浅析机械设计制造及自动化技术中节能理念

摘 要：近年来，在自动化技术不断发展背景下机械设计制造行业的整体技术水平明显提高，但其能源消耗大、资源浪费严重等问题仍未得到有效解决，这显然不符合当前社会经济可持续发展要求。基于此，本文分析了节能理念在机械设计制造领域的重要作用，同时探讨了节能理念在机械设计制造及自动化技术中的应用，以期能够对机械设计制造行业的环境污染控制与可持续发展提供一定参考。

关键词：机械设计制造;自动化技术;节能理念

中图分类号：TH122;TH164        文献标识码：A       文章编号：2096-6903（2020）08-0000-00

0引言

机械设计制造作为与工业生产密切相关的行业领域，近年来虽然呈现出了自动化、数字化、智能化发展趋势，但从国内来看，机械设计制造与自动化技术的结合仍处于初级阶段，当前无论是机械设计制造本身的资源消耗，还是机械产品的能耗，与国外发达国家相比均较高，而面对机械设计制造行业能耗过高、资源浪费严重等问题，将节能理念应用到机械设计制造与自动化技术中，显然是十分可行且必要的。

1节能理念在机械设计制造领域的重要作用

1.1合理控制资源消耗

机械设计制造属于高能耗行业，尤其是在我国机械设计制造行业规模较大的情况下，其每年所消耗的各类能源、资源众多，这给整个行业的可持续发展带来极大阻碍。在节能理念影响下，机械设计制造行业逐渐向着节能减排方向发展，将降低能源消耗、避免资源浪费作为机械产品设计、制造阶段的核心目标，同时将各种节能措施灵活应用到机械产品设计、制造中来，最终实现对资源消耗的合理、有效控制[1]。如在进行机械产品的发动机设计时，如果机械制造企业及设计人员能够充分贯彻节能理念，就会改变盲目追求高性能、低成本的思想，轉而在保证发动机动力足够的前提下，尽可能设计出低能耗发动机，使机械产品的整体能耗进一步降低。

1.2迎合工业生产需求

机械设计制造行业与工业生产存在着密不可分的联系，无论是机械产品的整体质量性能，还是对机械产品功能的创新优化，都会对机械产品应用领域的工业生产造成直接影响，而在当前我国工业趋向于绿色转型发展，机械设计制造及自动化领域对于节能理念的贯彻自然也是十分符合工业生产需求（市场需求）的。如通过对发动机等内部重要构件进行节能化设计可以在基本不影响机械产品质量性能、功能的基础上，大大降低机械产品能耗，从而满足工业生产的节能减排需求;而对于机械产品制造阶段资源消耗的控制，则能够有效降低机械产品制造成本，依托这一优势，无论是降低产品价格，还是扩大产品利润空间，都能够帮助机械制造企业在市场竞争中占据有利位置。

2节能理念在机械设计制造及自动化技术中的应用

2.1改进生产工艺

从机械设计制造行业的发展现状来看，要想将节能理念应用到机械设计制造及自动化技术中，首先需要对机械制造的相关生产工艺进行不断改进，以解决机械产品在制造阶段的资源浪费、环境污染、能源利用率低等问题。例如在机械零部件的锻压加工领域，目前的加工工艺通常可分为热锻式、温锻式与冷锻式三大类，由于热锻式与冷锻式工艺在零部件加工过程中的能源利用率相对较低，对环境的破坏也比较严重，因此应在设计阶段，除了要根据零部件要求来选择锻压工艺外，同时也要充分考虑到节能环保效益，尽可能选择温锻式工艺。

2.2选用节能材料

在机械设计制造行业中，生产原材料的选择同样会影响机械产品制造的资源消耗及污染排放情况，全面应用节能理念，对于各种节能材料的合理选择与应用是十分重要的。例如在进行发电设备、运输机械设备发动机、化学设备等机械产品的设计时，由于机械设备需要在高温环境下运行，常常会因出现蠕变现象导致设备变形，因此应尽量选用耐热钢等蠕变强度较高的材料，以提高机械设备的强度稳定性与使用寿命，这样不仅能够能够满足市场需求，提高产品市场竞争力，同时也能够降低整个行业因机械制造所产生的能源消耗与环境污染[2]。另外，由于大多数钢铁及有色金属材料都具有可回收性，因此在进行机械设计时，同样需要尽可能选择这类可回收材料作为机械制造原材料，使机械产品报废后能够实现原材料重新回收，避免各类生产材料的浪费，即便因机械产品质量性能要求而必须要采用不可回收材料，也同样要优先选择易分解、质量轻的原材料，以降低机械产品报废后所造成的环境污染以设备运行负担，这与节能理念是十分契合的。

2.3优化机械结构

从节能减排的角度来看，节能理念在机械设计制造及自动化技术中的应用还可以通过对机械产品内部结构的优化来实现。例如在机械产品的整体结构设计上，可尽量减少一些不必要构件的使用，使机械产品的结构与生产流程趋于简单化，进而降低机械产品生产过程中的能耗与材料消耗;而在进行自动化液压系统设计时，则需要选择使用寿命长、耐腐蚀性强、密封效果好的液压管，以免液压系统出现渗漏、内部杂质过多等问题，并对整个机械系统的稳定运行造成影响。

2.4设计通用构件

现代机械产品的内部结构大多比较复杂，所使用的零部件也比较多，如果某一部分构件在使用期间出现问题，且无法找到合适的构件进行更换，或是更换后构件与其他构件间的契合度不足，那么就很容易使机械产品被迫报废，而在机械产品报废率较高的情况下，整个行业的资源消耗与环境污染问题也会变得更加严重。针对这一问题，机械制造企业还需在产品设计阶段尽可能使用通用构件，或是对特殊构件进行通用化设计，保证机械产品在内部构件出现故障后，能够轻松找到相同的通用构件并完成更换，且更换后不会对机械产品正常运行及使用寿命造成影响，进而有效降低机械产品报废几率，控制机械制造所带来的资源消耗与环境污染[3]。

2.5机械自动化调控

在现代机械制造的自动化、智能化发展趋势下，节能理念还应进一步渗透到机械产品的自动化调控领域，通过更具针对性的运行参数自动化调控来降低设备运行期间的能源消耗，减少能源浪费。例如在锅炉设备的设计中，可由传感器、通信设备、单片机、执行构件建立自动化控制系统，根据不同时间段的供热、功能需求来对锅炉运行参数、工作负荷进行自动化调控，使锅炉能够在满足实际供热、供能需求的前提下，尽可能降低不必要的能源消耗。

3结语

总之，节能理念虽然能够在机械设计制造领域中发挥重要作用，但要想将节能理念有效应用到机械设计制造及自动化技术中，有效控制机械设计制造的能源消耗、资源浪费与环境污染等问题，则还需在机械自动化调控、机械结构优化等方面采取相应的应用策略

参考文献

[1]李瑞宁，杜凤龄.节能设计理念在机械制造及自动化中的应用[J].现代制造技术与装备，2019（1）：197+200.

[2]黎锦泉.机械制造自动化中节能设计理念的应用路径[J].现代商贸工业，2017（19）：171-172.

[3]陈军，吉顺林.机械制造及自动化中的节能高效设计理念[J].现代制造技术与装备，2016（5）：179-180.

收稿日期：2020-07-03

作者简介：邓文哲（1995—），男，湖南醴陵人，本科，从事机械设计制造工作。