机械制造自动化中节能设计理念的应用

张海鑫 寇阿慧 陈世健

摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对机械设备的应用也越来越广泛。机械设备在资源与能源消耗过程中扮演了最关键的角色，从节能视角优化机械制造与自动化技术的应用，对实现资源环境的保护目标至关重要。本文简要介绍了机械制造行业的发展历程及趋势，阐述了自动控制、通信等技术提升产品性能、运行效率以及优化工业产品的研发生产流程等方面的关键作用，进而探讨了在机械设备的设计、制造过程中如何运用节能设计理念。

关键词：自动化;机械制造;节能理念

随着我国现代工业的不断发展，机械制造行业在生产能力和自动化应用方面也有了明显的进步，有力地推动了我国的国民经济建设。与此同时，机械制造行业作为传统的高能耗型行业，其在生产制造以及自动化应用的过程中不仅会消耗大量的能源，而且还会对环境造成严重的污染，而这也是制约我国机械制造行业实现长期可持续性发展的一个关键因素。因此必须从机械制造的设计环节入手，从而实现传统产业的转型升级，促进机械制造行业的绿色发展。

1机械制造及其自动化现状

我国现阶段产业结构中，机械制造业占据着重要地位，是我国经济中的支柱产业。现代科技水平发展迅速，推动机械制造业向自动化方向发展。机械制造及自动化，促使现代生产效率提升，同时制造业生产的水平、质量也得到明显提升。但就现阶段而言，我国机械制造的发展模式依然相对陈旧，存在高能耗、低产出的特征，在机械制造发展中自动化的效果虽然能够提升制造水平，但在能耗方面的优化是多数企业不曾重视的部分。我国人均能源远低于世界平均能源值，总量虽大，但因为技术限制，能源开采的难度提升，社会开始重视节能减排。在这样的背景下，我国机械制造与自动化对于节能设计的需求极为迫切，这不仅是生产成本、生产效益的要求，也是现代社会发展的趋势。

2节能设计理念的优势

我国经济的快速发展以及科學技术水平的发展，促进了我国机械化的发展和设计，节能设计理念使现代机械发展成为未来的一种发展趋势。通过节能设计理念在机械制造和自动化中的应用可以让有限的能源得到循环的使用，把机械制造和自动化过程中对环境造成的污染减少到最低，这样可以在提高我国机械化生产效率的基础上把对环境的污染减少到最低，实现我国可持续发展的理念。以前在传统的机械设计时，一般不考虑回收再利用问题，使得在机械制造和自动化生产的过程中造成了不少的资源浪费。在新的时期，企业需要进行不断的创新，应该把节能设计的理念应用到机械制造和自动化过程中，在选材方面尽可能选取节能型的，可实现循环利用的，以及对环境污染度低或者是没有污染的;通过这种方式还可以让制造企业实现一定经济收益，并推动企业长远发展。

3节能设计理念在机械制造与自动化中的具体应用

3.1环保材料的应用

机械设备是一个复杂而庞大的机械系统，它不仅包括机械结构件，还包括电气、液压、冷却等许多子系统。因此，机械设备的材料种类繁多，零部件更为复杂多样，所以，应确保机械的质量，特别是在使用相对环保的材料方面，还有机械结构中容易磨损或损坏的部件，从而大大降低能耗，多使用某些可回收、可再生和环保的新型复合材料，对大气和环境完成污染的重金属的应尽量减少使用，这些措施可在一定程度上降低能源消耗，显著减少环境污染的情况，是实现机械制造与自动化可持续发展的正确途径。

3.2增加生产制造中的节能环节

首先，可以优化机械制造和自动化生产的结构。在机械制造和自动化生产的过程中，需要对工艺进行设计，而工艺的设计不仅会对机械制造和自动化生产的效率产生一定的影响，同时还会对机械制造和自动化生产的顺利产生影响。而把节能设计理念引入到工艺设计中，可以在很大程度上节省工艺的流程，让机械制造和自动化的生产线变得更短，节省生产的时间。而生产线变短，其工艺结构就会相对比较简单，而反映到资源损耗方面，就会比较少，就不会出现能源的消耗和浪费，而且还会提高机械制造和自动化生产的生产效率。

其次，在加工工序中引入节能设计理念。在机械制造和自动化生产过程中，加入节能设计理念，不仅可以提高资源的使用效率，降低企业的生产成本;同时还可以提高企业的生产竞争力，为机械制造企业带来一定的经济效益。

另外，工艺参数的设计;机械制造和自动化离不开对原材料需求，而原材料要想应用到机械制造和自动化中还需要进行剪裁，这时候引入节能设计理念可以把原材料剪裁的参数和机械制造设备进行更好的结合，让原材料剪裁工艺可以更好地和机械制造以及自动化设备进行更好的贴合，所以，相关的技术人员应该采取技能设计理念，并对原材料进行有效的节约，实现原材料使用的最大化。

3.3生产工艺优化

在进行机械制造及自动化设计过程中应用节能理念，在生产工艺的优化中，需要因地制宜，根据外部实际条件进行加工生产工艺的选用，生产工艺中零件较为多样的情况下，要与现场设备匹配度进行分析。比如零件锻压生产工艺，主要有热锻压、冷锻压、温锻压三个类型，热锻压的能源利用率相对冷锻压及温锻压更低，冷锻压较温锻压及热锻压在环境损害上相对更大，未来进行锻压工艺的运用还着眼在温锻压，以期能源利用率较高，危害性也在可控范围。

4机械制造及自动化节能设计发展方向

机械制造及自动技术的发展与现代计算机技术的发展有极为密切的关系，在现阶段中机械制造及自动技术的应用规模逐渐增加，且有较多跨国合作项目，这对我国自动化计算及网络技术与集成技术的发展提出了要求，要与国际接轨与世界同步。同样的，数字化制造技术也是推动机械制造及自动技术节能化发展的关键。能源的困境同样是国际社会中普遍的问题，未来进行技术革新中，节能环保型必将成为机械制造水平的重要指标。因此，我国在进行机械制造及自动化技术的发展过程中，应持之以恒地重视节能理念。

5结束语

综上所述，机械设备几乎参与人类社会能源使用过程中的所有能量转换，所以在机械设备的制造与应用环节践行节能设计理念，必然可以对能源的转换率产生重要影响，而且能推动各个生产领域的产品加工工艺改进、功能性材料研发以及运营管理理念的创新，实现绿色制造的目标。

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