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摘要:機(jī)械制造是各種能源、資源占用較多的行業(yè)，以現(xiàn)有的節(jié)能技術(shù)對(duì)機(jī)械制造與自動(dòng)化進(jìn)行創(chuàng)新改造，可提升機(jī)械工程的環(huán)保性與節(jié)能性，繼而制造出更多符合社會(huì)需求的綠色產(chǎn)品。本文從節(jié)能理念的角度出發(fā)，對(duì)機(jī)械制造與自動(dòng)化的優(yōu)化設(shè)計(jì)展開探討，并展望其將來的發(fā)展方向和前景。

關(guān)鍵詞:機(jī)械制造;自動(dòng)化;節(jié)能設(shè)計(jì)理念

0前言

目前，機(jī)械制造與自動(dòng)化在我國的發(fā)展水平還不夠高，相關(guān)技術(shù)尚不夠成熟，制造出的一些產(chǎn)品達(dá)不到市場標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，機(jī)械制造的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)會(huì)造成多種資源、能源的浪費(fèi)，致使能源耗損的程度較大，并且，這也違背了持續(xù)性發(fā)展的相關(guān)原則，為能實(shí)現(xiàn)機(jī)械行業(yè)的資源高效利用，要將節(jié)能設(shè)計(jì)的相應(yīng)理念融合到機(jī)械制造與自動(dòng)化中，從而促進(jìn)機(jī)械制造的優(yōu)化革新。

1節(jié)能設(shè)計(jì)在機(jī)械制造中的特征體現(xiàn)

相比傳統(tǒng)制造的模式，節(jié)能型機(jī)械制造有較為明顯的先進(jìn)特征，集中表現(xiàn)為:機(jī)械節(jié)能設(shè)計(jì)囊括了自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、生活環(huán)境等各方面的理念內(nèi)容［1］。換言之，機(jī)械制造中的節(jié)能設(shè)計(jì)可對(duì)自然環(huán)境中的有效資源進(jìn)行反復(fù)、循環(huán)利用，很多報(bào)廢后的資源得以回收利用，既減輕了生態(tài)環(huán)境方面的污染程度，也提高了人們居住環(huán)境的總體質(zhì)量。節(jié)能型的機(jī)械設(shè)計(jì)在很大程度上緩解了資源過度消耗的問題，因此，國家和社會(huì)十分關(guān)注節(jié)能理念在機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)際運(yùn)用，尤其是面對(duì)資源短缺這一典型的社會(huì)現(xiàn)象，機(jī)械行業(yè)更應(yīng)注重節(jié)能設(shè)計(jì)相關(guān)理念的整合運(yùn)用，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造設(shè)計(jì)的“綠色化”發(fā)展?！熬G色理念”下的機(jī)械設(shè)計(jì)指標(biāo)體系。

2節(jié)能理念在機(jī)械制造與自動(dòng)化中的設(shè)計(jì)要求

2.1運(yùn)用環(huán)保型材料進(jìn)行設(shè)計(jì)

運(yùn)用設(shè)計(jì)材料方面，機(jī)械制造應(yīng)遵循“環(huán)保、高效”的利用原則，盡量選擇具備可回收性、可再生性的生產(chǎn)材料，少選用重金屬材料、貴金屬材料及稀有材料進(jìn)行生產(chǎn)。機(jī)械設(shè)備的易壞性部件可挑選塑料質(zhì)地的環(huán)保材料或者其他材質(zhì)的非金屬器件，這類型的設(shè)備配件要滿足“容易更換、可循環(huán)使用”的應(yīng)用要求，集中體現(xiàn)“資源化”、“無害化”的環(huán)保特點(diǎn)［2］。此外，機(jī)械材料的報(bào)廢處理要符合環(huán)境友好、流程簡單、價(jià)格低廉的要求。

2.2機(jī)械設(shè)計(jì)要突出質(zhì)量輕、適用廣、壽命長的特征

機(jī)械制造中的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要能夠體現(xiàn)出質(zhì)量輕、適用廣、壽命長的相關(guān)特征，首先，機(jī)械產(chǎn)品的適用范圍廣就可以減少產(chǎn)品的替換頻率，進(jìn)而延長了產(chǎn)品的使用期限，降低機(jī)械制品的報(bào)廢率，促使原材料及能源得以充分運(yùn)用，以突顯產(chǎn)品的節(jié)能性。其次，“質(zhì)量輕”是技術(shù)發(fā)展的先進(jìn)體現(xiàn)，按照機(jī)械的制造要求，質(zhì)量較輕的產(chǎn)品能夠減低實(shí)際生產(chǎn)對(duì)機(jī)械裝置的耗損程度，減少生產(chǎn)運(yùn)行所形成的負(fù)荷量，達(dá)到節(jié)能的生產(chǎn)需求。再者，機(jī)械設(shè)計(jì)要按照通用的制造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃，以保證設(shè)計(jì)、制造出的機(jī)械制品具備更強(qiáng)的適用性，發(fā)揮配件在組裝設(shè)備中的應(yīng)有效用，提升產(chǎn)品的運(yùn)用效率，達(dá)到節(jié)能操作的目的［3］。

3節(jié)能設(shè)計(jì)在機(jī)械制造中的實(shí)現(xiàn)策略

3.1選用節(jié)能類型的發(fā)動(dòng)機(jī)

機(jī)械工程當(dāng)中最大的運(yùn)用部件就是發(fā)動(dòng)機(jī)，這一部件會(huì)對(duì)外圍環(huán)境形成很大影響，因此，在選擇機(jī)械制造所用的發(fā)電機(jī)時(shí)，要盡量挑選效率較高、耗能較低、污染較少的類型，當(dāng)前以水冷增壓式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為最優(yōu)選擇，沒有達(dá)到節(jié)能要求的發(fā)動(dòng)裝置，一律不予使用。

3.2對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行滲漏防護(hù)處理

機(jī)械的自動(dòng)化工程中，液壓系統(tǒng)起到穩(wěn)固運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際效用，設(shè)計(jì)人員注重機(jī)械液壓系統(tǒng)防護(hù)處理的有關(guān)情況，尤其要加強(qiáng)防滲漏的處理情況，避免液壓油從系統(tǒng)中流失至外部，以保持系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，封閉型設(shè)計(jì)可防止灰塵進(jìn)入液壓系統(tǒng)的內(nèi)里空間，緩解液壓系統(tǒng)中各個(gè)組件間的相互沖擊力，減輕轉(zhuǎn)運(yùn)負(fù)載及負(fù)荷量，使機(jī)械裝置處于優(yōu)良的工作狀態(tài)。

3.3優(yōu)化機(jī)械內(nèi)置的總體構(gòu)造

從內(nèi)置構(gòu)造來看，機(jī)械部件的構(gòu)造越簡易，配件類別越少，產(chǎn)品的制造過程越簡單，同時(shí)，機(jī)械工程的簡易化更利于減低能耗，基于此，機(jī)械零配件的相關(guān)設(shè)計(jì)工作要做到位，在確保機(jī)械系統(tǒng)有效運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，盡量精簡工程結(jié)構(gòu)，去掉多余的相關(guān)配件。機(jī)械器件的新型設(shè)計(jì)及制造流程。

3.4機(jī)械工藝的合理化設(shè)計(jì)

按照機(jī)械生產(chǎn)的有關(guān)需求，對(duì)相關(guān)工藝進(jìn)行合理分析和設(shè)計(jì)，是為了減少有效時(shí)間的浪費(fèi)，提高系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)速率，從而增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作功能。機(jī)械工藝設(shè)計(jì)要注意以下幾點(diǎn):

(1)對(duì)某一特定的機(jī)械器件，可選取熱、溫、冷等不同層次溫度的鍛壓方式進(jìn)行加工，以符合器件運(yùn)用的各方面需求。在此過程中，要明確各個(gè)加工環(huán)節(jié)的所需能耗，按照消耗能源的實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行綜合選擇。例如，高熱鍛壓對(duì)能源的使用效率比較低，具體鍛壓中應(yīng)減少該方式的運(yùn)用頻率;冷鍛壓的能源消耗量雖然比較少，但是卻給外圍環(huán)境帶來不小的污染影響。鑒于以上分析，溫鍛壓綜合了兩種方式的加工因素，具有更加突出的鍛壓優(yōu)勢(shì)［4］。操作中應(yīng)優(yōu)先采取這一工藝方式。

(2)工藝參數(shù)在機(jī)械的制造設(shè)計(jì)中起著非常關(guān)鍵的作用，尤其是在節(jié)省能耗方面，參數(shù)值的設(shè)定直接影響到工程節(jié)能的實(shí)際效果。制造系統(tǒng)中電氣交版的定量。例如，軸類配件的加工應(yīng)以多種類的毛坯為主要制備對(duì)象，因此，制備工程中要注意毛坯成形所需的具體能耗量，不可盲目投入大量的有效能源。此外，設(shè)定加工的余量參數(shù)應(yīng)做到科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化。降低余量有利于制造產(chǎn)業(yè)的節(jié)省能源。

(3)機(jī)械領(lǐng)域?qū)鋮s液的利用卻較為多見，但冷卻液在器件制造過程中的使用會(huì)消耗過多的有效能源。因此，減少冷卻液的大規(guī)模使用是節(jié)能減耗的途徑之一。

(4)工序流程是機(jī)械制造過程的整體把控，減少非必要的工序，能有效地縮短加工時(shí)長，尤其可以減少各工序間的等待時(shí)長。但假如工序設(shè)定不夠合理，則會(huì)延長工序銜接、轉(zhuǎn)換時(shí)間，增加能源損耗，加大非必要的經(jīng)濟(jì)投入。

4機(jī)械制造及設(shè)計(jì)的發(fā)展前景探析

自動(dòng)化技術(shù)融合到機(jī)械制造和設(shè)計(jì)當(dāng)中，可促使機(jī)械工程步向多元化的發(fā)展方向。當(dāng)前，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)于我國的高新市場，自動(dòng)化設(shè)計(jì)手段的引入使用，既優(yōu)化了機(jī)械設(shè)備的原有性能，也提高了制造系統(tǒng)的節(jié)能屬性［5］。因此，多元化是今后機(jī)械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向之一。另外，我國當(dāng)前的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)將機(jī)械設(shè)計(jì)、制造運(yùn)轉(zhuǎn)、生產(chǎn)操作、管理工作進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)作，致使各環(huán)節(jié)的工作難以有效銜接。為更好地處理工作銜接問題，機(jī)械產(chǎn)業(yè)將進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)制造的細(xì)節(jié)工序，促進(jìn)機(jī)械運(yùn)行系統(tǒng)的集成化、一體化發(fā)展。再者，“節(jié)能減耗”是當(dāng)前提倡的機(jī)械設(shè)計(jì)理念，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能化的機(jī)械制造，機(jī)械企業(yè)要綜合分析機(jī)械運(yùn)作產(chǎn)量與能源投入之間的具體聯(lián)系，仔細(xì)考慮系統(tǒng)優(yōu)化的各種干擾因素，不斷優(yōu)化各個(gè)系統(tǒng)部件的內(nèi)部配置，以充分發(fā)揮工業(yè)材料的使用價(jià)值，盡可能減少重度污染物的排出量，對(duì)廢品進(jìn)行多次循環(huán)利用，從而實(shí)現(xiàn)“以低能源投入，獲取最優(yōu)產(chǎn)出”的節(jié)能目的。

5結(jié)束語

機(jī)械能源的損耗可在設(shè)計(jì)規(guī)劃、器件制造、后期處理等環(huán)節(jié)中得到有效控制。具體來說，想要實(shí)現(xiàn)“節(jié)能降排”目標(biāo)，應(yīng)從機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)入手，設(shè)計(jì)者要遵循“節(jié)能設(shè)計(jì)”、“綠色理念”的相關(guān)要求，檢查系統(tǒng)內(nèi)置中耗能量較高的組成器件，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整處理，盡可能排除各種限制因素，使制造系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮，提高制造工程的能源利用率，促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)業(yè)朝著更為節(jié)能化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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［2］楊小萍，王麗．基于“雙需求”的機(jī)械制造工程課程改革探索［J］．科技資訊，2015，11(15):169－170．

［3］王秀婷，張殿召，王海豐，張波．現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造的相關(guān)技術(shù)分析［J］．城市建設(shè)理論研究(電子版)，2014，4(35):86－87．

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作者：張英祥 單位：武威職業(yè)學(xué)院