機械制造與自動化節能設計理念分析

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機械制造與自動化節能設計理念分析:機械制造與自動化中的節能設計理念

摘要：機械自動化技術的應用與發展是機械制造業技術改造、技術進步的主要手段和技術發展的主要方向。就如何發展機械自動化的優勢進行了闡述，并通過機械制造與自動化設計的過程進一步加深對節能設計理念的理解。

關鍵詞：機械制造；自動化；節能設計

引言

各行的發展帶動了經濟的發展，隨之而來的便是嚴重的能源浪費。在生產生活中，自動化和機械制造的結合，很好的推動了經濟的發展。現在人們面臨的是能源減少問題非常明顯，然而對能源的需求卻不斷增加，在機械制造中加入相關的節能技術已經成為了制造業發展的必要。所以在發展制造業的同時必須保護好環境合理的進行發展。

一、機械制造自動化的優勢

1、生產能力和工作質量高

機械制造自動化大多采用高精度、高靈敏度的機械化設備，由自動化控制系統進行生產過程的自動化控制，大大減少了因人為失誤帶來的產品質量不合格現象。在機械制造生產中，由自動化控制人員啟動自動化控制系統，系統就會嚴格按照事先設定的生產流程進行自動化操作，大大提高了生產能力和生產效率，保證了最佳工作質量。

2、安全可靠性高

不論是自動化控制系統還是自動化設備，一般都自帶事故報警、自動診斷處理等功能，當生產過程中遇到事故時，就減免了人身傷害的發生，提高了生產過程的安全性。另外，自動化設備多采用電子元器件，電子元器件相比于傳統機械設備，它不存在機械磨損，使用壽命得到了大大提高，保證了自動化控制系統的可靠性。

3、改善行業的勞動形式

隨著機械制造自動化程度的不斷增加，人們逐漸從繁重的體力勞動轉化為高知識、高技術性的腦力勞動，機械制造的產品也愈趨向于技術密集型，在改變機械制造行業的勞動形式的同時，也大大促進工業現代化的發展。

4、節約能源消耗

節約能源是我國可持續發展的重要戰略目標。機械制造自動化的應用，在節約人力資源的同時，也大大提高了能源的利用率。

5、自動化技術應用面廣

拋開機械制造自動化產品不談，針對產品生產過程中使用的自動化控制技術，包括自動校驗、自動保護、自動報警、自動處理等，不僅僅適用于機械制造業，同樣可以應用在工業、農業、建筑業等領域，其優勢也同樣顯著。

二、當下機械制造及其自動化發展狀況

機械制造在我國發展以來，以非常快的速度在不斷地發展。在我國的工業發展中起著越來越重要的作用。由于近年來隨著計算機行業的發展，更多的將計算機集成技術運用到了機械制造業中，使機械制造很好的與自動化相結合，機械制造業的自動化，使其更加快速"安全地完成作業，極大地推進了機械制造業的快速發展，效率高成為現在機械制造及其自動化的一個代名詞。機械制造及其自動化雖以極快的速度發展起來，并且起到了很好的帶動作用，但是應當注意到，我國的機械制造及其自動化仍然處于初級階段，需要從各方面去發展。另一方面，我國的機械制造與自動化起步比較晚，許多技術不是很成熟，與發達國家相比，存在很大的差距。需要在技術上去追趕，同樣由于技術上的落后，產品質量往往不是很好，需要在產品質量上進一步加強。這是我國現階段機械制造及其自動化的發展現狀，應該看到進步，但更重要的應該是看到不足，進一步發展它的技術。

三、環保型材料的使用與節能

1、設計盡量采用可再生、可回收的材料和資源，降低資源消耗。在選取機械制造與自動化的相關材料時，應遵循可再生、能回收、易分解的原則，且這些材料在加工時不會排出有害物，無法對環境造成污染。特別是一些結構用零件，其結構設計一定要滿足易裝配與易分解的原則，杜絕有毒材料的使用，提高材料的循環利用率。

2、在設計中盡量利用長壽命、低能耗、輕重量原則。一般情況下，產品的壽命得到延長就意味著機械生產產量的減少及其報廢速度的降低，對原材料的消耗也有所減少。與此同時，產品能耗的降低也從另一方面減少污染，保護了環境；輕重量更是有助于降低對材料的能耗。此外，還應從減少對環境的負荷方面展開設計，讓設計符合通用標準，實現機械構件的通用性，為此在設計中要從綜合性考慮設計對象的具體功能，將結構強度、尺寸標準、材料選取綜合的權衡，從而實現節能目標。

3、盡量考慮采用低環保負荷，并保證零件報廢后的處理污染最小，綜合成本最小化的材料機械制造與自動化設計中盡量不要使用氟利昂、含氯橡膠、樹脂和石棉等材料。如非主要部位的零件應當盡量采用工程塑料或非金屬材料，在設計中盡量開發和使用新型的環保材料，還要減少重金屬的使用。另外，在材料選取的時候也要考慮到零件報廢后的處理過程，做到處理簡單、費用低、污染小等環保要求。零件的肢解、破碎等簡單方便或者滿足焚燒或者回收。

四、機械制造中環保型材料的使用

1、選擇可回收、再生的資源或者材料，從而減少資源的浪費和消耗。在機械制造或者材料選取的時候，為了達到環保的目的，可以選擇那些能夠分解、再生、回收的材料，還應該保證材料在加工的時候，不能夠產生大量的廢氣廢水廢渣。特別是在進行結構用零件生產的時候，一定要選取那些分解和裝配都比較容易的材料，從而保證機械化過程中材料的可再生率。

2、在進行設計的時候應該遵守重量輕、能耗低、壽命長的原則。對于機械生產而言，提高壽命能夠大大降低機械的報廢量和產量，減少了材料的消耗的同時也能夠減少其對環境的污染。此外在實際的時候，還必須考慮到怎樣更好的減少環境的負荷，實現機械以及其構件的通用性，所以在設計的時候還必須考慮到綜合性的問題，做好各方面的權衡，達到節能的目的。在設計的時候，還應該考慮到零件報廢后的處理問題，盡量將成本降到最低，在進行自動化設計和機械制造的時候，最好不選去那些含氯橡膠、氟利昂、石棉以及樹脂的材料。若是那些零件不是主要部位的，則應該盡量采取非金屬的材料或者工程塑料，并且設計的時候，盡量使用那些環保效果比較好的新型材料，盡量減少使用重金屬。此外，在選取材料的時候應該充分考慮到零件報廢之后怎樣進行處理，盡量保證處理的能夠比較簡單、使用的處理費用比較少、給環境造成的污染也比較少。

五、合理的設計制作工藝保證節能

1優化或改進產品設計

（1）前面已經提到了設計的優化，可見一般情況下，機構越簡單，涉及的產品零件越少就可以在制造過程中減低能耗。另外，零件本身的形狀對于制造過程中的能耗也有影響。所以應當發揮零件設計的優化的作用，即保證產品的基本性能的情況下，盡可能的簡化零件、減小體積、優化產品的結構減少零件數量。

（2）根據生產的條件選用合理的材料，在前面已經詳細的表述了材料選取的原則和實現的目的，在這里再次強調材料的適應性，即考慮實際生產過程不同材料對能源消耗的差異來選擇低能耗的材料。

2、設計低能耗的工藝流程

對于同一種零件或者產品，在實際的生產過程中可以采用不同的工藝進行加工，但是不同的加工工藝消耗的能源是不同的，合理的設計加工工藝可以減少加工載荷的波動，即利用合理的工藝設計讓設備達到最佳的運行載荷，盡量的讓設備處在滿負荷運轉，避免出現能量的浪費。因此在保證生產效率和制造質量和經濟性等前提下，降低制造工藝能耗。

（1）選擇正確的加工方式

在一個零件的多種加工方式中，應當選擇適合現場設備的最佳加工方式。例如：鍛壓，可以是冷鍛壓、溫鍛壓、熱鍛壓。其中冷鍛和溫鍛的能量利用效率高于熱鍛壓，但是冷鍛壓的工藝要求往往會造成環境的危害，所以采用溫鍛壓將優于冷鍛和熱鍛。

（2）選擇合理的工藝參數

在確定加工方式后，恰當的工藝參數就是節能的另一個重要因素，如毛坯形狀和加工余量等。比如對于直徑相差較大的階梯軸類零件,可以采用直徑棒料作毛坯,也可以采用精鍛毛坯,但在毛坯制備方面所消耗的能量卻相差很大,因此應綜合考慮,優化選擇。

（3）選用可以節能的冷卻工藝

在機械制造與自動化的過程中一般都需要使用到冷卻液，因此在加工中冷卻液的選擇也是工藝性節能的重點考慮層面。在原則上應盡量少用或者不用油冷卻。

（4）進行合理工序改進和設計

在節能設計時,不僅要正確選用合理的節能工藝,還應合理地安排加工工序。

結束語

在經濟發展的過程中，機械制造和自動化發展的速度都很快，但是在經濟發展的同時，還必須考慮到能源的節約和環境保護的問題。能源危機已經出現了一段時間，并且解決起來也比較困難，所以在機械制造的過程中必須注意節能，在經濟發展的同時，保護好能源和環境。

機械制造與自動化節能設計理念分析:淺議節能設計理念在機械制造與自動化中的應用

摘 要 在目前的制造業中，能耗較高的產業是機械制造和其自動化，在機械制造過程中引入相關節能設計的理念具有較大的意義。在機械制造和自動化過程中引入相關節能設計的理念可以從以下這幾方面入手：對其材料進行合理的選擇、對設計進行優化并對其工業進行有效的改進。只有在這幾個環節中融入節能設計的理念，才能達到節能的目的。本文對節能設計理念在機械制造與自動化中的應用進行了分析，為制造業中的節能減排提供有利的條件。

關鍵詞 節能設計理念 機械制造 自動化

機械制造和其自動化的有效結合雖然使各行各業得到了迅速的發展，但也造成了許多資源的浪費。隨著相關資源、能源不斷的衰竭，對機械制造及其自動化的發展造成了一定的限制。因此，制造企業應該進行節能設計，將綠色的節能技術用于機械制造和自動化中，這樣可以讓企業的資源、能源得到最大限度的節約，從而使其生產成本得到減小，促進其經濟效益和社會效益的提升。

1目前機械制造和自動化的發展狀況

國內自發展機械制造業以來，其發展的速度是十分迅速的，這促進了國內工業的不斷發展。因為近些年計算機技術的發展，促使機械的制造和自動化有機的結合，使制造業更加安全、快速地進行作業，讓高率高成為了機械制造和自動化中的代名詞。自從機械制造和自動化發展以來，其在各行各業中起到了帶動的作用，但國內機械制造和自動化的起步相對較晚，很多的技術還不夠成熟、完善，和發達國家比較還有很大的差距存在。需在其技術方面去追趕，但同樣因技術落后使產品的質量比較差，產品的質量也需要進一步的改進。這是國內目前機械制造和自動化的發展狀況，相關企業應該對其進行有效的改進，這樣才能使機械制造和自動化發展的前景更加廣闊。

2機械制造和自動化中節能設計優勢

在機械制造業中進行節能設計可以使其資源得到節約，節能設計可以理解為環境意識的設計、生態設計、自然環境的設計等。內涵主要在于對機械產品進行制造時所需的各種資源循環的利用，使其對環境造成的影響可以得到減少。對機械產品進行設計的時候應該滿足可拆裝、可回收的相關要求，這是進行節能設計的新條件。傳統的產品是從其功能、壽命等基本的屬性來進行考慮，在對產品進行設計、開發時，先對市場情況進行分析，再進行圖紙設計和制定方案，除此之外還應該對其設計理念及方案進行不斷的修改、審定，之后才可以真正進行生產。傳統的機械制造設計理念使其設計、制造的周期都顯得較長，產品生產之后的拆卸工作比較困難，且回收難度也十分大，有的產品報廢后無法進行回收利用，這就對能源、資源造成了較大的浪費，更有甚者還會對環境造成嚴重的污染。因此，相關企業應該不斷推廣節能減排的設計理念，節能設計可以根據對原料、自然環境等進行合理的選擇來進行，這不但可以讓傳統設計優勢得到較好的發揮，還能達到節能降耗的目的，使資源得以有效、合理、科學的利用，還有利于對廢棄物進行回收利用，從而達到持續發展要求。

3機械設計中節能理念的應用

機械設計最關鍵的是前期設計方案的制定，節能機械的設計內容包含其產品設計的相關理念，應以先進的理念、技術作為主要的依托，且需與自然環境相適應，做到節約資源及可持續的發展。目的是從綜合角度對其經濟性、實用性、環境性等進行考慮。要想讓以上的節能設計要求得到滿足，節能機械設計應從下面幾方面來進行。

3.1對節能機械的產品成本的需求進行分析

對機械產品進行制造的時候，必須做好前期科學、合理的設計工作，特別是在產品初期，必須將其回收再利用考慮到設計中，這樣才可能達到節約資源的目的。因此，對節能設計理念下機械產品的成本進行分析時，必須將污染處理、產品回收再利用、代替等因素全部考慮到設計中，才能設計出節能的機械產品。

3.2對機械產品可拆裝及再利用的設計進行分析

要設計出比較節能的機械就必須對其可拆裝性進行改善，要想節約成本和降低對資源的浪費，應該將其可拆裝性、可回收性充分考慮到設計中，在進行設計時將這兩個特點也設計進去，從而讓機械制造實現對資源進行充分利用及實現節能設計。

3.3對節能機械的設計數據庫進行完善

數據庫是對設計數據進行充分掌握的一種有效方式，設計人員可以在數據庫里將其制造時所需的全部數據做好相應的備份，對設計數據進行分析和存儲，這樣就可以把機械設計的開支、資源選用等以數據化的方式呈現出來，并將此當作節能設計的基礎。

4對節能加工的工藝進行優化

4.1優化現有的產品結構

機器的結構簡單，所需的設計零件也就會越少，其制造的過程中耗能也就會越少。機械設計過程中的零件形狀對其制造過程中的耗能也有重要的影響，因此，在進行設計的時候不僅要讓產品的基本性能得到保證，而且還要對其零件盡可能地進行簡化，對其產品結構進行優化，減少零件的數量。

4.2因地制宜并根據外部環境對加工工藝進行選擇

對單個零件進行加工的時候，應該充分考慮其現場設施的匹配，如零件鍛壓工藝的鍛壓方式有熱鍛壓、溫鍛壓、冷鍛壓。其中，熱鍛壓的能源利用的效率比溫鍛壓、冷鍛壓的都要低，但采用冷鍛壓對環境帶來的危害卻比溫鍛壓、熱鍛壓的危害高出許多，因此應該多使用溫鍛壓工藝。

4.3合理安排工藝工序

在進行節能設計時，應該合理的調整其加工工序，對其工藝方法進行有效的優化，才能讓節能設計目標得以實現。如對冷軋薄板進行生產時，因為冷軋時鋼板需經受塑性的變形，所以必須要通過退火處理之后才可以進行繁雜成行的加工。在加工的環節中必須對所有工序的環保功能進行優化，讓能源的利用率盡可能增強。

5選用環保的材料來達到節能

5.1選用可回收和可再生的資源

在對機械制造和自動化材料進行選擇時應該遵循可回收、可再生、易分解的原則，這類材料、資源的使用可以讓其所排放出的有害物質大大的減少，且對環境造成的危害較小。此外，還必須杜絕使用一些有毒的材料，應該努力讓環保材料、資源的循環利用效率得以增強。

5.2對零件報廢后污染處理的成本進行考慮

在對機械制造和自動化進行設計時還要對其零件報廢后污染處理的成本進行考慮，可以采用綜合成本較小、環保的材料，應盡量避免對含有石棉、氟利昂、樹脂、氯橡膠等的材料。

6機械制造和自動化未來的發展趨勢

機械制造和自動化的技術發展主要受到計算機技術水平發展的限制，現在，機械制造和自動化技術的應用在不斷的大規模化、國際化，這要求和自動化相關的網絡技術、計算機集成技術必須全面的發展，必須跟上世界的步伐及和國際接軌。必須將節能環保的設計理念引入到機械制造和自動化中，這樣機械制造和自動化相關技術的運用才會更加的全面，產品的質量才會得到不斷的增強，進而做到節能減排及促進其經濟效益的提升。

綜上所述，當前國內機械制造中的能源浪費情況較為嚴重，只有將節能設計的理念運用到機械制造的設計中，使用環保型、節能型的材料對其工藝進行科學合理的制造。這樣才能讓機械制造的高效性、穩定性得到提高，從而提高材料的環保性能及降低設備的耗能，使機械制造和自動化的整個過程更加節能。

機械制造與自動化節能設計理念分析:機械制造與自動化中的環保節能設計理念

摘要：工業文明的進步帶動了經濟的快速發展，然而隨之而來的便是嚴重的能源浪費。在生產生活中，自動化和機械制造的結合，很好的推動了經濟的發展。現在能源減少問題已經非常明顯，然而人們對能源的需求卻還在不斷增加，在機械制造中加入相關的節能技術已經成為了制造業發展的必然趨勢。機械制造業對世界各國的工業生產都有著非常重要的作用,本文從機械的優化設計與節能、機械材料使用與節能、設計制作的工藝與節能等方面進行分析研究，并對節能設計的理念內容進行闡述，把節能設計的理念融入進機械制造與自動化的設計及生產作業過程中，使系統的設計具有高效性，節能性，并使材料更加環保，設備的能耗更低，讓整個機械制造與自動化的過程更加合理。

關鍵詞：機械制造 自動化 節能設計

機械制造與自動化是高能耗的一個產業，也是使用計算機和計算機的外圍設備，協助工程人員優化完成產業的產品設計與制造的一項新技術。在機械制造與自動化中加入節能設計理念，主要是加入機械優化設計、機械材料使用、設計制作的工藝三者在節能方面的優化和改善，這樣不僅能減少廢氣及廢物對環境的污染，也能節約能原材料，還能增加機械的使用年限。

一、機械的環保節能與優化設計

（1）低公害發動機的選用

發動機作為工程機械系統中的最大部件，對環境有著很大的影響。因此，采用噪聲低、排放量低、油耗低的環保型發動機有助于緩解環境的壓力，提高機械的加工效率。

（2）液壓系統的設計

液壓系統一定要保持清潔，這樣才能有助于液壓的有效傳動，這就要求設計師們對液壓系統進行精心設計，將油液中的磨損物以及微塵垃圾雜質進行徹底清除，使故障發生的幾率減小，從而延長其使用壽命，減少配件的更換次數，增加換油的時間間隔，嚴格控制污染。滲漏是港口機械液壓系統在運行過程中常見的現象，會對周圍的環境造成極大的污染，因此，液壓管的設計常使用密封優良、防老化能力突出、耐腐蝕性強的優質管路。此外，為了有效降低軟管的損壞與廢棄量，還應在設計過程中盡可能以硬管代替，減少由于管道破裂而造成不必要的環境污染。

（3）環保安全關懷型駕駛室的設計

如采用防紫外線輻射玻璃的全密封整體式、經減震降噪處理的“安全環保型”駕駛室，室內配置無氟環保型冷暖空調，并設計FOPS及POPS駕駛室以確保駕駛員的安全；充分運用人機工程學設計原理，如司機座椅可全方位調節、功能集成的單操縱手柄、可調式轉向驅動器、全自動換擋裝置、電子監控與故障自診斷系統，再輔以合理美觀的顏色搭配，可大大改善司機的工作環境，緩解疲勞，提高作業效率。

（4）配備自動加脂裝置

通常情況下，以傳統手動方式來進行潤滑脂的加注工作往往既耗時又費力，同時，溢出的油液還會對周邊的環境造成污染。因此，應給機械系統配備自動加脂系統，實現對各個設備的定時加脂，比如集中潤滑系統，該系統能對各鉸銷定時加注黃油，其油量已于事前計算并設定好，在保證銷軸充足油量的同時還不會造成油液溢出浪費，方便又環保。此外，小型機械出于對設計成本的控制，可使用新型軸套材料與密封性的銷軸，或者安裝二級防塵裝置，有效防止內部油脂排出以及外部異物進入，使潤滑油加注的時間間隔得以延長，從而降低環境污染。

（5）系統可靠性設計

盡量運用高可靠性的成熟技術和借用經市場考驗后的成熟系列零部件可延長各關鍵系統或零件的使用壽命，減少更換次數。例如降低制動元件的更換頻率就相當于減輕了對周圍環境的破壞與污染。盡可能使用硬管，以免軟管發生破裂而造成油液的流出，進而對環境造成污染。

二、機械制造中環保節能型材料的使用

1、選擇可回收、再生的資源或者材料，從而減少資源的浪費和消耗

在機械制造或者材料選取的時候，為了達到環保的目的，應該選擇那些能夠分解、再生、回收的材料，還應該保證材料在加工的時候，不能夠產生大量的廢氣、廢水、廢渣。特別是在進行結構用零件生產的時候，一定要選取那些分解和裝配都比較容易的材料，從而保證機械化過程中材料的可再生利用率。

2、在進行設計的時候應該遵守重量輕、能耗低、壽命長的原則

對于機械生產而言，提高壽命能夠大大降低機械的報廢量和產量，減少了材料的消耗的同時也能夠減少其對環境的污染。此外在實際的時候，還必須考慮到怎樣更好的減少環境的負荷，實現機械以及其構件的通用性，所以在設計的時候還必須考慮到綜合性的問題，做好各方面的權衡，達到節能的目的。在設計的時候，還應該考慮到零件報廢后的處理問題，盡量將成本降到最低，在進行自動化設計和機械制造的時候，最好不選去那些含氯橡膠、氟利昂、石棉以及樹脂的材料。若是那些零件不是主要部位的，則應該盡量采取非金屬的材料或者工程塑料，并且設計的時候，盡量使用那些環保效果比較好的新型材料，盡量減少使用重金屬。此外，在選取材料的時候應該充分考慮到零件報廢之后怎樣進行處理，盡量保證處理的能夠比較簡單、使用的處理費用比較少、給環境造成的污染也比較少。

三、合理的設計制作工藝保證節能

1、優化或改進產品設計

（1） 前面已經提到了設計的優化，可見一般情況下，機構越簡單，涉及的產品零件越少就可以越多的在制造過程中減低能耗。另外，零構件本身的結構形狀對于制造過程中的能耗也有影響。所以應當發揮零構件設計的優化的作用，即保證產品的基本性能的情況下，盡可能的簡化零構件、減小體積、優化產品的結構減少零件數量。

（2） 根據生產的條件選用合理的材料，在前面已經詳細的表述了材料選取的原則和實現的目的，在這里再次強調材料的適應性，即考慮實際生產過程不同材料對能源消耗的差異來選擇低能耗的材料。

2、設計低能耗的工藝流程

對于同一種零件或者產品，在實際的生產過程中可以采用不同的工藝進行加工，但是不同的加工工藝消耗的能源是不同的，合理的設計加工工藝可以減少加工載荷的波動，即利用合理的工藝設計讓設備達到最佳的運行載荷，盡量的讓設備處在滿負荷運轉，避免出現能量的浪費。因此在保證生產效率和制造質量和經濟性等前提下，降低制造工藝能耗。

（1） 選擇正確的加工方式

在一個零件的多種加工方式中，應當選擇適合現場設備的最佳加工方式。例如：鍛壓，可以是冷鍛壓、溫鍛壓、熱鍛壓。其中冷鍛和溫鍛的能量利用效率高于熱鍛壓，但是冷鍛壓的工藝要求往往會造成環境的危害，所以采用溫鍛壓將優于冷鍛和熱鍛。

（2） 選擇合理的工藝參數

在確定加工方式后，恰當的工藝參數就是節能的另一個重要因素，如毛坯形狀和加工余量等。比如對于直徑相差較大的階梯軸類零件,可以采用直徑棒料作毛坯,也可以采用精鍛毛坯,但在毛坯制備方面所消耗的能量卻相差很大,因此應綜合考慮,優化選擇。

（3） 選用可以節能的冷卻工藝

在機械制造與自動化的過程中一般都需要使用到冷卻液，因此在加工中冷卻液的選擇也是工藝性節能的重點考慮層面。在原則上應盡量少用或者不用油冷卻。

（4） 進行合理工序改進和設計

在環保節能設計時,不僅要正確選用合理的節能工藝,還應合理地安排加工工序。

四、結束語

機械制造自動化作為先進技術的重要組成部分，既是機械制造業的重點應用技術，又是機械制造技術的發展方向。近年來，我國機械制造自動化技術得到了快速發展，機械制造的總規模和產品的總產量不斷增加，中國已成為世界前三的機械制造強國。

機械制造與自動化節能設計理念分析:基于機械制造與自動化中節能設計理念的研究

摘要：本文從機械的優化設計與節能、機械材料使用與節能、設計制作的工藝與節能等方面進行分析研究，并對節能設計的理念內容進行闡述，把節能設計的理念融入進機械制造與自動化的作業過程中，使系統的設計具有高效性，節能性，并使材料更加環保，設備的能耗更低，讓整個機械制造與自動化的過程更加合理。

關鍵詞：機械制造 自動化 節能設計理念

1、前言

機械的制造與自動化是高能耗的一個產業，也是使用計算機和計算機的外圍設備，協助工程人員優化完成產業的產品設計與制造的一項新技術。在機械制造與自動化中加入節能設計理念，主要是加入機械優化設計、機械材料使用、設計制作的工藝三者在節能方面的優化和改善，這樣不僅能減少廢氣及廢物對環境的污染，也能節約能原材料，還能增加機械的使用年限。

2、機械制造與自動化中的節能設計理念

機械制造與自動化屬于高能耗類型的產業，在其產業中增添節能設計的理念，具有重要的現實意義。在機械制造與自動化的環節中增添節能理念需要從三個方面進行，也就是優化設計，合理選材和改進工藝，只有把節能設計理念融進這三個關鍵的環節中，才可以實現節能，達到節能和減排目的。

2.1機械的優化設計與節能

2.1.1設計環保安全性高的駕駛室

安全環保型的駕駛室的設計，應滿足以下條件：防紫外線輻射性質的玻璃，全密封的整體樣式和經過減震降噪的處理；在室內配置一個無氟環保類型的冷暖空調；設計FOPS和POPS的駕駛室，為了保證駕駛員安全；采用人機工程學的設計原理對其進行設計，如可全方位地調節司機的座椅、功能集成性的單操縱的手柄、驅動器具有可調動轉向的功能、全自動的換擋裝置、電子監控和故障自動診斷的系統，再加上美觀性的顏色搭配。這種環保安全的關懷駕駛室的設計，大大改善了司機工作的環境，并能緩解司機的疲勞，從而提高其作業的效率[1]。

2.1.2選用低公害的發動機

發動機是工程的機械系統中最大的部件，它產生的噪音等環境污染影響很大。因此，在選擇發動機的時候，需要采用噪聲較低、排放量較小、耗油量少、效率高的環保類型的水冷增壓型柴油機，這樣能緩解環境污染的壓力，并能提高機械加工的效率。

2.1.3設計高效節能的液壓系統

保持傳動的液壓油等的清潔，對工程機械液壓的傳動起到非常大的幫助，因此設計師們精心地設計機械的液壓系統就顯得很有必要，清除油液中的微塵垃圾和機械的磨損物等垃圾雜質，能大大減少機械中液壓元件的故障和磨損，從而延長機械中常用的液壓元件使用壽命，降低了液壓油更換的頻率，并延長了換油的間隔時間，減少工作時對周邊的環境的污染，同時也能節省人力、物力和財力。液壓系統發生滲漏將對周圍的環境造成污染，這已經是港口的機械在運行中經常存在的情況，液壓管路需要使用耐腐蝕強、防老化比較突出、具備優良的密封性能等優點的進口優質的膠管；并且為了有效地減少軟管損害度和廢棄量，設計時，應盡可能地用硬管取代軟管，避免出現采用容易破裂的軟管時，油液流出對環境造成巨大的污染。

2.1.4配備能自動加脂的系統裝置

一般情況，以傳統的手動方式實行潤滑脂加注工作，具有耗時又費力的缺陷，

而且溢出來的油液會造成周邊環境污染。如果給機械配備能自動加脂的系統，并實現其對相應設備進行定時加脂的效果，如集中潤滑的系統，此系統可以對各鉸銷進行定時地加注黃油，而且家住的優良油量事前已經計算出來，并設定完好，不僅能保證銷軸的充足油量，也能保證油液不溢出來，造成資源的浪費，這樣很方便、環保。另外，出于對小型機械設計的成本控制，可應用新型的軸套材料和密封的銷軸（或者安裝一套二級的防塵裝置），能有效地防止內部的油脂排出，也能杜絕外部的異物進入，使潤滑油在加注時間的間隔上得以延長，達到減少環境污染的目的。

2.1.5設計可靠性高的系統

在設計系統的時候，盡量使用可靠性較高、較成熟的技術，并使用在市場中經受過考驗的成熟零部件，可延長各處關鍵系統（或零件）使用的壽命，從而減少更換的次數。如降低制動的元件更換頻率，間接地減輕其對周圍環境造成的破壞和污染。

2.2選擇機械的材料與節能

選擇的材料盡量是環保類型的，以減少對環境的污染，同時延長材料的使用壽命。

2.2.1采用環保負荷低、成本少、污染小的材料

機械制造與自動化的設計中不要采用原料是氟利昂、樹脂、石棉以及含氯的橡膠等的材料。除主要部位外的零件盡量用工程塑料（或非金屬材料），設計時盡量開發并使用環保型材料，并減少使用重金屬的數量。此外，材料選取時，也需考慮零件報廢之后的處理細節問題，對材料的處理做到簡單化、低費用、少污染等的環保要求。

2.2.2采用可再生和回收的材料與資源

選取和機械制造與自動化相關的材料，必須采用可再生和回收，而且易分解的材料，而且需保證選取的材料，加工前后都不會排出某些有害的物質或氣體，對環境不會造成污染。尤其是某些結構的零件，其設計應滿足容易裝配、容易分解的條件，防止使用有毒的材料，從而提高材料循環使用的效率。

2.2.3選材需遵循長壽命、輕重量、低能耗的原則

延長產品壽命，就表示機械生產的產量得到減少，機械報廢的速度也會降低，原材料消耗也會相應地減少。同時降低了產品的能耗量也就意味著環境污染也得到減少，間接地對環境起到保護作用；輕重量就會降低運輸成本，也會減少運輸的次數，從而減少運輸車排放的廢氣；從減少環境負荷方面進行設計，符合通用的標準，并讓機械的構件符合通用性，就能降低能耗量，設計時也需綜合性思考設計對象所具有的功能。將結構材料的強度、尺寸的標準、材料的選取等都考慮周到和全面，才能選到優質、耐用、少污染的好材料[2]。

2.3設計制作的工藝與節能

2.3.1設計優化的產品

優化（或改進）產品的設計，可從以下幾點入手：（1）發揮產品零件設計中的優化作用，就是在保證產品基本的性能后，再簡化零件、減小零件體積、優化產品結構，減少零件的數量；（2）根據生產條件，選用比較合理的產品材料，并由于實際生產中不同材料均對能源存在消耗差異，因此，可根據這差異選擇低能耗材料。

2.3.2設計能耗低的工藝流程

同種零件（或產品），在實際生產中可采用工藝不同的流程進行加工，但不同的工藝流程，所消耗能源有很大的不同，對加工工藝進行合理的設計，能減少加工的載荷波動，盡量讓設備處于滿負荷的運轉，避免能量浪費。

具體的方式有：（1）改進與設計工序：節能設計時，要選用節能的工藝，并合理安排加工的工序。（2）選擇最佳加工方式：對于零件的加工方式，應選擇與現場設備相適合的最佳方式。如冷鍛、溫鍛能量的利用效率都比熱鍛壓高，但冷鍛壓工藝會造成環境危害，因此，可采用溫鍛壓方式；（3）選擇較理想的工藝參數：選擇理想的工藝參數能產生節能效益。如直徑差值大的階梯軸一類零件，既可選擇直徑棒料為毛坯，也可采用精鍛為毛坯，但毛坯制備上兩者消耗能量差異較大，應綜進行優化選擇；（4）選用節能性強的冷卻工藝：機械制造與自動化中會用到冷卻液，因此，選擇冷卻液時也應側重于節能方面，也可少用（或不用）油冷卻[3]。

3、結束語

隨著國家經濟的快速發展，國內機械制造與自動化產業也在蓬勃興起。機械制造與自動化的發展，帶來的不僅僅是經濟的利益，也有對環境的污染等，因此，在其中注入節能的設計理念，才能使機械制造與自動化產業更上一層樓，使國家的制造業經濟也能長久持續地發展下去。