机械制造与自动化中节能设计理念的应用探讨

机械制造与自动化中节能设计理念的应用探讨

叶挺 ,范虎 ,陈慧

广东鸿图武汉压铸有限公司  湖北  430200 陈慧身份证号：421081198904092491

摘要：在我国现代机械制造领域快速发展的背景下，机械制造技术水平全面提高，多项现代化技术的应用，使得机械制造行业得以高速发展。在机械制造与自动化设计中，需要加强对节能理念的应用与融合，通过节能理念降低机械制造与运行能耗，确保其符合节能减排战略的基本要求，是推动机械制造领域可持续发展的关键所在。因此，本文将对机械制造与自动化中节能设计理念的应用方面进行深入地研究与分析，并结合实践经验总结一些措施，以期能够对相关人员有所帮助。

关键词：机械制造；自动化；节能设计；节能理念；优化措施

引言

利用现有的节能技术对机械制造、自动化实行革新和改良，可以改善机械工程的环境保护和节能效果。文章对节能设计在机械制造与自动化中的应用优势、在节能概念下机械生产设计的应用优势，以及如何实现节能设计的原理进行了分析探究，总结出节能设计原理在机械制造与自动化中的实施策略。

1节能设计的特征

1.1节能环保，公害化程度偏低

我国工业崛起阶段存在能源大量消耗的问题。在这样的情景下，节能环保成为工业生产阶段的热门话题之一。将节能理念融合至机械制造及自动化设计领域中，一方面能较明显地提高机械生产及使用效率，另一方面也可减少能耗。节能理念和机械制造业融合后成果显著，基于该方式制造的产品明显减少了投用阶段的污染物含量，减轻了对自然环境形成的污染，同时降低了企业公害化程度 。

1.2应用新型绿色环保材料

机械制造行业自动化发展阶段，合理应用新型绿色环保材料是关键一环。该种材料应用阶段一定要确保能达成低能耗和低排放的节能目标。这预示着生产阶段一定要灵活选用材料，充分考虑制造实践中所需材料的弹性、塑性及抗冲击性等指标，尽量少用或不用热量交换过剩的材料，同时要关注材料的回收性和循环利用性。

2传统机械制造与自动化设计理念存在的问题

2.1技术人员的综合素质底下

由于机械自动化工程项目的技术含量较高、涉及面广。目前我国在这方面的人才比较稀缺，尤其是高端应用型人才少之又少，无法满足机械行业的发展需求。毕竟当前工业人才的综合素质偏低，要么缺乏专业的理论知识，要么缺乏实践经验，因此只有强化对人才的培养或采取相应措施吸引高端人才引入，才能为企业发展增加动力。

2.2设备问题

目前，我国机械行业的很多企业仍在延用以往较为落后的设备进行生产制造，由于设备生产效率低，产品生产速度缓慢，甚至这些设备无法纳入自动化生产系统当中，不仅无法保证产品质量还严重影响了机械自动化的进程。因此，企业若想提高经济效益，必须引进先进的设备体系，以此推进机械自动化设计，使其能快速满足时代发展的需求。

2.3技术问题

虽然很多大型机械制造企业已经应用了自动化系统，但由于缺乏核心技术，导致很多关键技术都依赖于进口，这样一来，就无法保障生产的安全与稳定性。因此，为了解决机械制造方面的各种制约，必须研究出自主核心的生产技术。不断对生产环节进行有效改进，才能确保机械制造与自动化设计的稳步发展[1]。

3 机械制造和自动化中的节能设计理念

3.1 使用节能环保材料

因为制造业生产过程中需要大量的能源支撑，特别是该类行业中的机械制造，其能源需求更为重要，所以需要在机械制造和自动化生产的过程中贯穿节能设计理念，为制造业的可持续发展提供有利保障[3]。想要减少机械制造和自动化产生的能耗，一方面在选择原材料时就需要使用节能环保的材料，通过深入贯彻节能环保理念，选择能够二次利用的环保材料。这样不仅可以实现材料的循环利用，还可避免有毒有害材料的影响。另一方面，在对机械结构进行设计时，需要重视材料的分解和回收，以提升机械制造和自动化生产中材料的循环利用率，实现节约成本的目标，从而促进机械制造业经济的健康发展。

3.2 系统设备节能设计

机械设计中最重要的环节是系统单元，因此在机械制造的细节中要融入节能理念，合理设计系统单元[4]。一方面，在选择系统引擎的过程中，因为发动机的质量和性能在机械制造过程中对制造环境的影响非常大，所以节能设计理念需要选择应用环保的发动机，将机器生产对环境的破坏和影响降到最低，同时在降低能耗的基础上提高机械系统的加工效率。另一方面，在设计过程中还要优化液压传动系统的设计，应用科学的方法合理设计液压传动系统的结构和传动方式，并选择气密性好、耐老化、耐腐蚀的输油管道，以减少液压元件的磨损，延长元件的使用寿命。

3.3 处理技术的节能技术选择

在机械制造与自动化的节能设计中，需要用到很多的加工工艺。设计过程中需要结合机械制造和自动化节能设计的原则，针对不同的机械制造类型运用不一样的加工工艺。正常情况下，能源的消耗会因加工工艺的不同而产生比较大的差异，因此需要在对比不同的加工工艺后，选择节能性比较好的加工工艺，以保证加工工艺制造过程中的能源消耗较少。另外，在选择节能处理技术时，可以按照以下4个步骤进行。

首先，科学选择加工方法。以机械零件的机加工和锻造工艺为例，该过程中的主要污染是冷锻和压制造成的，因为热锻在能量转换方面并不理想，所以在实际加工工艺中可以采用温锻技术。其次，合理选择工艺参数。加工过程中参数的科学选择是实现机械制造节能的关键步骤，因此应针对不同的加工工艺选择合理的工艺参数。再次，节能技术和工艺应选择合适的冷却工艺。从节能减排的角度来看，创新机械制造工艺的冷却方式，可以减少对传统冷却液的依赖，进一步实现机械制造的低能耗和自动化节能设计。最后，注意合理安排加工制造工序。合理安排处理程序可以进一步达到科学统筹的效果，从而缩短处理时间，降低能耗。

3.4 在机械自动化中的具体运用方式

3.4.1 自动调整和自动控制

自动调整是现代智能机械中非常明显的特点，主要是指设备在运行的过程中要调整相应的程序参数，以满足实际的生产需求。在机械设备运行过程中，因为很多设备都不是一直处于固定的负荷水平，所以还需要结合实际的生产情况调整供气和供油。在传统的制造模式下，人工调整存在一定的不确定性，不能满足机械设备的生产需求，因此需要使用更加精确的控制方式。自动化技术能够符合现在机械设备精确性的需求变化，能够实现智能控制工业燃气锅炉等设备。例如，通过传感器收集的信息对供气阀门进行调整，以满足不同负荷下对供气的要求，从而避免不必要的损失。自动控制是几种技术的综合，也可以将其理解为半无人操作和无人操作技术。将该技术应用于自动化机械设备时，实现设备的节能是节能设计理念的重要表现方式。

3.4.2 在汽车制造中的应用

以汽车制造为例，其安全性是影响汽车销量的重要因素。人们更喜欢安全性高、能耗低的产品。因此，在工业生产中，驾驶室的设计要更加注重安全性和环保性，并在其中有效利用节能设计理念，从而为人们提供更加舒适合理的驾驶环境。此外，在汽车制造中，要按照轻量化、长寿命、低能耗的原则设计安全环保的驾驶室，并采用各种轻量化的环保复合材料，使汽车的安全指数更高。因为环保、低污染是节能设计理念的主要特点，而发动机质量又与环境污染有关，所以为了有效降低发动机对环境的影响，在设计机械系统时应选择环保节能的设计理念，并选择节能效果比较好的发动机。这样不仅可以有效节约能源，还能减少发动机运行过程中产生的噪声等污染。

3.4.3 在游乐设施中的应用

机械制造和娱乐自动化设备节能的重要方式是使用节能材料。对于娱乐机械设备而言，选择环保、可重复使用的材料，不仅可以设计出更科学的游乐设备，还可以实现最佳的节能设计理念。随着科学技术水平不断提升，运用先进的科学技术可以更全面地分析游乐设施的结构以及游乐设备各部件的功率等参数信息，以便于通过这种方式优化结构选择更合适的环保材料，从而设计出更安全、更合理、使用寿命更长、能耗更低的娱乐设备。

结束语：

通过对机械制造和自动化领域的节能设计思想的深入分析，发现我国的机械工业结构非常复杂，发展中出现了一系列的问题，而能源的大量消耗是制约我国环保和提高资源利用效率的主要因素。所以，在实际工作中，要降低能耗，运用合理的节能设计思想，以达到节能、环保的目的。

参考文献：

[1]王益强,宋艳来. 机械制造及自动化中节能设计理念的应用探究[J]. 内燃机与配件,2021(2):165-166.

[2]桑财荣. 机械制造及自动化中节能设计理念的应用论述[J]. 中小企业管理与科技,2021(24):175-176.

[3]姜坚宏. 机械制造及自动化中节能设计理念的应用[J]. 今日自动化,2021(3):152-153.

[4]刘宗龙. 机械制造及自动化中节能设计理念的应用探究[J]. 汽车博览,2021(2):30.