機械制造與自動化節能設計探討

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摘要：在機械制造與自動化這方面，大多數企業了為了獲得更具大的經濟效益，會使用一定的智能技術來不斷節約成本，而節能設計理念是一種比較有效的方法。本文對節能設計理念在機械制造與自動化中的應用進了探討，希望能夠對這一領域的發展起到一定的促進作用。

關鍵詞：機械制造；自動化技術；節能設計理念

機械制造與自動化行業在生產過程中，需要消耗十分高的能源，因而需要將節能設計理念應用到其中，不斷減少資源浪費，滿足社會發展的需求。

1節能設計理念在機械制造與自動化中的應用特征

在傳統的機械制造的模式中，大部分的工作都是如何制造機械，并且將機械變得更加自動化，在很長一段時間內都忽視了節能方面的內容，也沒十分深入地研究，使資源的浪費現象十分嚴重，雖然在一定程度上促進了社會的發展，但是經過長時間的積累會對環境產生嚴重的破壞，從更深層次的角度看是不利于社會和經濟的可持續發展的。現階段，我國開始注重環境保護工作的落實，要求各行業都需要逐步落實節能減排的理念，機械制造行業也不例外。因此，將節能設計理念融入到機械制造的過程中，可以在最大程度上節約資源，優化資源的配置，從而達到環境保護和節能減排的目的。節能設計理念的內容是十分豐富的，其中包含了自然環境、生態保護和綠色發展的理念，具體的應用特征就是在機械制造的過程中重復利用各項自然資源，并且需要使用環保材質，在機械報廢后可以對相關零件進行再次回收利用，盡量減少環境產生的破壞。目前，我國的各項能源都出現了消耗過度的情況，并且環境的惡化也是十分明顯。由此可見，將節能設計理念應用在機械制造與自動化中，不僅可以保護環境，還能減少相應的能源消耗，是符合當前社會可持續發展需求的。

2節能設計理念在機械制造中的應用

一直以來，如何減少能源消耗都是機械制造行業所思考的問題，而節能設計理念的出現，為這一領域帶來了新的發展契機，因而在下文中詳細闡述了節能設計理念在機械制造中的應用。2.1機械設計、制造過程的優化。在現階段的機械制造過程中，往往會特別重視機械的效率和節能這兩方面的共同提升，而機械設計的優化能夠更加直接的反應出節能設計理念。例如，對現代機電一體化設備來說，如果是在傳統的制造模式下，無法將機械設備和發動機進行一體化設計，在使用電能的時候則需要對其進行變壓處理，或者電能與設備距離較遠，在變壓或者電能傳輸中的每個環節都可能會出現嚴重的電能損耗，這在無形中增加了能源的消耗。而在現代節能設計理念的應用之下，設計人員可以制造出機電一體化設備，在最大程度上減少傳輸過程中電能的消耗。機械制造在工業生產中是一項十分重要的內容，而節能設計理念則體現在各個環節之中，以標準化流程為例，最早出現在美國的汽車制造業當中，雖然當時沒有形成一個完善的體系，但是已經初見模型，使得節能設計理念得到了很好的應用和體現。2.2應用實例分析。現階段，節能設計理念已經被廣泛的應用在機械產品中，表現形式也非常的廣泛，例如工業產品的外觀、核心零件等。在外觀方面，許多的汽車或者是跑車都是采用流線型的設計，從而能夠讓汽車在行駛過程中減少阻力，進一步降低風力對汽車的影響，從而達到減少能源消耗的目的，體現出了節能設計理念。在核心零件的設計方面，也是未來機械制造行業必須要思考的問題，例如，對于計算機的核心零件來說，可以應用節能設計理念，當計算機的使用者需要離開一段時間，而這時則需要能夠自動進入休眠狀態，從而降低對電能的消耗。

3節能設計理念在機械自動化中的應用

節能設計理念在機械自動化層面的應用，主要體現在兩個方面，一是自動化的控制，而是自動化的調整。3.1自動化調整與自動化控制。在自動化調整方面，能夠體現出現代機械制造的智能化，主要是機械設備能夠根據已經設定的默認程序來進行自動的調整，從而適應生產的需求。現階段，我國的許多工業生產中都會根據溫度等外界環境的變化來不斷調整各項能源的供給，這一需求再在傳統的機械制造模式下是無法實現的，即使使用人工來控制，控制也不能夠做到十分的精確，很容易受到操作人員的主觀影響，因而極易出現差錯。在科技的不斷發展之下，能夠實現自動化調整和控制，從而將調整所需參數變得更加準確，調整的過程也更加快速，從而實現減少能源的消耗。3.2應用實例分析。從節能設計理念在機械自動化中的應用來看，智能鍋爐是比較典型的應用。因此，在本文之中，以智能鍋爐為例進行分析。一般情況下，智能鍋爐的工作流程是：傳感器—通信設備—單片機—執行構件—循環。假設該智能鍋爐在上午九點到十二點的工作負荷為70%，而在下午兩點到五點之間的負荷為50%。在這一過程中，需要工作負荷的變化，在傳統的模式下，需要安排人工在中午這段時間去改變鍋爐運行的相關參數，而對于智能鍋爐來說，僅僅需要在鍋爐開始運轉之前，使用人工對相關參數值進行設定，智能控制中心會進行自動控制，避免了中間過程操作人員忘記操作的情況，從而減少了對能源的消耗。

4節能設計理念在機械制造與自動化的應用策略

4.1使用環保節能型的機械發動機。對于機械工程來說，發動機是其心臟，能夠為正常運轉提供所需動力，也是機械運轉過程中消耗能源最多的。現階段，我國提倡節能減排，因而機械設備的運行也許要將此作為首要目標。因此，在機械工程設計的過程中，必須要注重發動機的節能設計，在保證能夠滿足機械正常運轉的情況下，盡量選擇能源消耗較低，并且對外界產生污染較小的發動機，從而滿足社會的發展需求。4.2對液壓系統進行防滲漏處理。如果說發動機是機械工程的心臟，那么液壓系統則是機械工程的血液，二者具有同等的作用。現階段，我國的機械液壓系統經常會出現滲漏的情況，如果出現滲漏，一方面會使一部分能源白白浪費，另一方面滲漏出去的能源還可能會對外界環境造成污染。因此，需要將節能設計理念應用在液壓系統的設計過程中，從而采取一定的措施，盡量減少液壓系統在運行中出現滲漏。4.3優化機械內置結構。一般來說，機械部件的構造越簡單，那么所需的配件也就越少，因而產品的制造難度也相應降低，反之則越復雜。但是，就機械部件的質量而言，必須要保證每一個配件的質量都達到相應的要求，才可以保障機械整體的正常運行。而若要做到這一點，就需要對相關生產工藝進行分析和設計，在應用節能理念過程中，需要對加工的工序進行科學的調整，然后對使用的工藝方法進行優化，才能夠實現節能設計的目標。具體可以分為以下幾個步驟：一是在加工某些特殊的機械零件時，可以結合實際選擇不同的鍛壓方式來進行加工，從而提高部件的適用性；二是在實際的操作過程中，必須要選用合理的工藝參數，進而達到機械設備的節能設計；三是為了加強對機械制造整體的把控，需要調整制造流程，盡量減少非必須的制作工序，減少制造時間，提升制造效率。4.4依據通用的標準來設計機械的構件。為了更好地體現節能設計理念，在機械制造的過程中，必須要依據通用標準來進行機械部件的相應設計，結合外部環境進行設備和材料的匹配，這樣不僅可以延長機械設備的使用年限，還可以在最大程度上減少報廢的幾率，這樣能夠有效節約資源，減少不必要的浪費。除此之外，從對環境的影響分析，做好機械設備的結構優化，還需要根據節約能源和保護環境的基本原則，不斷對機械設備進行改進設計，保證機械設備的性能，最終達到節能環保的最終目的，促進機械制造業的可持續發展，這對于機械制造和自動化的發展也具有實際的使用意義。

5結語

總而言之，在當前我國的機械制造行業當中，仍然存在著能源過度消耗，對外界環境造成污染的情況，因而必須要加強節能設計理念的應用，在保證機械制造能夠高效生產的基礎之上，也滿足了環境保護的需求，促使機械制造與自動化進一步發展。

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作者:張月異 單位:長沙職業技術學院