節(jié)能設(shè)計理念在機(jī)械制造及自動化中的應(yīng)用獲獎科研報告

節(jié)能設(shè)計理念在機(jī)械制造及自動化中的應(yīng)用獲獎科研報告摘要：在當(dāng)下各行各業(yè)的發(fā)展都需要使用到各種各樣的機(jī)械設(shè)備，因此機(jī)械制造行業(yè)在整個社會發(fā)展和國家建設(shè)過程中占據(jù)著極其重要的地位。同時每年機(jī)械制造和機(jī)械設(shè)備運(yùn)行所消耗的材料、能源都非常多，并且在此過程中所產(chǎn)生的資源浪費(fèi)情況也比較嚴(yán)重，所以在當(dāng)下機(jī)械制造和自動化應(yīng)用中應(yīng)該積極融入節(jié)能設(shè)計理念，降低在機(jī)械制造和機(jī)械運(yùn)行過程中的能源消耗，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

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

1節(jié)能設(shè)計理念

與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計不同，節(jié)能設(shè)計理念指的是在不影響設(shè)計目的和設(shè)計效果的前提下，通過降低資源消耗和資源浪費(fèi)，提高資源的利用率。在當(dāng)下各行各業(yè)都在重視對節(jié)能設(shè)計理念的研究和應(yīng)用，而機(jī)械制造與自動化屬于能源高消耗行業(yè)，每年所消耗和浪費(fèi)的資源都非常多，通過融入節(jié)能設(shè)計理念，實現(xiàn)對自然資源的重復(fù)利用，有效回收利用報廢資源，降低機(jī)械制造和自動化中的能源消耗，提高資源利用率，減少環(huán)境破壞，同時節(jié)能設(shè)計也是機(jī)械制造和自動化行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

2機(jī)械制造與自動化特點

機(jī)械制造與自動化是一項綜合性的生產(chǎn)技術(shù)工藝，它與機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感技術(shù)等都密切相關(guān)，其可以充分提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行生產(chǎn)效率，是實現(xiàn)機(jī)械自動化和智能化的關(guān)鍵所在。以下是機(jī)械制造和自動化的具體優(yōu)點：第一，畫的安全性非常高。由于機(jī)械設(shè)備采用自動化控制系統(tǒng)來進(jìn)行控制操作，所以在具體生產(chǎn)中許多危險環(huán)節(jié)就可以由機(jī)器來代替，并且操作的準(zhǔn)確性和準(zhǔn)確度也非常高，這就可以使安全事故發(fā)生率大大降低。第二，在當(dāng)下隨著機(jī)械制造與自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，其不僅可以用于工業(yè)生產(chǎn)，同時也可以用于醫(yī)療衛(wèi)生、物流運(yùn)輸?shù)榷鄠€領(lǐng)域。第三，隨著機(jī)械制造與自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)備的體積越來越小，但是功能卻日益強(qiáng)大，這就給生產(chǎn)工作帶來了便利。

3節(jié)能設(shè)計理念運(yùn)用于機(jī)械制造與自動化的有效途徑

3.1優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計

通常機(jī)械設(shè)計中部件的構(gòu)造越是簡單，所需的機(jī)械配件類型就會越少，相應(yīng)的機(jī)械制造的難度也會降低，反之便會很復(fù)雜。然而，從機(jī)械部件方面來說，若要確保其各個配件的質(zhì)量符合先關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，只有這樣才能確保整個機(jī)械系統(tǒng)在各個部件的支撐下保持正常運(yùn)作。在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中，要做到這些就必須滿足以下條件：

（1）在機(jī)械設(shè)備中發(fā)動機(jī)是最為關(guān)鍵的，但是發(fā)動機(jī)在運(yùn)行過程中必不可免會產(chǎn)生噪音和排放一些廢氣，這就會影響自然環(huán)境。所以在進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計時，，應(yīng)該盡可能選擇污染較低，能效高的發(fā)動機(jī)，這對于提高資源利用率降低能耗有著非常重要的意義。（2）液壓傳動系統(tǒng)是很多機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所必須的一部分。在液壓傳動系統(tǒng)運(yùn)行中需要耗費(fèi)大量油料，并且還容易造成油料污染。所以在設(shè)計液壓系統(tǒng)時，需要盡可能提高液壓系統(tǒng)的工作效率，選擇密封性、耐腐蝕性好，使用周期長的液壓管，以免因為液壓管破裂導(dǎo)致油料泄漏，對自然環(huán)境產(chǎn)生破壞。（3）在現(xiàn)階段有許多機(jī)械設(shè)備的潤滑脂加注都是通過人工來完成的，而人工加注的準(zhǔn)確性和效率相對較低，在此過程中很容易導(dǎo)致油料浪費(fèi)和環(huán)境污染，所以在當(dāng)下應(yīng)該重視對自動加注裝置的研發(fā)和應(yīng)用。

3.2優(yōu)化材料的選擇

3.2.1采用可回收和可再生的資源

在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的材料選擇時，也應(yīng)該秉承節(jié)能設(shè)計理念，在不影響設(shè)備性能和設(shè)備要求的前提下選擇那些可回收、易分解、無污染的材料。這樣即便機(jī)械設(shè)備在報廢后也可以得到回收利用，并且不會對自然環(huán)境產(chǎn)生破壞。尤其需要注意，禁止使用有害材料和污染環(huán)境的材料。

3.2.2對處理污染成本的思考

在具體的機(jī)械制造和自動化設(shè)計時，也需要對機(jī)械設(shè)備中構(gòu)件、零件報廢后的處理成本進(jìn)行考慮，盡可能減少在處理這些報廢零件和構(gòu)件時的成本，盡可能選擇一些成本低廉環(huán)保的材料來制作構(gòu)件和零件，并且要盡可能不使用氟利昂、氟橡膠等有污染而且處理成本較高的材料。

3.2.3在設(shè)計中盡量利用長壽命、低能耗、輕重量原則

對于機(jī)械設(shè)備來說，如果其使用周期得到延長，則就可以提高機(jī)械設(shè)備的使用價值，使其創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。同時在機(jī)械設(shè)計時，應(yīng)該在不影響機(jī)械設(shè)備性能的前提下，降低設(shè)備自重，以節(jié)約制造材料，降低能耗。除此以外，在具體設(shè)計時還需要考慮機(jī)械設(shè)備對于環(huán)境的負(fù)荷影響，使設(shè)計更加滿足當(dāng)下的通用標(biāo)準(zhǔn)，綜合考量機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、尺寸和材質(zhì)，使其更加符合節(jié)能設(shè)計理念。

3.3優(yōu)化制作工藝

在具體的制作工藝方面可以從以下三點來進(jìn)行優(yōu)化：首先，根據(jù)具體的環(huán)境和條件來合理選擇相應(yīng)工藝技術(shù)。例如在進(jìn)行鍛壓工藝的選擇時，現(xiàn)階段常用的鍛壓工藝有三種，冷鍛壓、溫鍛壓和熱鍛壓。在這三種鍛壓方式中，能源利用率最高和對環(huán)境危害最小的是溫鍛壓工藝，所以在可以選擇溫鍛壓工藝時，要盡可能采用該工藝來進(jìn)行零部件的鍛壓，以降低鍛壓中的能耗和污染。其次，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其需要用到的零件也就越多，其所消耗的能源也就越大。所以在當(dāng)下的機(jī)械設(shè)計和自動化中應(yīng)該在不影響機(jī)械性能的前提下，簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，縮減設(shè)備器械的體積，減少零部件的使用量，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。最后，圍繞節(jié)能設(shè)計理念，對機(jī)械制造和自動化工藝進(jìn)行合理的優(yōu)化和完善，提高工藝的有效性和系統(tǒng)性，降低工藝生產(chǎn)中的能耗，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。同時，為了避免資源浪費(fèi)，強(qiáng)化節(jié)能效果，需要保證設(shè)計環(huán)節(jié)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的一致性和合理性，對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化完善，避免因為設(shè)計問題而致使的生產(chǎn)效率降低和資源浪費(fèi)。相關(guān)設(shè)計人員必須詳細(xì)細(xì)致的分析和研究整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中能源高消耗問題，圍繞節(jié)能設(shè)計理念，對工序和工藝進(jìn)行升級改造。

3.4設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程的節(jié)能

機(jī)械設(shè)備在投入使用后，會消耗大量的能源，通過智能化管控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中的全面管控和實時監(jiān)測，及時根據(jù)機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況來調(diào)整能耗。智能化管理系統(tǒng)的功能非常強(qiáng)大，在智能傳感器和信息網(wǎng)絡(luò)的幫助下，它可以將各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的實時數(shù)據(jù)及時的進(jìn)行匯總和分析，準(zhǔn)確掌握機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，然后就可以結(jié)合具體的生產(chǎn)要求和生產(chǎn)目的來對機(jī)械設(shè)備的負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，使其可以一直維持在最佳能耗比，進(jìn)而實現(xiàn)對能源的節(jié)約。在具體的企業(yè)生產(chǎn)過程中，并不是所有的生產(chǎn)設(shè)備都需要一直維持運(yùn)轉(zhuǎn)，只有一部分設(shè)備需要保持持續(xù)工作狀態(tài)，而其它設(shè)備則可以根據(jù)具體生產(chǎn)需求來進(jìn)行啟動或者關(guān)閉，這樣就可以降低生產(chǎn)過程中的能耗，實現(xiàn)對資源的節(jié)約和降低該過程中所產(chǎn)生的污染。

4機(jī)械制造與自動化設(shè)計的日后發(fā)展方向

在現(xiàn)階段國內(nèi)機(jī)械制造及自動化技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，在國際市場中也占據(jù)了一定地位。但是隨著與國際的接軌以及國際化進(jìn)程加快，國內(nèi)機(jī)械制造企業(yè)要想保證自身在國際市場中的核心競爭力，就必須要從提高自動化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)集成技術(shù)、節(jié)能環(huán)保等方面入手，強(qiáng)化對這些方面技術(shù)的研究和應(yīng)用，降低機(jī)械設(shè)備制造能耗、生產(chǎn)成本和使用能耗，提高機(jī)械設(shè)備的性能，這樣才能符合現(xiàn)階段發(fā)展和建設(shè)綠色可持續(xù)發(fā)展社會的理念，實現(xiàn)自身的進(jìn)一步發(fā)展。

結(jié)束語

總而言之，在當(dāng)下機(jī)械制造和自動