节能设计理念应用在机械制造与自动化中的策略分析

摘 要： 在现代社会经济飞速发展的时代背景下，各个行业的发展速度越来越快，尤其在机械制造及自动化行业的发展中优势较显著。然而，随着发展范围渐渐扩大、发展速度渐渐变快，对于能源的消耗量也将会逐渐增加，这就会对发展产生一定的限制。对此，本文重点分析当前机械制及自动化发展过程中，节能设计理念的具体应用情况，以实现降低能源损耗，推动行业健康、稳定发展。

关键词：节能设计理念；机械制造；自动化；运用对策

现阶段，尽管机械制造及自动化发展取得较大的成果，但在发展中还是会出现或多或少的问题，如有关技术尚不成熟，这就使所制造出的个别产品不达标，或是设计阶段常造成能源、资源浪费，致使能源耗损的程度增大。因此，为进一步实现机械制造及自动化行业资源高效利用，此次研究把节能设计相应的理念融合在其中，以推进机械制造及自动化的优化革新。

一、机械制造与自动化如何有效应用节能设计理念

（一）选用最佳节能设计流程

机械制造及自动化在整个设计过程中，结构、材料设计环节属于核心部分，然而为了在整个设计完成后实现节能优化，可在制作工艺过程中应用节能设计的相关理念，以便优化、改进整个产品设计，最终有效降低整个产品生产、制造期间对于能源的损耗[ 1 ]。在产品制作工艺方面，设计人员不断优化设计方法，提升设计技术水平，这主要因各种加工工艺在应用过程中，在消耗能源的数量方面存在显著差异，所以在后续的产品生产、加工等过程中，进一步优化、改进工艺流程，使其处于最佳状态，以便对整个工艺实行节能设计，从而缩减加工载荷，以使得各种机械设备一直保持在满负荷运行的状态之下，以不断提升设备利用率，最终缩减对能源、资源的浪费。

因此，机械制造及自动化在整个设计阶段，相关设计人员必须在确保生产质量、效率提升的同时，还能降低整个制造期间对于能源的消耗。例如，机械制造及自动化工业在整个加工过程中，利用温锻可以大大缩减对能源的应用，但是以往所应用的冷锻、热锻方法，在锻造期间会浪费掉很多热能，尽管在现代化技术应用的情况下，可回收小部分的热能且再次利用，但和温锻方式比对，还是会浪费很多的热能，而选用合适的冷却工艺，尽量将热能进行回收以便再次利用。此外，经使用一些简单的零件结构、优化的产品结构或是体积缩小的零件等方式，均可实现在机械制造及自动化生产中，降低对能源、资源的损耗。

（二）改进优化节能机械设计

机械制造及自动化运行过程中，应做好机械设计工作，例如选择公害较低的发动机，对液压系统做改良设计等。由于发动机属于整个工程项目运行过程中必须要使用的部件之一，其质量的好坏对于工程建设质量会造成非常大的影响，应用节能环保型发动机，可大大减少对环境的影响，同时还能做好低耗减排，而且能够大大提升提升机械运行动力的同时，还能进一步缓解机械对于周边环境所造成的污染方面的压

力[ 2 ]。然而，液压系统对于机械运行会产生较大影响，确保液压系统处于高效的运行状态，可确保系统清洁。在设计这一过程时，应该仔细选择油料，同时需设计人员在设计整个液压系统的过程中，将油液内的微尘、磨损物、垃圾杂质等完全清除。而且，确保液压系统清洁，能够大大降低整个液压系统发生故障的几率，以延长机械设备使用期限，同时降低相关配件更新的速度。

例如，机械制造与自动化设计人员在对液压系统进行渗漏防护处理时，因液压系统比较稳固，且运转起来实用性非常高，所以设计人员应该多关注机械液压系统的防护处理方面的问题，特别要做好防渗漏处理问题，以免液压油由整个系统内流失至外部，确保系统处于高效运转的状态下。而且，设计人员设计过程中融入节能设计理念，如以封闭型的设计方式，能够避免灰尘直接进到液压系统的内部空间，这样能缓解液压系统内不同组件间产生的冲击力，以减轻转运负载、负荷量，确保机械装置一直处在优良的工作状态中。此外，以往手动直接注入润滑脂的方法，也会污染环境，因此，设计人员可设计一个自动化的自动加脂装置，以实现定时对设备加脂，这样可确保机械油量充足的情况下，还能避免溢出大量油液导致浪费。

（三）优化节能制作工艺

机械制造与自动化运行管理过程中，将节能设计理念应用到其中，应用进一步优化制作工艺，具体表现在以下方面：

首先，相关人员需因地制宜，同时多结合外部的环境选择相应的加工工艺，在加工单个零件时，应该选用合适的加工工艺且配合适宜的机械设备。例如，在加工某些零件时，需使用到锻压工艺，相关人员就可选擇冷锻压的方式或是温锻压、热锻压等方式，其中，利用热锻压工艺时，能源的利用率往往低于冷锻压、温锻压，而冷锻压的工艺对于周边环境所造成的污染及危害性相对要大，因此，相关人员在选择零件锻压工艺时，主要以温锻压方法为首选，这样能够确保提升能源使用率的同时，还能将对环境污染降到最低[ 3 ]。

其次，相关人员应对当前产品结构不断优化，这主要是因为机器结构较简便，其设计的零件也就越少，在整个制造、生产期间，对于各种能源的消耗也逐渐减低。而且，在设计机械的过程中，各种零件形状对于能源损耗也会产生影响。因此，将节能设计理念融入整个设计阶段时，需尽可能地确保所设计产品具备基本的性能，同时还要尽可能地简化各个零件，以达到最优设计效果。

最后，相关人员需严谨、合理地做好工艺工序的安排。由于有效调整、优化加工工序，同时合理优化加工工艺方法，均可在设计过程中实现节能减排。例如，在进行港口机械设备生产过程中，应用很多冷轧薄板，因在整个冷轧的过程当中，钢板必须要承受超过七成的塑性变形方可完成。且钢板结晶组织一直延伸到纤维状，最终达到极致硬化的程度，所以需经过退火的处理后，方可适用在一些复杂成形的加工中，而合理优化、安排工序生产过程，不仅环保，还能进一步提升资源使用率。

（四）以节能型材料展开设计

在整个机械制造与自动化设计阶段，比较核心的一个环节是材料的选用，在选择材料时，需遵循“高效、环保、节能”原则，尽可能地选用一些回收率高，且可以再生的材料为主，尽量少选用重金属、贵金属、稀有材料等。

第一，在选择机械设备部件的过程中，可选用环保型塑料质地的材料或是没有污染性质的非金属器件，且此种设备的配件需尽可能地满足可循环、易更换等使用要求；

第二，设计机械制造及自动化时，应该综合考虑相关材料、产品重量、使用期限、能源损耗等方面，比较理想的产品主要有：消耗低、重量轻且使用周期长[ 4 ]。这是由于若产品使用周期较长，则很多机械产品报废几率就会大大降低，这就使得在降低产品能源消耗的同时，还能提升环保效率，并且减轻整个产品重量的过程中，也可降低对能源的消耗；

第三，除了考虑上述两个因素之外，还能综合考虑机械产品的零件在报废之后对于环境的污染程度，而在产品设计阶段，零部件报废后如何处理污染问题经常会被忽略。因此，需以一些低负荷、环保效果好且成本较低的材料进行设计，尽可能地避免应用树脂、含氯橡胶、石棉等材料。

（五）优化产品结构

机械制造与自动化运行过程中，由于机器结构比较简单，所设计的零件比较简答，优化产品结构以后，在整个制造过程中需要消耗的资源就会相对较少，而且，在机械设计的过程中，零件形状针对整个制造中各种资源消耗等影响也非常显著。因此，在整个设计期间，不仅要确保过所设计的产品性能达到标准要求，还能尽量将零部件简化，不断优化产品各结构，缩减机械提及以及缩减零件的数量等。

此外，将节能设计理论应用在设计中，需对加工工序做相应的调整，不断优化整个工艺选择，从而实现节能。如：在生产冷轧薄板时，因冷轧中钢板需承受严重的塑性变形，需经退火处理之后方可将其应用到后续较复杂加工中，因此，优化各个工序操作，能够大大提升资源使用效率。

二、结语

综上阐述，机械制造与自动化过程中，对于能源的损耗能在规划设计、机械设备制造、后期处理等过程中，得到加好地控制。因此，要想实现整个过程节能降排，就需在机械设计环节融入节能设计理念，并遵循节能设计要求，针对系统运行中，合理调整并处理耗能量高的零部件，充分发挥节能优势，以提升制造工程对于能源的使用率，推动机械产业朝着节能化方向不断发展。

参考文献：

[1] 王振.關于机械制造及其自动化的未来发展方向分析[J].科技经济市场，2016，24（4）：171.

[2] 王攀阳.绿色设计理念在机械设计与制造中的应用分析[J].中国房地产业，2016，10（3）：168.

[3] 王晓雷.浅谈现代机械设计制造及自动化的设计理念[J].商品与质量，2016，31（13）：62-63.

[4] 董清波，金志东，孙宇辉，等.基于工业生产理念的机械自动化技术应用与发展[J].中国机械，2014，21（16）：122.

作者简介：

王世鹏（1993-），男，汉族，陕西宝鸡人，本科，研究方向：机械设计制造及其自动化。