机械工业环保产业发展中心
摘要:机械加工本身就是消耗能源和排放废弃物的过程,在机械设计加工中,需要将能耗与排放量降至最低,尽量减少机械加工制造对自然生态环境的影响,实现机械加工制造领域的绿色环保发展,平衡社会经济活动与环境保护之间的关系。因此,在机械设计加工中需要运用节能降耗技术、信息技术与PLC通信和控制技术等,进行机械设计与机械加工过程的优化调整,加大机械设计加工节能降耗控制的力度,以实现机械设计加工各个环节的节能降耗减排。
关键词:机械设计加工;节能降耗;措施;
引言
械制造、自动化技术的应用,可以转变传统人力生产,逐渐实现机械化生产,提升工作效率与效益,降低制造成本。但是,工厂规模持续扩大,应用大量的机械自动化设备,再加上传统设备的能源消耗多。早期机械制造设备,只关注自动化操作,忽视节能设计。所以,对于机械制造的能耗问题,制定标准的节能设计目标,推广到机械设计自动化中,完善自动化技术。通过此种方式,能够弥补资源消耗问题,同时降低能源使用量,增加生产效益,促进机械制造自动化发展。
1机械设计加工能源与资源消耗的影响因素
1.1设计人员因素
设计人员缺少机械企业一线生产工作经验,对机械真实的加工环境并不十分了解,在设计过程中根据自身的主观意识与以往设计经验,从理论专业的角度进行机械设计,导致机械设计与企业加工实际之间的不匹配,影响到机械加工的能源消耗情况。或者是设计人员在机械设计过程中侧重机械整体功能的实现,评价机械设计质量时只采用了机械设计性能、设计经济性、设计质量等方面的指标,而缺少对机械加工阶段能源与资源消耗方面的评价,导致机械设计加工未能形成对能源资源消耗的有效准确控制。
1.2加工设备因素
机械加工中采用同一种设备,但设备的型号不同,产生的能耗也不相同。一般情况下机械加工企业为了满足生产大小不同工件的需要,会同时引进不同型号的同种设备,如小工件在小设备上加工,大工件在大设备上加工,但小工件也可在大设备上加工,企业可以根据生产量进行不同型号设备的选用。在实际的机械加工过程中,机械加工企业为了加快生产进度,按期完成订单,会使用大型号的设备生产小工件,虽然生产的效率高,但产生的能耗大,导致机械加工能源资源的浪费。
2机械设计加工中的节能降耗措施
2.1机械结构转换设计
机械制造系统的操作,会影响发动机的核心部件,还会危害环境生产。发动机运行期间,容易产生实体污染与噪音污染,因此要选用环保型发动机,减少燃料消耗与排放量,全面提升生产效率。分析机械内置构造可知,精简产品的配件数量,可以简化机械设备的结构,确保产品制造过程的简单化,降低能源消耗。因此,机械自动化设备部件设计中,遵循标准规定与要求,保证操作过程的优化与节能。同时,为了确保液压系统的运行效益,也要采用节能设计法。机械自动液压系统设计时,应当加强抗老化功能,确保液压管的密封效果、耐腐蚀性作用,减少操作过程中的机械设备失效问题。液压系统内部的节能设计,应当关注清洁度问题,要求工作人员定期清洁液压系统内部。系统运行过程中,如果出现不良问题,则由技术人员处理,确保机械自动化系统运行效益,以免加剧液压油损失,引发安全事故。液压系统设计期间,以封闭设计法为主,确保系统运行稳定性。此种设计方式,可以防止灰尘进入液压系统内,增加系统零部件负荷,增加额外浪费。
2.2对绿色环保材料的选择
传统材料强调产品的技术和安全特性,忽视环境和环境保护。在设计和制造机械时,总是有含有特殊化学品的材料,如铅、汞和其他有害物质。这些物质的选择将不可避免地导致未来的环境问题。如果后处理不充分,对环境的损害仍然很大。组织需要明确产品设计、研发和生产的关键要素,提高产品性能,并使用生态设计概念帮助企业降低生产成本,创造高生产率和高质量的品牌效果。因此,材料的选择必须非常小心。这也是机械生态设计概念中最重要的部分。
2.3绿色制造工艺
绿色制造工艺,是将绿色理念融入机械行业的关键环节。前期制定的机械产品绿色设计和材料设计相关方案能否有效落实,直接取决于制造工艺的选取是否精当。经过多年实践,当前机械制造领域已形成适配多种加工场景的绿色工艺技术,结合加工环境和细化环保目标的不同,灵活选取不同的制造工艺,可有效确保机械制造环节的低能耗、低污染与高效率。例如,为避免切削液当中硫、磷等化学成分对机械制造工人、厂区周边环境的污染,可选择没有冷却润滑剂参与的干式切削加工技术;为减少机械生产过程中的无效生产,降低机械参数误差,企业可利用云计算、AI算力、大数据等新兴技术,开展数字化模拟制造;为最大限度地提升机械尺寸精度,可用高分子、功能型金属为特殊载体,直接绕过材料加工的多个环节,直接对机械产品进行一体化定型。
2.4优化机械加工工艺路线
机械加工工艺路线影响着机械加工过程,需严格按照机械加工制造技术的标准要求,根据企业机械加工工艺的实际情况,以工艺线路最短、加工时间最短、碳排放量最低为目标,对机械加工工艺路线进行优化调整,以实现机械高效低碳加工。一方面,对加工过程进行能耗控制,根据机械加工的内容与任务,进行加工工艺路线的规划设计,深入分析加工工艺中影响能耗的因素,如工艺设备、生产系统、工艺类型等,评估影响程度,制定优化措施。另一方面,利用机械加工设备上的传感器,实时采集加工工艺的数据信息,分析机械加工过程的能耗情况,为工艺路线优化后的落实提供参考。
2.5积极将绿色制造研究成果转化为产品
加强对环保制造技术、环保设计技术、环保生产技术、环保回收技术等学科的研究,打破多项关键技术,开发多项具有自主知识产权和关键设备的典型环保工艺,形成具有环保特点的制造体系,减少环境污染和能源消耗,促进发展。制造业的可持续发展。改进共享绿色生产系统的相关平台,利用相关平台促进联网,加强相互技术交流,支持不同地区网络的开发和使用。增加对有机生产相关研究项目的投资。因此,在发展制造业、增加投资、发展绿色理念、促进绿色产业发展、促进资源合理配置和能源高效利用、促进中国制造业发展的同时,是确保中国绿色发展的重要条件和基础。
2.6构建完善的设计评价体系
首先,针对设计的流程与关键环节,构建一套完整的评价体系,根据机械设计的需求,进行节能降耗设计;其次,强化设计人员的节能降耗意识,在机械设计过程中积极创新,以绿色环保为原则,进行机械加工过程的节能设计;再次,构建科学的评价指标体系,包括基本功能、辅助功能、结构性能、工作性能、工艺性能及其他评价指标,每项指标下合理设置多个子指标,形成对机械设计的全面评价,在工艺性能评价环节,除了要进行结构工艺性、机器规范性、容差合理性、生产周期性与制造经济性的评价,还要增加工艺节能性指标,以控制机械加工阶段的能耗。
结束语
在机械设计加工过程中采用节能降耗措施,可显著减少机械加工制造过程中的能耗、排放及污染,对于机械制造领域的绿色环保低碳发展有着重要意义。在融入节能理念后,可以提升机械设计制造水平,为国家、社会发展提供技术支持。
参考文献
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