节能设计在机械制造及其自动化中的应用

摘要：目前机械制造及其自动化已在各行各業中得到了广泛应用，但与此同时也出现了资源浪费、能源浪费等一系列问题。在当前背景下，为了能够有效控制这些问题，有必要在其生产与加工过程中进行节能设计，这必将成为未来工业领域的主要发展趋势。

关键词：节能设计;环保;机械制造;自动化

在经济发展的大势之下，机械制造与自动化领域也被带动着实现了较大发展，目前在市场中机械制造与自动化的地位正逐步提升。但由于其生产过程中需耗费巨大能源，也会对其长远发展产生不良影响。在这种情况下有必要在其生产过程中引入绿色节能技术，以降低设备能耗，最终使整个生产过程更加节能。

一、进行节能设计的必要性

目前我国机械制造业在工业领域占有较大比重，计算机行业的发展为其发展作出了巨大贡献，二者的完美融合极大推进了机械制造业的快速提升。然而我国机械制造自动化目前仍存在一系列问题，环保问题一直为世界所关注。在这种背景下机械制造业要想获得良好发展，就必须解决能耗问题[1]。由此来看，机械制造与自动化领域中对节能设计的运用很有必要。节能设计理念注重对资源的循环利用，可能有效减小对环境的污染。同时产品寿命也为产品生产时需重点考虑的问题，具体来说首先要进行市场的分析，其次还要进行图纸的设计，当图纸设计好之后再进行修改、审定图纸内容。产品生产完成后，其拆卸、回收都有很大难度，并且一些产品不能回收再利用，这样一来不仅造成了资源浪费问题，同时能源也会严重浪费，并且对环境造成不利影响。因此，在机械制造及其自动化生产中进行节能设计很有必要。

二、机械制造及其自动化中运用节能设计的思路

（一）优化机械设计，实现节能减排

第一，使用低公害发动机。发动机是机械系统中最大的零部件，其质量优劣直接关乎到对外部环境的影响，因此，可选择环保型发动机，以此减小噪声污染，并且还能够缓解对环境污染带来的压力，排量、油耗都更低，最终使加工效率更高。

第二，对液压系统进行改良设计。要想确保液压体系统持续高效运转，必须确保其清洁，不仅要严格把握油料的选择，同时还要在设计过程中彻底清除液之中的磨损物、杂质，延长换油间隔，以降低故障发生率，降低配件更新率，延长其使用寿命[2]。

第三，对驾驶室进行改良设计。可选用经降噪、减震处理过、防紫外线玻璃的整体式、全密封驾驶室，室内配备冷暖、无氟、环保空调，基于FOPS、POPS技术进行安全驾驶室设计，利用人体学设计原理，并且融入多元化色调搭配，不仅要确保司机人身安全，同时也可缓解视觉疲劳，从整体上改善工作环境。

（二）选择环保材料，实现节能减排

第一，设计工作中应尽量选择可回收利用的材料，以显著降低对资源的消耗。其材料选择应该遵循可再生、易分解以及可回收等原则，因为采用这种材料进行生产加工，不仅不会排放出有害物质，同时对环境造成的危害也相对较小，尤其是结构之中所用零件，其结构设计时必须遵循易于分配、分解的原则，不能使用有毒的材料，从最大程度上提升材料利用率[3]。

第二，在实际工作中要尽量选择低能耗、重量轻以及长寿命的材料，一般产品寿命延长了，就说明产品报废率降低了，同时也就意味着产品产量页相应减少。从降低能耗的方向来看，产品重量适当减轻，并且根据机械要求实施优化设计，所设计出的产品一般都会与环境通用标准相符。

第三，在设计过程中还要对零件报废之后处理污染所用的成本加以考虑。在实际工作中，产品报废之后，其污染处理问题往往容易被人所忽略，实际上处理报废产品所用成本也是一笔不小的消费，应该优先选择一些综合成本小的材料，关注环保负荷问题，避免使用含有氟利昂、树脂、石棉等的材料[4]。

（三）改进加工工艺，实现节能减排

第一，要做到因地制宜，以外部环境为参考合理选择加工工艺。在众多加工工艺之中，应优先考虑现场之中设备匹配的问题，比如：零件锻压可从锻压方式、温锻压方式、热锻压方式之中选择，其中相比冷锻压、温锻压，热锻压工艺的能源利用率明显更低，但如果选择冷锻压，则会对环境造成相比热锻压、温锻压更高的危害。由此来看，在众多锻压工艺之中，温锻压将会在以后得到更为广泛的应用。

第二，进一步优化现有产品的结构。机械结构之中设计零件越少，整体结构越简单，其加工过程中的能耗越低，同时零件形状也明显影响着制造的能耗，因此，在设计过程中不仅要确保产品性能发挥，同时还要有效简化零件，最终从整体上对产品的结构进行优化[5]。

第三，注意合理安排工艺工序。实施节能设计时，需合理调整加工工序，并且对所用工艺进行优化，以此也可达到节能目标。例如，在生产冷轧薄板时，需要对钢板进行塑性变形处理，此时只有经淬火处理才可完成成型加工。因此，加工过程中各工序都要优化，以从最大程度上提升能源的利用率。

三、结语

近年来，我国机械行业取得了快速的发展，但与此同时也带来了很多能耗问题，目前能耗问题已成为机械制造业共同关注的问题，极大影响了企业的竞争力。在这种情况下，要想在激烈的市场竞争中得到生存与发展，企业必须走出一条可持续发展的道路，在生产、加工环节减少对能源的消耗，从最大程度上降低环境污染，这样才能充分体现出运用节能设计的现实性意义，从而全面提升企业的生产水平，最终确保机械行业稳定、健康的发展。

参考文献：

[1]王永玉.节能设计在机械制造及其自动化中的应用[J].造纸装备及材料，2020，49（04）：63-64.

[2]王传印，王满满，宋胜鹏.关于机械设计制造及其自动化节能设计理念[J].四川水泥，2020（07）：118+120.

[3]成茹.机械设计制造及其自动化的节能设计思想探讨[J].内燃机与配件，2020（11）：217-218.

[4]何凤超.机械制造及其自动化中节能理念落实探究[J].湖北农机化，2020（01）：31.

[5]牟忠凯.机械制造及其自动化设计中节能设计理念的融入与探索[J].现代制造技术与装备，2019（12）：208+210.

作者简介：

聂通（1989，9-）男，汉族，籍贯：辽宁营口，学历：专科，研究方向：机械。