机械设计制造及其自动化的节能设计思想探讨

2020-11-26赵有强刘晓斌王源张道军

建材发展导向 2020年18期

赵有强刘晓斌王源张道军

（山东寿光巨能特钢有限公司，山东寿光 262700）

1 机械制造及其自动化的发展优势

1.1 效率进一步提升

传统模式上的机械制造是通过燃料的使用从而产生动能，进行工业生产与制造，如果能够进一步提升机械制造的效率那么会带动整个社会的生产效率的进一步提升。但是在现阶段高强度的生产效率要求之下，传统模式的机械制造呈现出动能转化率低、生产率转化率较低、环境污染较为严重的缺点。这种情况的出现主要是因为整个社会的工业生产并没有整体化的生产管理模式的应用，自动化技术的应用能够在很大程度上弥补这一缺陷并且将信息转化成为生产动力。举例来说，现阶段使用的电子控制系统仅以实现对汽车发动机运行状况的准确监控，能够进一步减少耗油量，增加峰值功率，减少爆震情况的出现，能够推动汽车发动生产。

1.2 安全性获得提升

机械的安全性一直都是人们关注的重点，机械的安全能够直接反映出机械制造的自动化水平，自动化的机械在实际的应用过程中不仅仅保持良好的生产效率，还需要保证自身运行的安全性，进一步减少机器运行过程中出现故障的几率。自动化系统的应用能够进行机械故障的自动报警，方便相关的检修维护工作人员进行故障的排查，这样能够进一步增加机械生产的效率，能够给机械的使用者提供非常多的信息参考数据，进一步减少在机械生产过程中故障的出现。

2 节能设计理念在机械制造及其自动化设计中应用的探索

2.1 选择节能型发动机

机械设备中发动机的节能机能直接影响整套设备的节能机能。因此，在机械设备的前期设计阶段，设计人员应当选择能量消耗低、废气排放少、工作效率高的发动机作为设备的动力来源。一旦发现发动机无法满足机械设备环保节能的要求，一定要及时在候选表中删除这种发动机。

2.2 机械制造材料的节能设计

在机械制造自动化设备的制造材料上，优先选择环保可回收的材料。不仅能使得机械制造自动化设备变得的科学化，做到了节能设计的理念和效果，还在一定程度上减少了经济的投入。传统的机械制造设备在材料的选取上，往往有限考虑的是设备的制造上，忽略了节能设计，使用功耗较高的材料，这种设计制造出来的机械制造设备不仅使用是寿命短，设备还不能进行二次回收利用，对企业和工业的发展带来的不必要的资源浪费和经济损失。例如使用PETE塑料作为机械制造自动化设备的材料，这种环保材料可以进行再次回收利用，经过回收之后，由设备进行高温融化，再利用切粒机将其切碎之后，就可以再次进行合成使用。

2.3 制作工艺流程更优化环保

设计阶段，最重要的是材料和结构的设计。为了把节能理念融入设计的全过程，必须要从制作工艺产品设计等多个方面进行改进，减少产品在制造过程中产生的能源消耗。这需要技术人员调整优化当前的技术，因为不同的加工工艺会产生不同的能源消耗，需优化当前的加工工艺顺序。此外，要尽可能降低加工载荷，因为机械生产设备在载荷运行情况下使用效率更高，也不会产生能源的浪费。所以，从设计阶段开始，设计人员既要考虑制造的生产效率和质量，又要考虑到资源的节约。以加工方式为例，热锻和冷锻相对于温锻消耗的热能更多，浪费的热能也多。虽然在技术不断改进的现在，很多热能都能够被回收利用，但是使用利用效率依然比不上温锻。所以，可以引入冷却工艺，最大程度地回收热能。为了降低机械制造产生的能源消耗，也可以采取优化零件结构或是缩小零件体积等方法。

2.4 虚拟化的机械设计

虚拟化的机械设计简单来讲就是在计算机以及自动控制的基础上进行产品的模拟制造。这种方式能够减少资源的浪费，直接利用计算机模拟制造产品发现产品的缺陷，并在虚拟的情况下调整产品，之后再次模拟生产，在产品符合规格后才开始进行实体生产。这个过程能够降低次品率，提升整体的产品质量，是一个企业提升竞争力的好方法。这种虚拟化机械设计的方式弥补了传统图纸设计和样品制造的弊端，在设计环节就能减少样品的浪费，在修改环节也不会造成资源的浪费。设计后能够直接传输数据，按照数据的要求设计出符合规格的产品，极大地缩短了制造时间，节省了工程的工期。

3 机械制造自动化技术未来发展

机械制造自动化技术的发展离不开节能设计理念的融合，以及计算机应用技术对其的帮助。目前的机械制造自动化设计往往都是通过计算机的虚拟技术模拟设计并运行，而随着数字化制造技术的不断进步，机械制造自动化的技术也在不断完善和发展，由此可见，机械制造自动化未来的发展将会趋向规模化、国际化，这就要求对其自身技术的不断完善，结合节能设计的理念，降低材料、能源等消耗，提高企业、工厂的经济收益。