节能设计理念在机械制造及自动化中的应用

黄传龙 刘东

摘 要：在当下各行各业的发展都需要使用到各种各样的机械设备，因此机械制造行业在整个社会发展和国家建设过程中占据着极其重要的地位。同时每年机械制造和机械设备运行所消耗的材料、能源都非常多，并且在此过程中所产生的资源浪费情况也比较严重，所以在当下机械制造和自动化应用中应该积极融入节能设计理念，降低在机械制造和机械运行过程中的能源消耗，实现经济的可持续发展。

关键词：机械制造；自动化；节能设计理念

1节能设计理念

与传统的机械设计不同，节能设计理念指的是在不影响设计目的和设计效果的前提下，通过降低资源消耗和资源浪费，提高资源的利用率。在当下各行各业都在重视对节能设计理念的研究和应用，而机械制造与自动化属于能源高消耗行业，每年所消耗和浪费的资源都非常多，通过融入节能设计理念，实现对自然资源的重复利用，有效回收利用报废资源，降低机械制造和自动化中的能源消耗，提高资源利用率，减少环境破坏，同时节能设计也是机械制造和自动化行业可持续发展的关键所在。

2机械制造与自动化特点

机械制造与自动化是一项综合性的生产技术工艺，它与机械技术、微电子技术、传感技术等都密切相关，其可以充分提高机械设备的运行生产效率，是实现机械自动化和智能化的关键所在。以下是机械制造和自动化的具体优点：第一，画的安全性非常高。由于机械设备采用自動化控制系统来进行控制操作，所以在具体生产中许多危险环节就可以由机器来代替，并且操作的准确性和准确度也非常高，这就可以使安全事故发生率大大降低。第二，在当下随着机械制造与自动化技术的不断发展，其不仅可以用于工业生产，同时也可以用于医疗卫生、物流运输等多个领域。第三，随着机械制造与自动化技术的不断发展，设备的体积越来越小，但是功能却日益强大，这就给生产工作带来了便利。

3节能设计理念运用于机械制造与自动化的有效途径

3.1优化机械结构设计

通常机械设计中部件的构造越是简单，所需的机械配件类型就会越少，相应的机械制造的难度也会降低，反之便会很复杂。然而，从机械部件方面来说，若要确保其各个配件的质量符合先关的标准，只有这样才能确保整个机械系统在各个部件的支撑下保持正常运作。在机械设备生产过程中，要做到这些就必须满足以下条件：

（1）在机械设备中发动机是最为关键的，但是发动机在运行过程中必不可免会产生噪音和排放一些废气，这就会影响自然环境。所以在进行机械结构设计时，，应该尽可能选择污染较低，能效高的发动机，这对于提高资源利用率降低能耗有着非常重要的意义。（2）液压传动系统是很多机械设备在运转过程中所必须的一部分。在液压传动系统运行中需要耗费大量油料，并且还容易造成油料污染。所以在设计液压系统时，需要尽可能提高液压系统的工作效率，选择密封性、耐腐蚀性好，使用周期长的液压管，以免因为液压管破裂导致油料泄漏，对自然环境产生破坏。（3）在现阶段有许多机械设备的润滑脂加注都是通过人工来完成的，而人工加注的准确性和效率相对较低，在此过程中很容易导致油料浪费和环境污染，所以在当下应该重视对自动加注装置的研发和应用。

3.2优化材料的选择

3.2.1采用可回收和可再生的资源

在进行机械设备的材料选择时，也应该秉承节能设计理念，在不影响设备性能和设备要求的前提下选择那些可回收、易分解、无污染的材料。这样即便机械设备在报废后也可以得到回收利用，并且不会对自然环境产生破坏。尤其需要注意，禁止使用有害材料和污染环境的材料。

3.2.2对处理污染成本的思考

在具体的机械制造和自动化设计时，也需要对机械设备中构件、零件报废后的处理成本进行考虑，尽可能减少在处理这些报废零件和构件时的成本，尽可能选择一些成本低廉环保的材料来制作构件和零件，并且要尽可能不使用氟利昂、氟橡胶等有污染而且处理成本较高的材料。

3.2.3在设计中尽量利用长寿命、低能耗、轻重量原则

对于机械设备来说，如果其使用周期得到延长，则就可以提高机械设备的使用价值，使其创造更多的经济效益。同时在机械设计时，应该在不影响机械设备性能的前提下，降低设备自重，以节约制造材料，降低能耗。除此以外，在具体设计时还需要考虑机械设备对于环境的负荷影响，使设计更加满足当下的通用标准，综合考量机械结构的强度、尺寸和材质，使其更加符合节能设计理念。

3.3优化制作工艺

在具体的制作工艺方面可以从以下三点来进行优化：首先，根据具体的环境和条件来合理选择相应工艺技术。例如在进行锻压工艺的选择时，现阶段常用的锻压工艺有三种，冷锻压、温锻压和热锻压。在这三种锻压方式中，能源利用率最高和对环境危害最小的是温锻压工艺，所以在可以选择温锻压工艺时，要尽可能采用该工艺来进行零部件的锻压，以降低锻压中的能耗和污染。其次，优化产品结构。机械设备结构越复杂，其需要用到的零件也就越多，其所消耗的能源也就越大。所以在当下的机械设计和自动化中应该在不影响机械性能的前提下，简化机械结构，缩减设备器械的体积，减少零部件的使用量，实现节能环保的目的。最后，围绕节能设计理念，对机械制造和自动化工艺进行合理的优化和完善，提高工艺的有效性和系统性，降低工艺生产中的能耗，实现节能减排的目标。同时，为了避免资源浪费，强化节能效果，需要保证设计环节和生产环节的一致性和合理性，对各个环节进行优化完善，避免因为设计问题而致使的生产效率降低和资源浪费。相关设计人员必须详细细致的分析和研究整个生产环节中能源高消耗问题，围绕节能设计理念，对工序和工艺进行升级改造。

3.4设备运转过程的节能

机械设备在投入使用后，会消耗大量的能源，通过智能化管控系统能够实现对机械设备在运行过程中的全面管控和实时监测，及时根据机械设备运转情况来调整能耗。智能化管理系统的功能非常强大，在智能传感器和信息网络的帮助下，它可以将各个生产环节中设备运行所产生的实时数据及时的进行汇总和分析，准确掌握机械设备的运行状态，然后就可以结合具体的生产要求和生产目的来对机械设备的负荷进行调整，使其可以一直维持在最佳能耗比，进而实现对能源的节约。在具体的企业生产过程中，并不是所有的生产设备都需要一直维持运转，只有一部分设备需要保持持续工作状态，而其它设备则可以根据具体生产需求来进行启动或者关闭，这样就可以降低生产过程中的能耗，实现对资源的节约和降低该过程中所产生的污染。

4机械制造与自动化设计的日后发展方向

在现阶段国内机械制造及自动化技术发展速度不断加快，在国际市场中也占据了一定地位。但是随着与国际的接轨以及国际化进程加快，国内机械制造企业要想保证自身在国际市场中的核心竞争力，就必须要从提高自动化网络技术、计算机集成技术、节能环保等方面入手，强化对这些方面技术的研究和应用，降低机械设备制造能耗、生产成本和使用能耗，提高机械设备的性能，这样才能符合现阶段发展和建设绿色可持续发展社会的理念，实现自身的进一步发展。

结束语

总而言之，在当下机械制造和自动化行业中，不仅能源消耗量，并且浪费问题也非常严重，这严重影响了机械制造和自动化行业的可持续发展。因此在进行机械制造和自动化相关设计时应该积极围绕节能设计理念，在不影响设计效果的前提下，最大限度的节能环保，降低整体能耗和污染，对整个行业产业结构和资源配置进行优化，提高资源利用率，实现自身的可持续发展。

参考文献：

[1] 蔡汉明，张镇.浅析节能设计理念在机械制造与自动化中的应用[J].南方农机，2018，49（19）：156.

（作者单位：上海振华重工（股份）有限公司长兴分公司）