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分析機械加工的節能減耗論文
長(cháng)期以來(lái)，在機械加工領(lǐng)域存在著(zhù)一個(gè)被人們忽視的問(wèn)題，就是機械加工工藝過(guò)程中的節能降耗問(wèn)題。這是因為機械加工設備的能耗往往遠低于熱工設備和大型冷作設備的能耗，同時(shí)也由于在人們的傳統觀(guān)念中，機械加工設備是標準化系列的產(chǎn)品(設備)，其運行能耗近乎接近“常數”，而且機械加工工藝雖然不能說(shuō)有標準的模式，起碼說(shuō)是比較成熟的，沒(méi)有太深奧的文章可做。
在機械加工工藝的編制過(guò)程中，人們往往只從得到滿(mǎn)意的產(chǎn)品質(zhì)量出發(fā)，注重產(chǎn)品的加工性和工藝性，而忽視了本產(chǎn)品加工過(guò)程中的能耗問(wèn)題。特別是在新產(chǎn)品試制的機械加工中，這種問(wèn)題尤為突出。這類(lèi)產(chǎn)品的工藝編制首先要考慮的是工藝的合理性、可行性，在此前提下考慮生產(chǎn)中各工種間的能力平衡，相應也就對不同的設備進(jìn)行工序間能力平衡，從而放棄最佳工藝方案。而且在工藝實(shí)施過(guò)程中，生產(chǎn)管理人員經(jīng)常擅自調整加工設備，臨時(shí)平衡設備負荷，在一系列的“平衡”、“調整”過(guò)程中，很少有把節能降耗作為主要因素考慮的，無(wú)形之中造成很大的能源浪費。在生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的幾種明顯影響能源消耗的情況及降低能源消耗的具體措施，有以下幾種。
1影響能耗的情況
1.1不同種類(lèi)的設備能耗不同同一種工件、同一工序選用不同的設備可得到同樣滿(mǎn)意的質(zhì)量結果，但他們的能耗卻十分懸殊。圖1所示的材料為鑄鋼件的軸瓦蓋，兩排緊固孔的上下面都需要加工。過(guò)去的老工藝是把工件排在72426龍門(mén)刨上刨平，單件工時(shí)4h。但是如果把這個(gè)工件排在X53T立銑上加工，工時(shí)最多只需30min。計算一下單件耗電量(均以額定功率代替實(shí)際功率)，龍門(mén)刨的功率為52.45kW，4h耗電209.8kWh;立銑的功率是13.38kW，30min耗電6.69kWh。加工一件產(chǎn)品，龍門(mén)刨的耗電量是立銑的31倍。改換設備可提高效率，大大降低耗電量，這是一個(gè)典型的例子。從這個(gè)例子可以看出，編制工藝選擇設備時(shí)考慮能耗是十分必要的。
1.2同類(lèi)設備，型號不同能耗不同在一般的企業(yè)中，往往同類(lèi)設備都有不同型號的幾臺，如立銑X53T、6H12等。有些稍小的工件在兩種設備上都能加工，因此在實(shí)際生產(chǎn)中，為了平衡設備負荷或在搶任務(wù)等情況下，或是把小工件排在大設備上，或是大小設備同時(shí)使用，這樣無(wú)形中會(huì )造成很大浪費。以上述兩種設備比較，X53T的功率是13.8kW，6H12的功率是8.8kW，使用兩種設備能耗比是8∶5，因此在選擇設備時(shí)，能使用小設備的，絕不使用大設備，以避免造成不必要的浪費。
2降低能耗的措施
2.1適當使用工裝在生產(chǎn)過(guò)程中常有這樣的產(chǎn)品，既可使用通常的方法加工，又可使用工裝進(jìn)行加工。有時(shí)工藝人員忽略了這個(gè)問(wèn)題，即造成了能源浪費。在圖2所示的管板中鉆7個(gè)直徑為42.5mm的孔，孔中刮兩道3.5mm×0.8mm的環(huán)形槽。最初的工藝編制是先劃孔線(xiàn)再用Z3080鉆床鉆直徑為42.5孔，最后用T68鏜床鏜3.5×0.8槽，鏜床單件工時(shí)10h，鏜床屬精大稀設備，成本高，設備功率是9.7kW，10h耗電97kW?h。后來(lái)，考慮到加工能耗因素，征得設計部門(mén)同意，將兩道槽的尺寸標注統一基準，然后采用專(zhuān)用工裝刮槽器，加工單件耗電僅為9.3kW?h。使用工裝單件耗電僅為不使用工裝的1/10。由此看來(lái)，適當使用工裝可大大降低加工能耗。在工藝編制過(guò)程中應盡量使用專(zhuān)用工裝，同時(shí)對設計進(jìn)行工藝性把關(guān)，使之便于加工，便于使用工裝，以利于降低加工能耗。
2.2適當調整工序間順序工藝安排往往有一種傳統性或按慣例辦事，有時(shí)要嚴格遵守某一工藝標準不可逾越。但如果打破常規，對工序進(jìn)行適當調整，可能得到意想不到的節能效果。例如，加工一種閥門(mén)用螺釘，因直徑較小，工藝安排先在小六角車(chē)成，然后再轉6H12立銑加工六方，立銑單件工時(shí)3分鐘，每根料出10件，共30min。在生產(chǎn)中，操作者提出革新，先將圓鋼銑成六方，然后車(chē)成。這樣不僅小六角車(chē)床加工方便，還可節省一道去毛工序，而且銑一根條料僅用工時(shí)10min，少用工時(shí)20min，每根條料可節省電能5.9kW?h。
2.3合理增加工序增加工序一般給人們的感覺(jué)應該是增加能耗，但如果工序增加合理卻可以大大提高生產(chǎn)效率，從而降低能耗。如有一種三通，來(lái)料是鍛造長(cháng)方形毛壞，工藝安排CA6410車(chē)床一次車(chē)成。如果增加一道銑床工序把毛壞銑成凸字形，然后再車(chē)成三通，這樣6H12銑床增加工時(shí)5min，但車(chē)床CA6140卻減少工時(shí)15min。CA6140功率是7.84kW，6H12功率是8.8kW，需用系數按0.2計算，加工單件節省電能0.246kW?h。類(lèi)似的例子還有很多，只要擴展一下思維，對工藝進(jìn)行合理的改進(jìn)，便會(huì )產(chǎn)生很可觀(guān)的節能效果。
2.4把單件生產(chǎn)變成批量加工在新產(chǎn)品試制中，絕大多數產(chǎn)品是單件小批量生產(chǎn)。這樣組織生產(chǎn)，工人在機床上的加工步驟均按單件的方法進(jìn)行，既無(wú)法成組加工，也無(wú)法流水加工，勢必增加單位加工工時(shí)，從而增加能耗。在生產(chǎn)組織中，可以把單件而長(cháng)期生產(chǎn)的產(chǎn)品改為批投放組織生產(chǎn)，或放給專(zhuān)業(yè)加工企業(yè)合作。如工廠(chǎng)產(chǎn)品中，螺栓螺母某些部件用量較少，但專(zhuān)業(yè)加工企業(yè)合并成批投料，工藝手段專(zhuān)一，可以大大提高生產(chǎn)效率，明顯降低能耗。
3結語(yǔ)
以上只是在生產(chǎn)中所遇到的與節能降耗有關(guān)的問(wèn)題。實(shí)際上，在機械加工行業(yè)具體工藝的實(shí)施過(guò)程中，與節能降耗(也包括節約材料)有關(guān)的因素確實(shí)還很多，關(guān)鍵在于工程技術(shù)人員和生產(chǎn)管理人員在實(shí)際工作在應從工藝編制，設備、工裝的合理選用，工序的編制，設備、工序的調整到生產(chǎn)批量的安排等各個(gè)具體環(huán)節把關(guān)。除了保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)周期外，還要把節能降耗作為處理每個(gè)工作環(huán)節的重要因素加以考慮。如果在處理機加工藝全過(guò)程的每個(gè)環(huán)節中，都始終把節能降耗作為保證生產(chǎn)周期、保證生產(chǎn)質(zhì)量的指導思想，那么機械行業(yè)還是有相當大的節能潛力可挖的。從某種意義講，對某些機械加工行業(yè)和部門(mén)來(lái)說(shuō)，如果把節能降耗工作切實(shí)貫徹到生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節中去，其節能效果可能要比一些熱工設備的節能效果還要顯著(zhù)。所以此項工作值得我們去進(jìn)一步研究和探索。
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