机械制造与自动化中的节能设计理念研究

唐桢田晟

（湖南文理学院机械工程学院，湖南常德415000）

摘要：近几年来，虽然科学技术不断发展，能源的利用率越来越高，但能源的形式逐渐恶化。节能要求就被放在了重要的位置，机械制造与自动化中的节能设计也被提上日程，各式各样的节能方案也开始出现。本文从使用选择节能化加工工艺、节能环保材料、采取虚拟化制造产品以及优化系统装置设计四种主要设计方式进行探索分析，希望能各个环节中对节能理念提供思路。

关键词：机械制造；节能设计；环保材料

1机械制造与自动化中的节能设计理念优势

节能化的设计理念相比于传统的机械制造与自动化设计理念可以在在生产制造的过程中体现出专业性。能源分为可再生能源和不可再生能源，不可再生能源的一再消耗可能导致枯竭，这种现状使得环境保护意识不断加强，实现对自然资源的循环利用以及降低污染物的排放和能源消耗的降低，必须在机械制造与自动化中实行节能化生产。除去人力物力，巨大的能源动力是机械制造与自动化设计实践过程的主要生产支撑。如果能够在保证保证良好经济收益的同时做到机械制造行业的绿色健康发展，这将对我国环境污染形势和严峻的能源问题形成巨大的缓解作用。从某种意义上来讲，机械制造与自动化中的节能设计理念可以深入到各个环节，如：生态设计、自然环境设计以及环保意识的设，这样可以促进自然环境和工业机械生产的协调发展，对机械制造行业来说，这样的发展具有可持续性。

2机械制造与自动化节能设计方式

2.1使用节能环保材料

机械制造和自动化领域的设计流程中，健康发展的保证和前提是积极引入节能化的设计理念。在能源工业机械制造领域，能源消耗过快，尤其是一些不可再生的能源，但工业的生产制造离不开大量的能源支持，在总量一定的情况下，能采取的措施只能是充分贯彻节能化的设计理念。想要有效的降低机械生产与自动化环节中的巨大能源消耗问题，首先在要考虑材料的回收问题，可以大幅度的提高材料的利用率，从而有效的降低整个机械制造业过程中的能源消耗问题，但同样要对回收的无毒性和材料的可拆卸格外的重视，实现机械制造与自动化节能设计中的技术创新最终目标，保证机械制造行业经济的良好发展状态。其次，在材料的源头上也应该充分考虑，应该尽量使用节能化的环保型材料，使用节能环保型的生产材料可以进一步实现材料的回收与再次利用，降低对于有毒有害材料的应用。这样一步步把节能环保理念贯彻和落实。

2.2优化系统装置设计

系统装置设计是机械制造与自动化中节能设计的核心部分，对机械生产系统装置进行进一步的优化可以从三个方面入手：第一，选取环保型的发动机装置。发动机是支持机械生产的核心动力，也是整个生产过程中能源消耗最大以及污染排放最为严重的部分。因此选择应用发动机的类型时应该尽可能利用低污染、低消耗类型的发动机来缓解目前动力燃油消耗和污染排放的问题。第二，液压系统的优化设计。液压系统的设计运行在保证机械制造与自动化生产设计的高效运转情况下，还能对整个生产系统中的清洁性进行保证。机械制造生产环节中不可避免的出现大量灰尘和杂质，增加液压系统的设计可以有效的对灰尘杂质进行清洁，从而延长生产设备的实际使用年限，增加其使用寿命。液压系统中的液压管需要选取密封性能较好的器材，降低由于管道破裂对于环境污染以及能源消耗的问题，也是保证机械制造与自动化中节能设计的有效手段。例如：在进行节能液压元件的选取时，有限压式变量泵、恒压式变量泵、蓄能器、集成阀、恒功率变量泵、电液伺服阀以及变截面液压缸等都是较为不错的选择。第三，改变机械制造中传统的人工润滑方法，设计增加自动加脂装置可以最大程度的减少人工操作中可能出现的溢油现象。通过对生产设备的定量加脂，在方便润滑操作的同时也进一步实现了环保目的。

2.3选择节能化技术加工工艺

同样制造加工人员在加工工艺方式上也会因人而异，所以在机械制造与自动化节能设计方式应该在节能化的前提下进行创新。在机械制造和自动化大方向下，按照节能的总原则，应该对不同的机械制造安排不同的工艺加工手段。但不同的加工工艺里的流程等各个因素相互作用，使得不同工艺在实际的能耗方面出别较，为了达到节能的效果，一般需要工作人员对不同的工艺能耗进行比较，在比较之后在效果相同或相近的情况下选择能耗较少的工艺进行生产，从而使得在整个流程中对流程中能源的消耗得到很好的控制。例如：在对节能化的技术加工工艺进行遴选时，可以依照以下四个步骤进行：第一，对加工方式进行科学的选择。以机械零部件的加工锻造工艺为例，因为冷锻压环节会造成主要的污染，而热锻压能量转换环节效率不高，因此通过各个方面的考量，决定在实际的工艺流程中采用温锻压的工艺技术。第二，对工艺参数进行合理选择。机械制造贯彻节能的关键，重点在于加工工艺过程中参数的选择。第三，本着节能化的原则，在技术工艺过程中也需要重点关注冷却工艺的选择。冷却工艺科学选择，从节能减排的角度考虑，如果可以对流程中工艺进行创新，传统冷却工艺主要是依赖于冷却液，如果可以有效的避免这个问题，就可以实现节能设计中的能源低消耗的目标。第四，合理安排机械加工制造工序。要想实现节能环保，减少资源消耗的目标，从而缩短加工工时，可以对加工工序进行合理安排达到科学统筹的效果。

2.4采取虚拟化制造产品

随着现代先进的信息技术的发展，机械制造与节能化设计过程中也充分将机械自动化技术与信息技术有效结合，从而实现了虚拟化的产品制造方式。如果实现了产品制造方式的虚拟化，就可以大量的节约生产资源，并且可以通过计算机的模拟进行产品缺陷的查找，对及时对缺陷进行改善和再制造，这样可以大量的节省人力物力，但是可以达到生产的标准。如果可以将计算机虚拟生产产品技术进行广泛的推广，那么整个生产系统中合格产品信息数据录入的流程就可以大幅度的提高，从而降低产品的次品率。产品质量的大幅度提升，对于降低资源消耗具有非常大的意义。另一方面，虚拟化生产产品的形式也标志着机械自动化节能设计逐步向着虚拟化方向发展，对于减少环境污染，节约能源以及促进企业发展均起着至关重要的作用。例如：在机械制造与自动化节能设计中灵活采用虚拟化机械设计，首先改变传统的设计和制造方法，用节能化的工艺方法进行替代，这样可以充分的改善纸资源的浪费情况。其次，在制造虚拟样品的过程和后期的产品修整也在一定程度上降低的各类资源的浪费。最后，通过对设计完成后的产品进行数据传输，可以快速的将产品设计转为产品生产，节省了制造时间，进而缩短整体的产品生产周期。

3总结

综上所述，机械制造行业能源消耗问题过大，一直阻碍其发展，要想取得实质性的进步，必须要将能源消耗这一问题完全改善，充分缓解能源消耗问题带来的压力，因此树立节约环保理念，在加工工艺流程中始终秉承节能原则，将节能设计理念可以从根本上保证其机械设计到生产整个过程中的低能源消耗，促进机械制造行业的健康快速发展。

参考文献

[1]王彩云.节能设计理念在机械制造与自动化中的应用[J].科技经济导刊，2017（36）：28+52.

[2]胡易凡.机械制造与自动化设计中的节能设计理念研究[J].科技风，2017（19）：133.