機(jī)械制造及自動化中的節(jié)能高效設(shè)計理念探析獲獎科研報告

機(jī)械制造及自動化中的節(jié)能高效設(shè)計理念探析獲獎科研報告【摘

要】以發(fā)動機(jī)、電動驅(qū)動等為主的機(jī)械設(shè)備，對工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程形成了強(qiáng)大的推動作用。此外，伴隨設(shè)備功能的快速升級、改良，集微電子、通信等科技于一體的機(jī)械設(shè)備，在生產(chǎn)活動中獲得了廣泛應(yīng)用。它不再單純是簡易式的動力輸出裝置或體力勞動替代者，而是結(jié)構(gòu)形式及功能多樣、操作控制過程簡單、可以依照程序?qū)崿F(xiàn)自動化運(yùn)作甚至具備一定自主決策能力的設(shè)備。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械制造;自動化;節(jié)能設(shè)計理念

引言

自工業(yè)革命以來，機(jī)械制造業(yè)為促進(jìn)社會進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。目前，工業(yè)化發(fā)展迅速，機(jī)械制造業(yè)與現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，機(jī)械設(shè)計與自動化工業(yè)得到了快速發(fā)展。由于當(dāng)前我國處于社會主義初級階段，各個方面發(fā)展不太完善，機(jī)械制造自動化設(shè)計及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于發(fā)展的初級階段，行業(yè)需要解決的主要問題是以下兩點(diǎn)：一是如何解決工作過度發(fā)展帶來的能源消耗問題，促進(jìn)社會發(fā)展;二是我國機(jī)械制造及自動化技術(shù)與世界水平仍有較大差別，有待進(jìn)一步強(qiáng)化和提高。

1機(jī)械設(shè)計及自動化節(jié)能設(shè)計發(fā)展現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，我國已成為工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展中國家。機(jī)械制造業(yè)發(fā)展非常迅速。加上信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)的重要組成部分，對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步起著重要的推動作用。從當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)步和新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展來看，機(jī)械制造業(yè)取得了長足的進(jìn)步，成為我國現(xiàn)階段機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢，這不僅在很大程度上提高了我國機(jī)械制造業(yè)的工作效率，還從根源上推動整體機(jī)械制造業(yè)的提升與完善。雖然這些年機(jī)械制造業(yè)發(fā)展取得了明顯提高，但是在發(fā)展進(jìn)程中也存在一些問題與漏洞，例如，制造技術(shù)落后、大量能源和資金過度損耗等缺陷已成為制約機(jī)械制造業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的障礙，特別是大量資源枯竭已成為當(dāng)今世界面臨的共同問題。為了應(yīng)對資源短缺問題，可以加入節(jié)能設(shè)計在機(jī)械制造、高節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用來減少能源消耗，也可以有效地提高工作效率和質(zhì)量，為機(jī)械制造行業(yè)帶來了更大的經(jīng)濟(jì)效益，更有效地促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，從而為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的活力[1]。

2節(jié)能設(shè)計的特征

2.1節(jié)能環(huán)保，公害化程度偏低

我國工業(yè)崛起階段存在能源大量消耗的問題。在這樣的情景下，節(jié)能環(huán)保成為工業(yè)生產(chǎn)階段的熱門話題之一。將節(jié)能理念融合至機(jī)械制造及自動化設(shè)計領(lǐng)域中，一方面能較明顯地提高機(jī)械生產(chǎn)及使用效率，另一方面也可減少能耗。節(jié)能理念和機(jī)械制造業(yè)融合后成果顯著，基于該方式制造的產(chǎn)品明顯減少了投用階段的污染物含量，減輕了對自然環(huán)境形成的污染，同時降低了企業(yè)公害化程度[2]。

2.2應(yīng)用新型綠色環(huán)保材料

機(jī)械制造行業(yè)自動化發(fā)展階段，合理應(yīng)用新型綠色環(huán)保材料是關(guān)鍵一環(huán)。該種材料應(yīng)用階段一定要確保能達(dá)成低能耗和低排放的節(jié)能目標(biāo)。這預(yù)示著生產(chǎn)階段一定要靈活選用材料，充分考慮制造實(shí)踐中所需材料的彈性、塑性及抗沖擊性等指標(biāo)，盡量少用或不用熱量交換過剩的材料，同時要關(guān)注材料的回收性和循環(huán)利用性。

3節(jié)能設(shè)計理念在機(jī)械制造及自動化應(yīng)用中的滲透

節(jié)能技術(shù)在機(jī)械制造與自動化應(yīng)用中的滲透可以體現(xiàn)在生產(chǎn)過程的各個方面當(dāng)中，如：從機(jī)械制造的設(shè)計上、對發(fā)動機(jī)的選擇上，不同流程中的不同細(xì)節(jié)都可能會對機(jī)械制造過程中所具有的節(jié)能型產(chǎn)生或多或少的影響，因此機(jī)械制造流程的設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)提升自身對節(jié)能理念在機(jī)械制造以及自動化中的滲透所進(jìn)行的進(jìn)一步認(rèn)識。

3.1合理選擇環(huán)保型發(fā)動機(jī)

發(fā)動機(jī)是機(jī)械制造過程當(dāng)中十分重要的一個部分，發(fā)動機(jī)在工作過程當(dāng)中會消耗大量的資源，因此，對他的選擇始終存在于機(jī)械制造節(jié)能設(shè)計理念的應(yīng)用當(dāng)中，發(fā)動機(jī)的建模數(shù)據(jù)以及他所具有的環(huán)保指數(shù)對機(jī)械制造的節(jié)能型具有重要的影響。在居民日常的生產(chǎn)與生活過程當(dāng)中，機(jī)械設(shè)備工作過程當(dāng)中產(chǎn)生的噪音是影響日常生活的一個重要條件，因此，在發(fā)電機(jī)進(jìn)行選擇時候，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同發(fā)動機(jī)所具有的不同能力來選擇環(huán)保型的發(fā)動機(jī)設(shè)計。

3.2在液壓系統(tǒng)與防滲漏系統(tǒng)設(shè)計中的滲透

為了有效提升機(jī)械制造過程中用到的液壓系統(tǒng)所具有的基本效率，有效減少工作過程中需要的能量消耗。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)重視液壓系統(tǒng)當(dāng)中的液壓零件以及設(shè)計的液體油兩個部分。機(jī)械零件進(jìn)行機(jī)械制造生產(chǎn)的過程當(dāng)中難免會產(chǎn)生損耗或是沾染灰塵，從而產(chǎn)生磨損消耗，通過合理的技能設(shè)計能夠有效的減少機(jī)械元件產(chǎn)生的損耗，是節(jié)能設(shè)計理念對液壓系統(tǒng)以及防滲漏系統(tǒng)的有效滲透。

3.3在工程機(jī)械駕駛室設(shè)計中的滲透

機(jī)械制造的過程當(dāng)中難免會需要一些體型較大的機(jī)械設(shè)備，有些設(shè)備需要駕駛室來輔助進(jìn)行操作，對駕駛室進(jìn)行設(shè)計的過程當(dāng)中，可以將駕駛室的玻璃換為防紫外線輻射的玻璃，從而有效避免這些輻射可能會對大型機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的影響，同時能夠保障駕駛室的操作人員能夠在一個更好的環(huán)境下進(jìn)行日常工作。

3.4機(jī)械工藝設(shè)計中的滲透

（1）對于特定的機(jī)械設(shè)備，可以選擇具有不同溫度水平例如熱，溫和冷）的鍛造和壓制方法進(jìn)行處理加工，以滿足設(shè)備應(yīng)用多維度的要求。這個過程中，有必要定義每個處理環(huán)節(jié)的能耗，并根據(jù)能耗的真實(shí)應(yīng)用特征完成綜合選擇。比如，高熱鍛壓機(jī)的能量效率低，因此在鍛壓機(jī)中應(yīng)減少這種方法的頻率。綜上所述，通過結(jié)合兩種方法的加工，溫鍛具有更顯著的優(yōu)勢，操作過程中應(yīng)優(yōu)先考慮此過程。

（2）機(jī)械制造設(shè)計中的工藝參數(shù)作用很大，特別是在節(jié)能方面。工程節(jié)能的直接效果受到參數(shù)的設(shè)置的影響。有關(guān)制造系統(tǒng)中電氣交版的定量。比如，軸附件的加工應(yīng)以多種毛坯為首先使用目標(biāo)。所以，在制備工程中，應(yīng)注意坯料成型所需的耗能比，不要沖動性的投入大量有效能量。

（3）工藝流程是對機(jī)械制造過程的總體控制，減去一些不必要的過程，可以有效地減少加工時間，特別是能夠減少工序之間的等待時間。但是，如果程序設(shè)置尚不合理，就會增加過程連接和轉(zhuǎn)換的時間，加大能量損失，并造成一些不需要的經(jīng)濟(jì)投入。

4機(jī)械制造與自動化的發(fā)展方向

隨著我國工業(yè)化水平的不斷提高，將計算機(jī)技術(shù)與機(jī)械制造的有效結(jié)合提高了機(jī)械的工作效率。但是目前計算機(jī)的發(fā)展制約了機(jī)械制造與自動化的發(fā)展。機(jī)械制造與自動化技術(shù)的發(fā)展逐漸國際化和規(guī)范化，與此同時，計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步為機(jī)械制造與自動化提供了良好的基礎(chǔ)，進(jìn)而提高市場競爭率，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

結(jié)束語：

近年來，隨著科技水平的不斷提高，中國的機(jī)械制造及自動化行業(yè)也在持續(xù)發(fā)展。機(jī)械制造業(yè)雖然給人們的日常生活帶來了極大的便利，但也會出現(xiàn)環(huán)境問題和資源