馬明

摘 要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給機(jī)械制造業(yè)提供了良好的發(fā)展機(jī)遇，隨著科技的發(fā)展，將自動(dòng)化與機(jī)械制造相結(jié)合的技術(shù)也對(duì)工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了極大的推動(dòng)作用，同時(shí)也使得能源消耗問(wèn)題日益尖銳，因此將節(jié)能理念應(yīng)用于機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是時(shí)代的要求。文章介紹了機(jī)械設(shè)計(jì)制造中節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)所在，并著重討論在機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中體現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)理念的具體策略。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；自動(dòng)化；設(shè)計(jì)；節(jié)能

前言

在我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程當(dāng)中，機(jī)械制造業(yè)起到了不可忽視的重要作用，而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等不斷運(yùn)用于機(jī)械制造設(shè)計(jì)中，使得機(jī)械制造與自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了完美的結(jié)合，對(duì)提高機(jī)械工作效率、促進(jìn)工業(yè)發(fā)展起到了積極作用。當(dāng)前，在我國(guó)機(jī)械制造與自動(dòng)化還處于初級(jí)階段，一方面技術(shù)成熟度不夠，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量有待提高，另一方面機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中也會(huì)消耗大量的資源和能源，使得能源過(guò)度消耗的問(wèn)題日益突出，同時(shí)也與科學(xué)發(fā)展觀的要求背道而馳，因此在機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中引入節(jié)能設(shè)計(jì)理念是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1 在機(jī)械制造與自動(dòng)化中節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)分析

與傳統(tǒng)的機(jī)械與自動(dòng)化設(shè)計(jì)制造理念相比，節(jié)能機(jī)械制造具有其先進(jìn)性，主要體現(xiàn)在：節(jié)能機(jī)械設(shè)計(jì)理念主要包括自然環(huán)境設(shè)計(jì)、生態(tài)設(shè)計(jì)和環(huán)境意識(shí)設(shè)計(jì)等，換句話說(shuō)，節(jié)能設(shè)計(jì)突出在制造過(guò)程中對(duì)于自然資源可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用、減少制造過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染，以及機(jī)械在報(bào)廢后能夠做到重復(fù)利用等，可見(jiàn)，節(jié)能設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用使得國(guó)家和社會(huì)對(duì)機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)隨著時(shí)間推移的總投資大大降低，并且有利于促進(jìn)人類社會(huì)與自然環(huán)境之間協(xié)調(diào)、可持續(xù)的發(fā)展。

2 機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)理念的具體要求

2.1 設(shè)計(jì)中環(huán)保材料的使用

在機(jī)械制造與自動(dòng)化的相關(guān)材料選擇過(guò)程中，為降低資源的消耗量，應(yīng)當(dāng)盡可能選擇可再生、可回收、易于分解的材料，盡量不采用或少采用貴金屬、稀有非金屬等材料，尤其是對(duì)于機(jī)械中的一些易損零部件來(lái)說(shuō)，可采用環(huán)保型工程塑料或其他非金屬材料，要求零部件易于更換，且更換下來(lái)的零部件可以做到回收利用，即將其二次加工后再次用作零部件或者用作其他場(chǎng)合，充分體現(xiàn)出“資源化”的特點(diǎn)，并且即使遺落在環(huán)境中也易于分解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，體現(xiàn)出“無(wú)害化”特點(diǎn)，對(duì)于報(bào)廢的材料的處理應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)工藝簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)。

2.2 設(shè)計(jì)過(guò)程中要體現(xiàn)出壽命長(zhǎng)、質(zhì)量輕、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)

在機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中要體現(xiàn)壽命長(zhǎng)、質(zhì)量輕、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。第一，延長(zhǎng)機(jī)械產(chǎn)品可以在很大程度上減少機(jī)械生產(chǎn)的產(chǎn)量和機(jī)械報(bào)廢量，因此就降低了生產(chǎn)的原材料、能源的耗用量，有利于產(chǎn)品節(jié)能。第二，輕質(zhì)高強(qiáng)是新的歷史時(shí)期對(duì)機(jī)械制造的要求，質(zhì)量越輕越有助于生產(chǎn)過(guò)程的進(jìn)行，尤其是可降低大型機(jī)械制造過(guò)程中對(duì)材料、部件的轉(zhuǎn)運(yùn)負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的要求。第三，設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)符合現(xiàn)行的通用標(biāo)準(zhǔn)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)機(jī)械的模塊化設(shè)計(jì)，提高部件、構(gòu)件的通用性，這樣就可以根據(jù)具體要實(shí)現(xiàn)的功能要求組裝模塊，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

3 機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)策略

3.1 優(yōu)選節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)

發(fā)動(dòng)機(jī)是工程機(jī)械中能耗最大的部件之一，同時(shí)也是對(duì)外界環(huán)境產(chǎn)生影響最大的部件，為使工程機(jī)械整體最大限度地節(jié)約能源，就應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇低能耗、高效率、低排放的水冷增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)于不符合相關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)堅(jiān)決不予采用。

3.2 液壓系統(tǒng)的防滲漏設(shè)計(jì)

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的順暢運(yùn)行有助于自動(dòng)化的工程機(jī)械進(jìn)行高效率的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此在機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要考慮對(duì)液壓系統(tǒng)的防滲漏設(shè)計(jì)，使傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的液壓油的量保持充足，并且封閉式的設(shè)計(jì)也使得外界環(huán)境中的灰塵不能進(jìn)入到傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部，因此可以有效減小傳動(dòng)系統(tǒng)各元件之間的摩擦，降低運(yùn)行負(fù)荷，使工程機(jī)械保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)，因此有助于系統(tǒng)節(jié)能；防滲漏的設(shè)計(jì)也使得液壓元件的使用壽命得以延長(zhǎng)，降低液壓油的更換頻率，延長(zhǎng)換油的間隔時(shí)間，降低運(yùn)行成本。

3.3 在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化

總體上來(lái)講，工程機(jī)械的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單、所需的零配件結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單、種類和數(shù)量越少，則越容易制造，即越有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造過(guò)程的節(jié)能降耗，因此應(yīng)當(dāng)做好零件的設(shè)計(jì)，在能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)備所要實(shí)現(xiàn)的功能的前提下，應(yīng)當(dāng)盡可能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少零件的數(shù)量。

3.4 合理設(shè)計(jì)加工工藝

同一種零部件或產(chǎn)品，雖然可以采用不同的加工工藝來(lái)完成，但每種工藝所消耗的能源則有較大的差異，這就需要對(duì)加工工藝進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，目的是使機(jī)械設(shè)備達(dá)到最佳的運(yùn)行載荷，使其盡量在滿負(fù)荷的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，減少不必要的運(yùn)行和怠速的時(shí)間，從而減少能量的浪費(fèi)。具體可體現(xiàn)在以下方面。

第一，選擇合理的加工方式。例如，同一種零件，可以采用冷鍛壓、熱鍛壓、溫鍛壓等多種加工方式來(lái)達(dá)到目的，但應(yīng)當(dāng)分析每種加工方式的能耗特點(diǎn)，具體來(lái)說(shuō)，熱鍛壓的能量利用效率較低，因此實(shí)際工作中應(yīng)當(dāng)盡量避免，而冷鍛壓雖然能耗低，但易造成環(huán)境污染，因此優(yōu)選溫鍛壓的加工方式。

第二，選擇合理的工藝參數(shù)。工藝參數(shù)的選擇對(duì)加工過(guò)程的耗能有較大的影響，例如在加工階梯軸類零件時(shí)，可選擇的毛坯形狀和種類較多，實(shí)際工作中應(yīng)當(dāng)綜合考慮制備毛坯消耗的能量大小。再如，對(duì)于加工余量等參數(shù)的設(shè)置要科學(xué)合理，一般來(lái)說(shuō)，減小加工余量對(duì)于節(jié)能節(jié)材有較大作用。

第三，選擇合理的冷卻工藝。在機(jī)械制造過(guò)程中對(duì)于冷卻液的使用較為常見(jiàn)，從節(jié)能的角度出發(fā)，應(yīng)當(dāng)在冷卻液的選擇時(shí)盡量不用或少用冷卻油，且應(yīng)當(dāng)不斷創(chuàng)新冷卻方式，力求在冷卻的同時(shí)對(duì)熱量進(jìn)行綜合利用。

第四，合理安排工序。工序的安排是否合理直接影響加工的時(shí)間長(zhǎng)短，這主要體現(xiàn)在工序之間的等待時(shí)間上，如果工序不合理就會(huì)導(dǎo)致等待時(shí)間的延長(zhǎng)，造成能源浪費(fèi)，因此實(shí)際工作中必須做好統(tǒng)籌規(guī)劃，科學(xué)設(shè)計(jì)工序。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，機(jī)械制造與自動(dòng)化是機(jī)械制造行業(yè)研究的熱點(diǎn)，將節(jié)能設(shè)計(jì)理念融入到機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中是機(jī)械制造業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向，雖然當(dāng)前我國(guó)在這方面還與國(guó)外存在不小的差距，但相信隨著國(guó)家政策的傾斜，節(jié)能一定會(huì)成為機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

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