压系统必须保持清洁，以利于液压系统的有效传递。这就需要设计人员仔细设计液压系统，彻底清除油液中的磨损和细小灰尘、垃圾和杂质，以免造成故障。机率降低，从而延长其使用寿命，减少配件更换次数，增加换油间隔，严格控制污染。因此，液压管的设计往往采用密封性优良、抗老化能力突出、耐腐蚀性强的优质管材。此外，为有效减少软管的损坏和浪费，在设计过程中应尽量更换硬管，以减少因管道破裂而造成的不必要的环境污染。

1.3 配备自动加脂装置

通常情况下，以传统手动方式来进行润滑脂的加注工作往往既耗时又费力，同时，溢出的油液还会对周边的环境造成污染。因此，应给机械系统配备自动加脂系统，实现对各个设备的定时加脂，比如集中润滑系统，该系统能对各铰销定时加注黄油，其油量已于事前计算并设定好，在保证销轴充足油量的同时还不会造成油液溢出浪费，方便又环保。此外，小型机械出于对设计成本的控制，可使用新型轴套材料与密封性的销轴，或者安装二级防尘装置，有效防止内部油脂排出以及外部异物进入，使润滑油加注的时间间隔得以延长，从而降低环境污染。

1.4 低公害发动机的选用

发动机作为工程机械系统中的最大部件，对环境有着很大的影响。因此，采用噪声低、排放量低、油耗低的环保型发动机有助于缓解环境的压力，提高机械的加工效率。

2 机械制造中环保节能型材料的使用

2.1 选择可回收、再生的资源或者材料，从而减少资源的浪费和消耗

在制造机械或选择材料时，为了达到环保的目的，应选择能够分解、再生、回收的材料。 还应保证物料在加工过程中不能产生大量的废气、废水和废渣。 尤其是在结构件的生产中，一定要选择那些易于拆装的材料，以保证机械化过程中材料的可回收利用率。

2.2 在进行设计的时候应该遵守重量轻、能耗低、寿命长的原则

对于机械生产来说，增加使用寿命可以大大减少机械的废品量和产量，减少材料的消耗，也减少其对环境的污染。此外，我们还必须考虑如何更好地降低环境负荷，实现机械及其部件的通用性。因此，设计时必须考虑综合问题，必须权衡各方面，以达到节能的目的。设计时还要考虑零件报废后的处理，尽量降低成本。

3 合理的设计制作工艺保证节能

3.1 优化或改进产品设计

（1）前面已经提到了设计的优化，可见一般情况下，机构越简单，涉及的产品零件越少就可以越多的在制造过程中减低能耗。另外，零构件本身的结构形状对于制造过程中的能耗也有影响。所以应当发挥零构件设计的优化的作用，即保证产品的基本性能的情况下，尽可能的简化零构件、减小体积、优化产品的结构减少零件数量。

（2） 根据生产的条件选用合理的材料，在前面已经详细的表述了材料选取的原则和实现的目的，在这里再次强调材料的适应性，即考虑实际生产过程不同材料对能源消耗的差异来选择低能耗的材料。

3.2 设计低能耗的工艺流程

对于同一种零件或者产品，在实际的生产过程中可以采用不同的工艺进行加工，但是不同的加工工艺消耗的能源是不同的，合理的设计加工工艺可以减少加工载荷的波动，即利用合理的工艺设计让设备达到最佳的运行载荷，尽量的让设备处在满负荷运转，避免出现能量的浪费。因此在保证生产效率和制造质量和经济性等前提下，降低制造工艺能耗。

（1）选择正确的加工方式

在一个零件的多种加工方式中，应当选择适合现场设备的最佳加工方式。例如：锻压，可以是冷锻压、温锻压、热锻压。其中冷锻和温锻的能量利用效率高于热锻压，但是冷锻压的工艺要求往往会造成环境的危害，所以采用温锻压将优于冷锻和热锻。

（2）选择合理的工艺参数

在确定加工方式后，恰当的工艺参数就是节能的另一个重要因素，如毛坯形状和加工余量等。比如对于直径相差较大的阶梯轴类零件，可以采用直径棒料作毛坯，也可以采用精锻毛坯，但在毛坯制备方面所消耗的能量却相差很大，因此应综合考虑，优化选择。

（3）选用可以节能的冷却工艺

在机械制造与自动化的过程中一般都需要使用到冷却液，因此在加工中冷却液的选择也是工艺性节能的重点考虑层面。在原则上应尽量少用或者不用油冷却。

（4）进行合理工序改进和设计

在环保节能设计时，不仅要正确选用合理的节能工艺，还应合理地安排加工工序。

4 结束语

近年来，我国机械制造自动化技术得到迅速发展，机械制造总规模和产品总产量不断提高，机械制造自动化作为先进技术的重要组成部分，不仅是机械制造的关键应用技术，也是机械制造技术的发展方向。

参考文献：

[1]周开彦.浅析机械制造中数控技术的應用[J].科技创新导报.2012（05）

[2]柯拥军.机械制造与自动化技术的应用研究[J].企业技术开发. 2012（17）