浅析机械设计中的节能设计理念

何琴

中国船级社质量认证有限公司江苏分公司 江苏南京 210015

摘要：随着我国科学技术的不断完善与发展，机械设计与制造在实际生产过程中也相应的获得了改善与创新，为满足不同客户的需要，制造企业需要在竞争过程中不断进行自我完善与提高，以此保证产品的质量。节能减排理念在机械设计制造中的应用对践行国家可持续发展政策，形成良性的机械设计制造体系具有重要的意义。鉴于此，本文对节能减排理念在机械设计制造中的应用意义，然后提出了具体的节能设计措施，以供参考。

关键词：机械设计；节能理念；应用措施

1绿色节能在机械设计制造中应用的现实意义

能源是一个国家的命脉，对国家的经济发展、提高人们的生活质量、改善人们的生活环境有着非常重要的作用。在我国经济发展的今天，能源也在快速的消耗着，对我国的未来经济形势造成严重的阻碍。因此，我国应积极的倡导节能理念，并且逐步的扩大节能的使用范围，在当前的机械制造设计中，加深绿色节能技术的运用，不仅控制了能源的消耗，保护了生态环境，还对我国的社会经济发展提供了强大的动力支持，促进能源可持续利用。随着我国经济的发展，我国工业化水平也在不断提高，我国机械制造产品的数量也在快速地增高。虽然我国工业化的整体水平在不断提高，然而却没有保证在工业发展过程中减少能源消耗，能源短缺已经是全球需要共同面对的国际性问题了。在传统的机械设计理念中，在机械产品的设计和开发的过程中，所有机械产品的设计和制造都是应该在市场需求的基础上进行的，并且要根据市场的需求进行反复的修改，在这个过程中，会导致产品的设计制造周期延长，并且产品较难回收，一些产品在报废之后甚至是无法回收的，不仅造成了能源的浪费，还会对环境造成污染。绿色节能理念又称为“生态设计”以及“环境意识设计”，绿色设计的特点就是可以节省原材料，不仅减少了能源的消耗，还可以使设计制造过程中产生的废气、废水和废料减少，从而减少对环境的污染，不仅符合可持续发展的设计理念，同时还能实现企业的最大利润化和社会价值。

2机械设计中的节能设计理念研究

2.1合理规划，优化机械生产的设计流程

在机械生产设计环节，要时刻注意机械设备的生产管理、制造特点、制造成本，尽可能选择具有稳定性强、运行效率高、性能较好的自动化生产设备。在实际机械设备生产过程中，内部零件的数量和性质是能耗的重要因素，并且零部件数量越多、形状越复杂，他们之间存在的阻力就越大，和能耗产生的影响成正比。因此，在机械设计环节，设计人员尽可能选择一些零部件较少、形状简单的设备，在确保生产质量的同时，减少能源消耗，完成节能减耗的目标。但由于机械设计及自动化节能设计很容易受到外界因素的影响，比如温度、湿度、含氧量等，为了确保生产环境稳定性，相关人员要严格管理生产环境，并在设计过程中的每个环节，都要对设备的能耗和环境影响进行分析和控制，从而最大程度提高能源利用率。

2.2机械产品回收再利用设计

机械设计制造行业在传统工业模式下对于废弃物的回收再利用具有非常大的难度。通过绿色理念的有效应用，机械设计制造企业才能够真正实现废弃物的回收再利用，保证整个过程的节能降耗效果。机械产品在制造的初期就要做出合理的设计，要充分考虑产品的回收和再利用，尤其是再利用的成本和污染物的处理等。其次就是绿色机械产品的再利用和可拆装性的设计分析。将绿色理念运用到机械产品的可拆装设计中，使机械的可拆装性得到了很大的改善，不仅仅可以减少机械制造的成本，还可以减少资源的浪费。对于机械产品的可回收性，将绿色设计理念运用其中，可以充分利用可利用的资源。最后，就是要建立完善的绿色机械设计的数据库，只有建立完善的数据库才能够充分的掌控机械产品设计制造过程中的数据。在绿色数据库中，机械设计人员可以将设计中需要的数据都拷贝下来，并进行系统化的存储和分析，将相关的开支以及资源的使用都用数据库的形式展现出来，并在此基础上进行绿色设计。

2.3材料选择中绿色节能理念的应用

在机械绿色设计制造的过程中，材料的选用也是非常重要的，在选择材料的时候首先要考虑的就是材料的环保性和健康性。在传统的设计制造过程中，在选择材料的时候往往过度重视产品设计过程中的工艺性能和环境的属性，而对机械产品的安全性却没有引起足够的重视。机械产品在设计和制造的过程中，常常会使用一些含有特殊物质的化学材料例如含有汞、铅等有害物质的材料，如果选择这些材料进行机械产品的设计和制造就会对环境造成很大的危害，甚至还会危害人们的生命安全。所以在材料的选择过程中，一定要充分利用节能绿色理念，选择符合设计性能的材料，并且材料的形状和结构都具有可用性，保障产品在成型之后可以和相关的工艺有所联系。其次，机械材料的选择还应该满足机械产品的设计制造条件，材料要根据机械产品最后的高温性能以及耐腐蚀性能等，避免有毒材料的使用。最后，应该加强对绿色材料的管理，仔细审核绿色材料的性能，根据材料的性能和用途进行分类标注，及时回收设计制造过程中副产品以及废弃物，并将其充分利用起来。

2.4合理设计加工工艺

对同一种产品与部件进行生产，即使对同一种加工工艺进行应用，对于能源资源的消耗也难免存在差异。导致差异出现的根本原因，就是所应用的设计加工工艺存在不同之处。对加工工艺进行相应的优化处理，有利于促使机械设备的运行荷载状态更加有效的达到最佳，不仅能够将机械设备的满负荷运行时间降低，还能够使其怠速时间以及不必要运行时间降低。以零部件的锻压工艺为例，其可分为冷锻压、热锻压和温锻压三种方式，将三种锻压方式进行对比，对热锻压工艺进行应用，其能源利用率显著低于另外两种锻压方式，但是从环境影响的角度来看，相对于热锻压和温锻压两种方式，冷锻压能够产生的危害更大。所以，将以上两个方面进行综合分析，温锻压工艺具有更加良好的应用和发展前景。另外，从施工工艺方面来看，应该对其中的工序进行科学合理的安排，对不同的施工工序进行应用，也能够在机械制造的过程中产生不同的结果，所以对于工艺的工序，应该进行科学合理的安排，并根据实际情况予以适当的调整，以促使节能目标得以有效实现。

2.5提升机械设备的自动化水平

机械设备的能源使用效率主要由其自动化水平决定，对机械化设备实施自动化设计，有利于促使工作人员对于机械设备进行操作的灵活性以及实时性得到有效提升。在日常开展生产活动的过程中，工作人员不仅能够在机械设备的运行线路上实现手动操作，并且通过对PLC单片机技术进行应用，可以在机械设备上实现全面的自动化控制。将现今的PLC单片机控制技术应用于机械设备的自动化控制之中，能够使机械设备的运行路线以及操作程序在最大程度上得到优化，并且对自动化的控制手段进行应用，机械设备的重复与无效工作量能够大幅度减少，使机械设备的磨损程度降低，同时也能够降低机械设备在运行过程中所消耗的能源，同时还能够起到降低工作人员工作强度以及提升企业对于机械设备进行管理与控制有效性的作用。

结语

综上所述，将节能设计理念融入机械设计和生产当中，不仅能提高设备生产资源利用率，还能减低机械生产对生态环境的影响，从而实现降低能耗的作用。生产制造企业要注重机械自动化加工、生产、设计等环境的实际情况，优化加工流程，选择环保能力较强的材料，促进机械自动化生产和设计的可持续发展要求。

参考文献

1. 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（2）：150.

[2]叶宜凡，黄粮山.矿山机械制造与自动化设计中的节能设计理念的相关探索[J].科技风，2020（23）：117.