节能理念在机械制造与自动化中的实践应用探究

　　摘  要 ：近年来，随着社会的进步和科学技术的发展，工程生产效率呈上升趋势，推动了机械设计制造和自动化的发展。然而，尽管如此，环境污染问题日益严重，机械制造与自动化设计应结合节能环保理念，克服传统工艺和产品体积的缺陷和不足，从而降低产品的使用效率和可持续发展，从而提高产品的使用效率和市场竞争力。本文结合当前企业在机械制造及自动化方面的应用，提出节能设计理念，供行业相关人员参考。

　　关键词 ：节能设计理念 ;机械制造 ;自动化 ;应用

　　机械制造与自动化设计的出现与广泛应用有效克服了传统机械制造存在的不足问题，无论是在生产效率，还是在应用质量方面均取得了较好的成果。 结合目前来看，越来越多的工厂选用自动化程度高的生产线取代传统生产线操作模式， 目的在于减轻人为操作负担、提高生产准确率、规避人工操作失误问题等。但是从环保角度上来看， 机械制造与自动化生产线在生产过程产生的废水、废气等物质并未得到妥当处理就排出，无疑是给生态环境造成一定程度的威胁。 为及时解决这一问题，研究人员提出了基于节能设计理念的机械制造与自动化生产方案， 力求从多个生产方面加强控制力度， 并及时将节能理念渗入到各个生产环节当中。

　　一、机械制造与自动化发展现状及趋势

　　近年来，随着计算机技术与信息化技术的不断发展，促使各大传统行业无论是在生产模式， 还是管理模式上均发生显著改变。 以机械制造与自动化发展为例，传统机械制造业通过应用现代化信息技术设备， 在一定程度上实现了自动化升级与改造要求。 根据当前应用情况来看，机械制造与自动化技术不仅有效减轻了工人工作负担，同时还提高了机械产品生产质量，利于促进企业安全生产效率的全面提升。

　　最重要的是，机械制造与自动化技术的出现与广泛应用，为我国工业机械制造领域的长足发展提供了内在驱动力。 然而，机械制造与自动化发展领域对于节能设计理念的应用缺乏重视。如与发达国家相比， 国内机械制造领域涉及到的原料浪费问题与能源浪费问题较重。 针对于此，建议机械制造领域应该适当调整发展方向，严格按照国家可持续战略目标内容，秉承节能设计理念优化机械生产过程， 以期可以规避生产过程原料浪费与能源浪费严重问题。

　　二、节能设计理念在机械制造与自动化中的应用

　　2.1 节能设计理念的要求

　　首先，对于大多数的机械装备而言，其体积和重量都很大，相应的能量消耗就很多，因此，应当首先考虑对机械等设备进行轻量化处理，减小重量和体积，在一定程度上能延长设备的使用寿命，最终能减小大型设备的生产量，并能减少机械的报废量，从而减少了因制造大型机械生茶设备而产生的能源和原材料等资源的消耗，有利于可持续发展，节省能源消耗。

　　2.2 对环保材料的应用

　　机械设备是一个复杂而庞大的机械系统，其中既包括机械结构部分，同时还包括电气部分、液压部分、冷却部分等众多分系统，因此，构成机械设备的材料多种多样，具有许许多多的零部件所组成，因此，应当在保证机械质量的前提下，尽可能的使用相对环保的材料，尤其是在机械结构中容易磨损或损坏的零部件，从而在很大程度上减少能源消耗。如使用一些可回收、可再生、对大气和环境等没有污染的新型复合材料，尽量减少重金属的应用量。这些措施都能在一定程度上减少能源的消耗，大大的增加环境的友好性，坚固可持续发展的正确道路。

　　三、节能设计理念在机械制造及自动化中的应用策略

　　3.1　设计阶段的节能措施

　　节能设计理念在机械制造及自动化中涉及多个领域，在机械制造及自动化技术设计阶段，采取合理节能措施非常关键，主要包括对整个机械制造系统整体规划，在设计阶段，应着重考量节能设计理念合理性，确保机械制造及自动化设计阶段节能理念对提升机械系统能源利用效率具有一定促进作用，例如机械制造中发动机和液压系统是最为常见的动力系统，如何选择节能动力系统就是十分关键的环节，高效的环保发动机对于能源消耗量过大问题可以进行合理解决，在此基础上也可以削减排放系统负荷;而针对液压系统，节能设计理念中最为关键的一步就是保持传动液压油清洁度，减轻液压油对环境污染，以此来保障机械系统环保性。

　　3.2　材料选择以及结构优化

　　节能设计理念作为一种新型技术能够解决能源问题，推动工业发展。在机械制造及自动化技术中，材料选择对节约能源效果起决定性作用，设计人员应选择环保以及可回收相关材料，机械制造业中传统设计理念以保障机械设备功能与寿命为主，所以通常选择良好的材料以及厚重的结构。

　　随着对机械制造业发展，在了解机械构件受力以及机械构件受力特点情况下，可以对结构进行优化，降低材料选择标准或者材料使用量，比如在机械制造业中，受扭矩圆柱状结构，通过对该构件受力分析，可以了解到构件承受力都集中在圆柱状结构外围，中心位置并没有受到强度扭力，所以设计人员可以针对这一特点，利用空间结构替换圆柱，在保障扭力不变情况下，降低机械材料使用量。除此之外，机械制造业结构所应用零件也需要选择相对容易装配与分解的模块结构，同时保证材料可回收、可再生性，避免在机械加工过程中产生危害。

　　3.3　选择合理的工艺

　　节能设计理念在机械制造及自动化中的应用需要相关人员选择合理的工艺，对可循环能源进行充分利用，减少资源浪费现象。传统机械制造工作人员会选择冷锻与热锻工艺，冷锻工艺在低温下进行，具有尺寸精度高、表面特征良好以及生产率高等特点，但工艺加工过程中会出现金属变形抗力大的问题，需要在中间阶段进行退火处理，从而保障工艺完整性;热锻工艺温度需要保持在结晶温度以上，并选择相对应的设备对工艺材料进行加热锻造。

　　通过对两种工艺分析，可以认识到冷锻工艺和热锻工艺都具有加热流程，这会导致能源消耗。基于节能考虑，相关人员运用温锻工艺最为合适，在制造工艺中选择适当温度，避免工艺二次加温，不仅可以降低生产成本，而且可以降低能源损耗。为了保证节能设计理念在机械制造及自动化技术中长远发展，相关企业也可与其对应生产厂商进行合作，利用上一阶段余热对材料进行加工，避免二次加工产生的能量耗损，达到节能目的。

　　3.4 加工工艺的优化设计

　　在机械行业中，机械加工工艺的好坏直接关系到所加工生产的零部件的质量的好坏，同时也会导致能量消耗的差异。因此，应当合理设计机械加工工艺路线，选择合适的加工方式从而有效减小机械能能量的消耗。合理安排加工工序，使得各加工工序可以有条不紊的进行，从而减少因工序等待所产生的资源浪费。

　　3.5液压系统的设计理念

　　在大型的机械设备中，液压系统的作用必不可少，成为机械系统中不可或缺的一部分，良好的液压系统对机械设备的损耗小，有理由机械设备的高效运作，但同时，由于液压油泄露产生的环境污染及设备损坏等现象应当尽量避免，该现象在造成环境污染的同时使得设备磨损加快，动力不足，严重时甚至导致事故的发生。

　　为此，首先应当保证液压传动系统中液压油质量的好坏，同时保证油量充足，加入液压系统液压油防漏检测系统，防止液压油的泄露;其次应当做好密封工作，尽量避免发生由于密封不好导致液压油受到污染从而使得各液压部件之间的磨损加重的现象。

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　　结语:

　　由于我国在这方面与国外还有很大差距，将节能设计理念有效地应用于机械制造和自动化领域，可以有效地减少不必要的人力、物力和财力的消耗，缩小我国与其他国家的差距，为中国经济的发展做出了重要贡献。

　　参考文献：

　　[1]甘璐.试论节能设计理念在机械制造与自动化中的应用[J].农家参谋,2020(05):170.

　　[2]吕洋.关于节能设计理念在机械制造与自动化中的应用探讨[J].中外企业家,2020(02):150.

　　[3]张玲玲.节能设计理念在机械制造与自动化中的应用探究[J].中国金属通报,2019(08):154-155.

　　作者：张健

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