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機械制造與節能設計理念研究論文
摘要：對機械能源效率的設計概念進(jìn)行分析研究，希望對機械制造與自動(dòng)化設計中能源的設計實(shí)踐提供一些建設性的建議和意見(jiàn)。
關(guān)鍵詞：機械制造與自動(dòng)化；設計；節能設計；理念研究
機械制造與自動(dòng)化的發(fā)展趨勢為工程機械行業(yè)帶來(lái)了巨大的生產(chǎn)力。機械制造自動(dòng)化技術(shù)水平不僅影響通用機械工業(yè)的發(fā)展，還顯示了這個(gè)國家的經(jīng)濟增長(cháng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
1機械制造與自動(dòng)化設計的現狀
機械工程及自動(dòng)化使我國機械制造業(yè)與工業(yè)快速發(fā)展，中國的政策在其發(fā)展中起著(zhù)非常重要的作用，應開(kāi)發(fā)和優(yōu)化工程計算機的集成技術(shù)，逐步實(shí)現整個(gè)生產(chǎn)之間的機器和電腦自動(dòng)化的完美結合。在機械行業(yè)中，自動(dòng)化設計有了空前的發(fā)展，能夠更好、更快、更安全地為生產(chǎn)服務(wù)。機械制造自動(dòng)化在中國剛剛處于起步階段，就已經(jīng)取得了良好的效果，但仍要充分考慮其發(fā)展因素，比如機械制造與自動(dòng)化中的節能設計。相比其他發(fā)達國家，我們的機械自動(dòng)化行業(yè)起步較晚，在很多方面還不夠成熟[1]。
2機械制造與自動(dòng)化設計的節能意義
通過(guò)在機械制造中的設計可以實(shí)現節能、節約資源的目的。節能設計也可以理解為環(huán)境保護設計。其意義主要在于制造機器可以通過(guò)不同的資源，減少機械設計的拆卸與恢復。傳統工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品通常是根據性能和壽命，進(jìn)行產(chǎn)品的設計與開(kāi)發(fā)，首先應該對市場(chǎng)進(jìn)行分析和繪圖，然后使用更重要的替代品，加強節能環(huán)保。應設計不同的思想和方案，不斷進(jìn)行修改，才能得到真正的檢驗效果，通過(guò)接下來(lái)的生產(chǎn)加以完善，但由于傳統的機械產(chǎn)品設計和制造所用的時(shí)間比較長(cháng)，資源回收拆卸困難，并有大量的資源和能源的浪費，會(huì )對環(huán)境造成嚴重的污染和危害。因此，企業(yè)要不斷更新設計的理念，加強節能減排，促進(jìn)優(yōu)勢資源的利用，保證科學(xué)、合理、有效地利用廢物，從而實(shí)現資源的可持續發(fā)展[2]。
3機械制造與自動(dòng)化設計的節能措施
節能理念在機械設計最初的設計方案是加強機械設計，在機械設計中能夠將概念運用于產(chǎn)品設計上，利用先進(jìn)的理念和技術(shù)作為主要支撐，并改善自然環(huán)境，減少資源消耗，實(shí)現能源的可持續發(fā)展。要提出更多的關(guān)于節能設計的要求，應該從以下幾個(gè)方面完成設計[3]。在機械工程中，首先要建立早期的工作方法，特別是產(chǎn)品的第一需要，對設計中的資源進(jìn)行循環(huán)利用，節約資源，減少能源的浪費。因此，在工程的節能設計理念下進(jìn)行成本效益的分析時(shí)，應注意回收資源，使用可回收的產(chǎn)品材料替代其他不能回收的資料，加強不同因素的考慮和設計，以更好地節約能源。在進(jìn)行機械產(chǎn)品的研究時(shí)，可以通過(guò)拆卸和調整總的概念設計，以滿(mǎn)足節能的要求。減少成本和資源的浪費，適當考慮到回收和拆卸，從而提高機械的節能優(yōu)勢，提供更大的能量設計。數據的主設計師可以在數據庫中獲得生產(chǎn)所需的所有數據，根據獲得的數據進(jìn)行分析和整理，不僅體現了設計和資源的利用情況，也要進(jìn)行有效控制，這是節能設計的基礎。結構改進(jìn)。對現有產(chǎn)品結構進(jìn)行改進(jìn)，不僅要滿(mǎn)足簡(jiǎn)單的機械結構的設計要求，也要減少能源的消耗。因此，在產(chǎn)品設計中，不僅要保證產(chǎn)品的性能，也要對使用的部分產(chǎn)品進(jìn)行不斷優(yōu)化和改進(jìn)。選擇施工方式。根據不同的條件選擇不同的方法，要考慮到現場(chǎng)的設備，例如，在鍛造時(shí)對不同的部分要以不同的方式，包括：熱鍛、溫鍛、冷鍛、溫鍛。冷鍛和模鍛相比，有著(zhù)較低的能源效率，但冷鍛、溫鍛比熱鍛造對環(huán)境的要求是比較高，必須有溫暖的環(huán)境。合理安排生產(chǎn)。在能源的設計中，必須調整程序，對程序進(jìn)行有效優(yōu)化，以達到生產(chǎn)的目標，如冷軋薄板時(shí)，通過(guò)冷軋薄板的作用，避免塑料變形，所以必須進(jìn)行復雜的處理和加工。使用的技術(shù)必須對程序進(jìn)行優(yōu)化，從而提高能源利用，達到能源利用最大化�；厥绽��？稍偕Y源對機械制造及自動(dòng)化的影響非常大，在選擇材料時(shí)，要重視回收利用，遵循可再生和可分解的原則，不僅要減少排放量，而且還必須禁止使用有毒材料，擴大環(huán)保材料的使用，提高資源的回收效率�？刂莆廴境杀�。在機械制造及自動(dòng)化的設計過(guò)程中，應該加強處理廢零件，降低成本�？梢允褂玫统杀镜牟牧霞訌姯h(huán)保，盡量減少氟利昂、氟樹(shù)脂、石棉和其他材料的使用。改進(jìn)生產(chǎn)工藝。通過(guò)進(jìn)行熱處理加強新工藝的環(huán)境管理，目前的燃燒方式的熱處理與冷的方式冷卻換熱，對環(huán)境污染大，清潔和節能技術(shù)將取代舊技術(shù)。生產(chǎn)效率和工作質(zhì)量。制造自動(dòng)化通常具有高精度、高靈敏度的優(yōu)點(diǎn)。機械設備的自動(dòng)控制的系統能夠實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，減少人為錯誤，加強對產(chǎn)品質(zhì)量的控制。要加強機械制造生產(chǎn)的自動(dòng)控制，就要加強自動(dòng)化控制系統的工作人員的工作效率，嚴格按照預定的程序進(jìn)行，以提高生產(chǎn)力和效率獲得到最好的質(zhì)量。加強安全性。自動(dòng)化或自動(dòng)化設備通常能夠進(jìn)行事故自動(dòng)報警，如果在生產(chǎn)中出現人身傷害事故的發(fā)生，就要加強安全生產(chǎn)中的自動(dòng)化設備的作用。使用電子元器件，相對于傳統的機械無(wú)機械磨損，使用壽命得到提高，加強了自動(dòng)控制系統工作的可靠性。提高工業(yè)勞動(dòng)方式。機械制造自動(dòng)化技術(shù)逐步提高，人們的體力勞動(dòng)也得到了轉換，知識、高技術(shù)的腦力勞動(dòng)在機械工程中實(shí)現技術(shù)密集型的勞動(dòng)形式，也極大地促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)的升級。節約能源。中國的國策是可持續發(fā)展戰略，節約能源是一個(gè)重要的戰略目標。機械制造與自動(dòng)化應用可以節省人力資源，也大大提高了能源的利用率。
4自動(dòng)化技術(shù)的應用
盡管機械自動(dòng)化有缺點(diǎn)，但是可以進(jìn)行生產(chǎn)自動(dòng)化和技術(shù)的控制，包括自動(dòng)檢測、自動(dòng)保護、自動(dòng)報警處理，不僅適用于工業(yè)，也可以用在農業(yè)和建筑業(yè)，具有明顯的優(yōu)勢。
5未來(lái)發(fā)展方向
隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展，在中國發(fā)展的有限公司都會(huì )發(fā)展機械制造及自動(dòng)化的技術(shù)，目前，由于機械制造和自動(dòng)化技術(shù)的應用領(lǐng)域十分廣泛，并逐漸走向國際化，我們需要發(fā)展自動(dòng)化相關(guān)的網(wǎng)絡(luò )和計算機技術(shù)，在發(fā)展的同時(shí)加強與世界的接軌，實(shí)現國際標準。在這個(gè)過(guò)程中也將節能、環(huán)保的設計理念加入到機械工程及自動(dòng)化領(lǐng)域中，使機械工程及自動(dòng)化得到廣泛應用，提高產(chǎn)品質(zhì)量、能源和經(jīng)濟效益[4]。機電一體化技術(shù)。機電一體化是21世紀機械工程的發(fā)展重要的技術(shù)，實(shí)現機電一體化的自動(dòng)化可以更好地提高工作效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。智能化技術(shù)。智能化的目的是使機械設備可以使用更自主的機器，如人工智能，不再完全機械化生產(chǎn)，機械將有一定的思維能力。小型自動(dòng)控制系統。小型自動(dòng)控制系統屬于微電子技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)域，在微觀(guān)領(lǐng)域使用超大規模的集成電路，具有體積小、操作靈活、更便宜的特點(diǎn)。經(jīng)濟發(fā)展不能以破壞環(huán)境為代價(jià)，破壞環(huán)境將影響未來(lái)的發(fā)展。應重視自動(dòng)化，在生產(chǎn)中減少對環(huán)境的破壞。加強設備控制。隨著(zhù)機械制造產(chǎn)業(yè)的不斷擴大，設備的類(lèi)型也越來(lái)越多，不同的技術(shù)也越來(lái)越多，往往不是一個(gè)單獨的企業(yè)或廠(chǎng)家進(jìn)行全程的生產(chǎn)。機械化自動(dòng)化程序必須適合不同大小的模塊，每個(gè)模塊由專(zhuān)業(yè)部門(mén)或企業(yè)進(jìn)行合作，通過(guò)多邊的機械進(jìn)行自動(dòng)化的生產(chǎn)。
6能源損耗的減小
使用低污染的發(fā)動(dòng)機。發(fā)動(dòng)機是所有系統的機械主體對環(huán)境影響最為嚴重的部分，環(huán)保型水冷渦輪增壓柴油機，具有低油耗、低排放、噪聲低，高效的優(yōu)點(diǎn)，可大大減少環(huán)境的負荷。液壓系統。液壓系統節能、清潔，通過(guò)密封的設計，加強液壓油的清潔度，這對機械的液壓傳輸非常重要，因此，機械的液壓系統的設計是必要的，以便在石油中去除灰塵和垃圾，減小機械磨損液壓元件，排除化合物和其他雜質(zhì)，減少錯誤和磨損。
7環(huán)保型材料的使用與節能
為了減少資源的消耗，機械工程及自動(dòng)化的材料應盡量被回收、再生和分解，減少在加工過(guò)程中產(chǎn)生對環(huán)境有害的物質(zhì)[5]。在設計時(shí)，使用壽命長(cháng)、能耗低的材料，要滿(mǎn)足重量輕的設計原則。產(chǎn)品的使用壽命降低了生產(chǎn)產(chǎn)量和機械報廢的問(wèn)題，降低材料的消耗和產(chǎn)品能耗，也減少了對環(huán)境的污染。產(chǎn)品重量可以減少材料對不可再生資源的消耗。同時(shí)，在設計時(shí)也要減少環(huán)境負擔，加強環(huán)保水平的設計，使機械零件符合一般標準，應該加強全面的設計，實(shí)現設計對象的具體功能的應用，設定強度和規模結構、材料選擇的衡量標準，從而實(shí)現節能功能�？紤]到環(huán)境的負擔，要確保機械制造與自動(dòng)化設計中利用最小的成本增強節能設計。材料機械工程及自動(dòng)化設計中不應該使用氟利昂以及含氯樹(shù)脂和橡膠，石棉和其他材料。大部分的零件應盡可能不采用工程塑料或金屬材料，設計開(kāi)發(fā)新的環(huán)保材料，而且要減少重金屬的使用。在保證產(chǎn)品性能的情況下，盡可能簡(jiǎn)化設計，減少體積，優(yōu)化產(chǎn)品的結構。應考慮實(shí)際生產(chǎn)的應用，不同材料的適應性和能源消耗的差異，盡量選擇低能量的材料。低耗能對于同一類(lèi)型的零件或產(chǎn)品有所不同，在生產(chǎn)實(shí)踐中可以通過(guò)不同的加工方法，合理設計，考慮加工處理負荷的波動(dòng)過(guò)程，即讓設備達到最佳運行狀態(tài)，減小負荷，避免設備在滿(mǎn)負荷狀態(tài)下操作，避免能源的浪費。為確保生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，經(jīng)濟地減小電能的消耗。選擇合適的加工部分，根據不同的形式對現場(chǎng)進(jìn)行處理。選擇合理的技術(shù)參數，加強節能功能。對于鋼筋直徑不同的部分，包括精度等，在制備中所消耗的能量具有很大的差異，因此應考慮進(jìn)行優(yōu)化選擇。
8結語(yǔ)
在機械制造領(lǐng)域對環(huán)保材料的使用能夠有效地提高現有的機械的質(zhì)量，優(yōu)化機械設計流程，提高生產(chǎn)和回收效率，選擇合理有效的生產(chǎn)模式，在運輸過(guò)程中可以節能減排。
作者:趙瑞卿 單位:內蒙古三新鐵路有限責任公司
參考文獻
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[3]任龍.節能設計理念在機械制造與自動(dòng)化中的應用價(jià)值探析[J].智能城市,2016(3):136.
[4]奚曉峰.淺析機械制造與自動(dòng)化設計中的節能設計理念分析[J].科技展望,2015(35)：69.
[5]周開(kāi)彥.淺析機械制造中數控技術(shù)的應用[J].科技創(chuàng )新導報,2012(5):96.
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