節能設計理念下機械制造原理及應用論文

節能設計理念下機械制造原理及應用論文

　　摘要：從機械制造中的節能設計原理理論出發(fā)，分析基于節能設計理念的機械制造原理，對機械制造的優(yōu)化設計應用展開(kāi)討論，試圖以此來(lái)提高我國機械制造能力。

　　關(guān)鍵詞：節能設計；理念；制造；原理

　　0引言

　　隨著(zhù)機械制造技術(shù)的不斷發(fā)展，機械制造不僅要追求技術(shù)先進(jìn)性，還要重視環(huán)境和經(jīng)濟問(wèn)題，尤其不能忽略資源保護和環(huán)境保護，以及資源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題，這些都會(huì )影響到社會(huì )進(jìn)步和經(jīng)濟發(fā)展，處理不得當，造成經(jīng)濟發(fā)展和資源環(huán)境之間的矛盾，必然會(huì )對國家和社會(huì )可持續性發(fā)展造成影響。因此，樹(shù)立機械設計節能理念就顯得很重要，需要技術(shù)人員能從思想上認知節能設計原理，在實(shí)踐中合理應用節能理論，降低成本，提高社會(huì )效益和自身競爭力。

　　1機械制造節能設計的重要性及特征

　　1.1機械制造節能的重要性

　　我國工業(yè)發(fā)展起步晚、起點(diǎn)低，但是隨著(zhù)改革開(kāi)放40年歷程，我國工業(yè)已獲得飛躍式發(fā)展，尤其是機械制造行業(yè)的迅速發(fā)展，讓世界認識到“中國速度”和“中國制造”。機械設計在機械工程領(lǐng)域具有重要意義和影響。在大力發(fā)展能源節約、環(huán)境保護以及低碳可持續發(fā)展的背景下，機械設備制造中的節能設計成為發(fā)展趨勢，這就要求廣大的設計人員和單位應充分考慮環(huán)境因素，在保證機械制造產(chǎn)品基本性能的同時(shí)，還要兼顧經(jīng)濟和環(huán)境保護的要求。因此，在機械制作設計中，既要注意設備的實(shí)際應用，還要兼顧減少機械損壞率和能量損耗，達到機械設計節能效應最大化，實(shí)現可持續性發(fā)展。

　　1.2機械制造節能設計的特征

　　相比傳統機械制造，節能是新型機械制作最為明顯的特征，其中主要表現為：機械節能設計包括自然環(huán)境、生態(tài)保護以及生產(chǎn)、生活環(huán)境的設計理念。機械節能設計理念是對自然資源的重復、循環(huán)利用，可以重復使用報廢后的資源，減輕生態(tài)環(huán)境的污染程度，提高人們居住環(huán)境質(zhì)量。節能設計理念的實(shí)現很大程度上避免資源過(guò)度消耗問(wèn)題，達到資源可持續利用，所以，國家和社會(huì )十分重視機械制造節能設計理念的實(shí)際應用，尤其是對自然資源日益匱乏的今天，節能設計理念和機械制造的有機結合，可最大限度的實(shí)現設計的綠色化和長(cháng)遠發(fā)展�！肮澞茉O計理念”的機械設計指標體系。

　　2節能原則下機械制造原理和思路

　　在機械設計過(guò)程中，要遵循多項設計原則和標準參數，在不同應用環(huán)境和地域下，其設計原則和標準也會(huì )隨之變化，尤其是近年來(lái)，我國機械制造能力突飛猛進(jìn)，已經(jīng)和國際先進(jìn)水平接軌；國家也大力發(fā)展節能減排和可持續發(fā)展戰略。因此，機械設計節能理念的應用需求逐步凸顯，目前機械節能設計的思路不僅對機械損耗、耗能和污染源排放進(jìn)行控制，還要從機械設備的基本原理入手，對機械動(dòng)能、勢能、輸出和功率損耗等方面進(jìn)行優(yōu)化。

　　2.1機械設計在動(dòng)能方面的節能

　　在傳統機械設計方式中，設計人員通常將機械的動(dòng)能和輸入輸出功率作為研發(fā)重點(diǎn)。通過(guò)調節機械波動(dòng)、機械精度和機械周期，從而提高機械制造的設計質(zhì)量。往往忽略主動(dòng)分析動(dòng)能變化對機械設備的影響，這就造成機械產(chǎn)品設計質(zhì)量呈現使用周期短、損耗率高的問(wèn)題。同時(shí)在機械設計中，動(dòng)能不能得到有效發(fā)揮和轉化，機械設計如果還一直沿用傳統或陳舊的設計模式，勢必會(huì )對機械系統動(dòng)能產(chǎn)生較大影響，阻礙機械設備的創(chuàng )新發(fā)展。因此，在機械設計過(guò)程中，需要重點(diǎn)關(guān)注機械動(dòng)能和功率，將其控制和保持在合理范圍內，有效降低設備損耗等問(wèn)題。

　　2.2機械設計在輸出力方面的節能

　　不同的機械設備在工作狀態(tài)下輸出力存在差異，對于相同的機械設備輸出效果也是存在一定差異，如果機械工作中輸出力消耗過(guò)高，其原因是短時(shí)間內輸出力變化很大。因此，可以把周期函數形式的輸出力消耗，保持在較小范圍內變化就能達到節能的最終目的。

　　2.3盡量降低無(wú)用功的損耗

　　在機械設備工作中，由于阻力、摩擦以及形變等原因，會(huì )產(chǎn)生一些無(wú)用的損耗，這些和機械設計中的精度、潤滑程度有很大關(guān)系，無(wú)用損耗大大降低了機械設備的使用效率，造成設備損耗。因此，在機械設計中要以節能為基本目的，盡量減少無(wú)用損耗，提高機械的節能性能。

　　3節能設計理念在機械制造中的應用

　　3.1液壓系統

　�。�1）為了更好的讓液壓系統高效運轉，要定期清洗液壓系統，同時(shí)對油料進(jìn)行嚴格的控制。所以，液壓系統設計過(guò)程中，要清除油液中的微塵雜質(zhì)，保證液壓系統得到有效的清潔，采取科學(xué)合理的風(fēng)險預防策略，降低液壓系統的故障率，保證機械設備的正常運行，從而也延長(cháng)了機械設備的使用壽命。

　�。�2）液壓系統中的污染物排放要進(jìn)行科學(xué)控制和處理，確保液壓系統無(wú)污染源泄漏和超標排放問(wèn)題。對液壓管設計時(shí)，應重視對液壓管的密封工作，確保液壓管的材料能夠抗老化、耐腐蝕性，在選擇設備材料時(shí)，可以用硬管來(lái)替代軟管，以延長(cháng)液壓管的使用壽命，避免液壓管在使用過(guò)程中產(chǎn)生負荷和外界損壞，同時(shí)也可以有效避免液壓管發(fā)生破損，導致污染物泄漏影響環(huán)境，提高液壓系統的可靠性與環(huán)保性。

　　3.2機械設計、制造過(guò)程的優(yōu)化

　　節能設計理論要充分應用在機械設計中，在機械制造和設計中，設計的優(yōu)化效果可以充分提高性能和效率，達到節能效果。在傳統模式下，機電一體化設備中，機械設備和發(fā)動(dòng)機不是一體的，在使用電能的時(shí)候要變壓處理，遠距離連接電源，環(huán)節中會(huì )喪失電能和消耗；節能設計理念下，設計人員可以研發(fā)機電一體化設備，合理控制電能和變壓消耗，實(shí)現節能設計理念。機械制造作為工業(yè)生產(chǎn)的核心內容，制作過(guò)程節能體現在標準化流程和管理方面，例如，早期美國汽車(chē)制造業(yè)，以實(shí)現標準化流程為出發(fā)點(diǎn)，但出于產(chǎn)能考慮，并未過(guò)多的考慮節能問(wèn)題，但這也是節能理念的雛形。在世界經(jīng)濟進(jìn)入20世紀中后期以來(lái)，各國都在追求標準化作業(yè)，利用規范化的流程降低生產(chǎn)過(guò)程損耗已經(jīng)成為主流，節能理念日益被各國所接受。

　　3.3引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和案例

　　節能理念的實(shí)現為機械制造創(chuàng )造了條件，尤其是在現代工業(yè)產(chǎn)品中得到了體現，包括產(chǎn)品的外觀(guān)、核心部件等設計環(huán)節。例如，汽車(chē)設計、火車(chē)外觀(guān)設計方面，理念采用流線(xiàn)型設計，減少阻力和油耗，大大提高節能效果；“和諧號”動(dòng)車(chē)組應用物理學(xué)原理，可以進(jìn)一步降低風(fēng)力影響。芯片設計作為未來(lái)制造業(yè)的核心技術(shù)，已經(jīng)應用到計算機控制系統，現代計算機帶有智能人工技能，如人在離開(kāi)計算機時(shí)候，計算機會(huì )自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，減低電能耗。因此，可引進(jìn)周邊產(chǎn)業(yè)中的節能技術(shù)與機械設計進(jìn)行融合，力求打造智能化節能機械控制平臺。

　　4結語(yǔ)

　　隨著(zhù)我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，機械制造行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)代，一大批具有自主知識產(chǎn)權和節能理念的產(chǎn)品應運而生，節能理念的實(shí)現讓更多的設計人員從經(jīng)濟學(xué)和環(huán)境學(xué)角度出發(fā)，深入研究和設計機械創(chuàng )造能力。這就要求在平時(shí)的工作中要不斷學(xué)習和創(chuàng )新，要從產(chǎn)品的設計之初、制造方式、制造過(guò)程、產(chǎn)品包裝以及產(chǎn)品本身材料等方面，解決機械制造中生產(chǎn)與環(huán)境、社會(huì )、能源消耗之間的關(guān)系，創(chuàng )造出具有節能理念的高質(zhì)量機械產(chǎn)品，不斷推進(jìn)機械制造能力和核心競爭力，推進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

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