机械制造与自动化中的节能设计理念分析

机械制造与自动化中的节能设计理念分析

郑继平

身份证号码：210114198709184513

摘要：随着社会的稳定发展，机械制造行业获得了很大进步，并开始广泛使用自动化技术，获得了更大的经济与社会效益。但随之而来的是严重的能源消耗以及环境污染问题，对此企业必须实现机械制造与自动化的节能设计，从而促进机械制造行业的可持续发展。本文分析了机械制造和自动化设计中的节能设计的必要性，针对性的指出了具体设计方式，以期为机械领域的发展提供更多的参考依据。

关键词：机械制造；自动化；设计；节能设计

一、机械制造和自动化设计中的节能设计的必要性

通过在机械制造中对节能设计的引用，可以达到节约资源的目的。节能设计也可以理解为对环境维护的设计、生态保护的设计等。其内涵主要在于对机械产品进行制造时可以实现对各种资源的循环利用，从而减小对环境的污染。对机械产品进行设计时，要满足可拆装、可回收的相关要求。对传统产品的制造一般是从其功能、寿命等基本的属性方面来进行考虑，在进行对产品的设计和开发时，应首先了解市场的情况，并对其进行分析，然后在根据图纸的设计来制定方案。此外，还应该对其设计理念及方案进行不断的修改、审定，通过之后才能够真正的对其进行生产。而且传统机械制造的设计理念使得其制造与设计的时间都相对较长，且产品的可拆装难度较大，对资源的回收也较为困难，有的产品报废后无法进行回收利用，因此就造成了资源、能源的大量浪费，甚至更为严重的还会对环境造成重度污染。因此，相关企业要不断的对节能减排的设计理念进行宣传和推广，充分合理的利用资源，使资源得到科学合理、有效的利用，提高废物的回收率，从而实现资源的可持续发展。

二、机械制造与自动化设计中节能设计理念的具体要求

（一）设计中环保材料的使用

在机械制造与自动化设计过程中必须采用可再生且可回收的环保材料，以降低资源消耗量。选择材料时必须遵照可回收、易分解以及可再生的原则，以减少有毒气体的排放量，降低环境污染程度。尤其在设计结构零件时应严格满足易分配原则，杜绝使用有毒材料，提高环保材料的循环利用率。尽量考虑采用低环保负荷，并保证零件报废后的处理污染最小，综合成本最小化的材料，机械制造与自动化设计中尽量不要使用氟利昂、含氯橡胶、树脂和石棉等材料。如非主要部位的零件应当尽量采用工程塑料或非金属材料，在设计中尽量开发和使用新型的环保材料，还要减少重金属的使用。另外，在材料选取的时候也要考虑到零件报废后的处理过程，做到处理简单、费用低、污染小等环保要求。零件的肢解、破碎等简单方便或者满足焚烧或者回收。

（二） 设计过程中要体现出寿命长、质量轻、通用性强的特点

在机械制造与自动化设计中要体现寿命长、质量轻、通用性强的特点。第一，延长机械产品可以在很大程度上减少机械生产的产量和机械报废量，因此就降低了生产的原材料、能源的耗用量，有利于产品节能。第二，轻质高强是新的历史时期对机械制造的要求，质量越轻越有助于生产过程的进行，尤其是可降低大型机械制造过程中对材料、部件的转运负荷，从而实现节能的要求。第三，设计方案应当符合现行的通用标准，并在此基础上实现机械的模块化设计，提高部件、构件的通用性，这样就可以根据具体要实现的功能要求组装模块，提高工作效率，实现节能目标。

三、节能理念在机械制造以及自动化中的应用要求

（一）机械设计要符合实用性、适用性的要求

质量轻、实用、适用面广是节能机械设计的基本要求。首先，“质量轻”不仅仅是高新技术发展的体现，质量轻的机械设备，能够有效降低设备运作中带来的损耗，减少设备运行所需要的能源；其次，适用面广能够提升机械设备的应用价值，降低机械设备在实际生产中的更替频率，进而让原材料能够充分的得以应用；最后，节能机械设备不能仅仅达到“节能”这一目标，同时也要确保机械设备的实用性，这样机械设备在生产中才能够发挥实际作用，节能生产这一理念才能落到实处。

（二）机械设计要符合材料环保的要求

在应用材料方面，机械设计要尽可能的遵守环保、节能、轻质量、高效的要求，尽量选择可再生、可回收的材料，尽量避免采用重金属、贵金属或者稀有材料进行设计、制造。机械设备的易损件、常用件需要满足“可循环使用”这一设计要求，机械设计方案需要体现无害化、资源化、循环利用等等环保特征。此外，机械设备报废之后的材料要能够循环利用，且利用流程简单。

四、节能设计在机械制造中的应用

（一）选用节能发动机

发动机是机械设备中的主要组成部分，也是机械设备能源消耗最大的部件，所以在选择发动机的时候，要尽量选择产生污染较少并且消耗能源较少的发动机。这样不仅能够降低机械设备运行对周围环境造成的影响，还能够在一定程度上提升资源利用效率，进而为可持续生产的实现奠定基础。发动机的选用需要符合GB18613-2012标准，当前，水冷增压式柴油发动机是最好的选择。

（二）优化系统结构

当前，机械设备的主要传统方式主要依靠“液压传动”，而液压系统的运作效率和其自身清洁度有着密切的联系。在设计机械设备的时候，设计师要将“节能”作为设计的基本原则，然后对液压元件、液压步骤进行优化处理，进而避免液压系统在机械设备运行的过程中受到损害，达到减少故障发生，延长设备使用寿命的目的。同时，对液压系统进行优化，还能够有效减少液压油的消耗量，进而增强机械设备的环保型。“渗漏”是液压系统遇到的主要问题，如果机械设备在运行的过程中出现了“渗漏”的情况，那么不仅会对液压系统造成损坏，还会破坏周边的生态环境。对此，针对机械设备的液压系统，可采用封闭式设计来防止灰尘进入液压系统中，进而降低液压系统中各个组件的相互作用力，提高运作效率，减少其运作负荷量。从机械设备的内部结构来看，机械设备的内部构造越简单，那么机械设备的内部配件也就越少，产品制造过程也就越简单。机械设备的简易化能够减少机械设备在运作过程中的能耗，所以在进行机械设计的时候，在确保机械设备基础功能的条件下，要尽量简化机械设备的内部结构，尽量合并各个部件。

结束语

随着国家经济的快速发展，国内机械制造与自动化产业也在蓬勃兴起。机械制造与自动化的发展，带来的不仅仅是经济的利益，也有对环境的污染等，因此，在其中注入节能的设计理念，才能使机械制造与自动化产业更上一层楼，使国家的制造业经济也能长久持续地发展下去。

参考文献：

[1]曹雅莉.浅析节能设计理念在机械制造与自动化中的应用[J].装备制造技术，2013，（8）：257-258；

[2]薛辉.机械制造与自动化中的节能设计理念分析[J].河南科技，2013，（4）：122；