机械制造及自动化中的节能高效设计理念

2018-12-06王谦张迎祥

商品与质量 2018年44期

王谦张迎祥

1.东营市特种设备检验所山东东营 257091；2.东营区城市建设工程质量检测有限公司山东东营 257091

新世纪以来计算机技术、环保思想、全面发展理念在社会和机械制造与自动化领域获得了普遍的应用和长足的发展，特别在机械制造与自动化行业正在形成践行生态文明、物种文明的基本趋势。由于机械制造与自动化在我国成型较晚、发展较慢，客观地看无论是在机械制造与自动化的总体水平，还是在机械制造与自动化的业态表现上都表现出不足和缺憾，在节能、环保生态目标的建设上还存在很多不足，值得机械制造与自动化业者的共同关注。

1 机械制造与自动化中节能设计理念的优势

1.1 提高传统设计效率，缩短设计生产周期

传统设计从产品的基本属性着手考虑分析，理解市场情况，再对机械进行设计，最后对设计理念与方案进行优化。传统的设计理念，机械制造的设计到生产周期长，降低了工作效率。利用节能设计理念对传统的设计理念进行相应改变，主要考虑产品的性能，寻找合适的材料对原有工艺进行改良，可以有效缩短机械产品从设计到生产的周期，提高了设计工作效率。

1.2 促进传统设计与节能理念的结合

将节能理念融入到传统的设计理念后，设计人员在进行设计时会充分考虑到材料的使用效率，在设计时会促进材料使用效率提高，同时注意机械性能的提升，减少对能源的消耗，有利于提高对能源与材料的使用率，达到节能的目标。

1.3 促进传统设计与环保理念的结合

节能设计理念的应用将环保与传统设计有机的结合到一起，促进机械制造与自动化环保性能的提升。基于节能理念，设计人员在设计时会充分考虑到生产原料、生态环境以及机械回收再利用的问题，利用节能设计理念，机械在使用过后可将其回收利用，从而实现资源的循环利用，大大提高了资源的利用率，也实现了对生态的保护，避免机械报废后对环境产生严重的影响，进而推动我国机械制造与自动化方面实现可持续发展[1]。

2 机械制造及自动化中的节能高效设计理念应用要点

2.1 在工艺中的应用

在产品结构中的应用，应用节能设计理念可以促使设计人员优化产品结构、简化产品构造，有利于减少产品零件的整体数量，进而达到节能设计目的。机械产品零件的形状会对整体结构产生极大影响，因此应用节能设计理念，设计人员可以对机械的零件的形状进行改变。在不改变产品基本功能的基础上，优化零件结构来改变机械结构实现节能。通过调整部分零件的结构，一方面可提高机械拆装的灵活性，延长机械整体的使用寿命；一方面可以优化零件的构造，促进机械构造的简化，节约生产资料。所以在生产工艺方面，施工人员必须与设计人员进行有效沟通，对机械的整体结构进行优化。机械的加工工艺对生产材料与能源的应用影响较大。应用节能设计理念，设计者会对加工工艺进行改良，结合相应的制造环境促进工艺水平的提高，从而降低生产时对材料与能源的消耗。节能设计理念会指引设计人员对机械制造工序进行科学调整，以实现节能设计目标。如在冷轧薄板施工中必须考虑优化生产工序，促进繁琐成型的工序的效率得到提高，达到节能环保的设计效果。为此，设计人员必须统筹规划制造加工工序，促进加工工序标准化、系统化，提高工序安排的合理性与科学性。

2.2 在结构设计中渗透节能意识

（1）发动机作为机械系统的骨干部件，在结构中起主要作用，设计中应用节能理念，选择油耗低、排量小、运行效率高而平稳的发动机，不仅节省生产资源，也保护生态资源，降低环保投入，提高企业可持续发展的能力，能够实现企业和社会效益的同步提高。

（2）机械制造工艺中，液压系统也是重要的构成部分。因此，液压设备系统的设计必须应用节能设计理念，对液压油液的纯净度做出具体的要求，力求液压油纯净，增加液压系统的满负荷工作能力，减少油液杂质引发的油压设备损害故障。同时，对液压管的设计要求也满足质量标准，必须具备密封好、防老化和抗腐蚀的功能。对设备安装和移动过程可能引起的液压管碰撞破裂和变形的情况也要有充分的估计。

（3）机械制造的运行系统，需要定期保养维护，加注润滑油脂，确保机械设备健康运行。传统的工艺设计就是人工注入，由于注入不及时，可能造成设备的功能衰减较快，或者油脂溢出，造成资源浪费污染环境。应用节能设计理念，就是加装自动加油装置，按机械设备保养要求，定期加润滑脂，确保设备质量。

2.3 将节能设计理念应用到机械制造和自动化能源与材料方面

材料是机械制造与自动化领域不可或缺的原料，同时材料也是造成能耗和污染的重要因素，只有在材料设计、选择和应用中体现节能和环保的意图，机械制造与自动化在生产环节中才能实现节能和绿色的目标。在材料设计和选择中应该立足于机械制造与自动化领域突出可再生能源和可回收材料的优先选择地位，这样的选择有利于能源的再次利用和材料的顺利开发，不但有利于降低机械制造与自动化的基本成本，而且有利于适应绿色节能社会的建设目标实现。机械制造与自动化产业要具备全周期使用寿命的思想，要将节能设计理念内化在机械制造与自动化产品的寿命设计之上，要考虑到机械制造与自动化产品生产、使用和回收，减少高污染、高危害、难降解材料的应用，从设计的源头和立意上做到对节能环保目标的维护，这是机械制造与自动化实现节能理念的重要表现[2]。