分析机械制造与自动化中的节能设计理念

发表时间:2019/12/18   来源:《基层建设》2019年第26期   作者:冷仁兵
[导读] 摘要:伴随着我国经济社会的快速发展,人们的生活水平的得到了大幅度提高,与此同时,这在很大程度上加剧了我国能源的消耗问题。
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        摘要:伴随着我国经济社会的快速发展,人们的生活水平的得到了大幅度提高,与此同时,这在很大程度上加剧了我国能源的消耗问题。为了更好地解决我国面临的能源紧张问题,我国工业行业要朝着可持续的方向不断发展,要高效的使用能源,改善消耗较大的机械制造业和自动化产业,从而有效地促进我国机械制造业地发展。
        关键词:机械制造;自动化;节能设计理念
        1、机械制造和自动化设计中的节能设计的必要性
        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。
        2、机械制造与自动化设计中节能设计理念的具体要求
        2.1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。
        2.2设计过程中要体现出寿命长、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。
        3、机械制造与自动化中的节能设计理念策略
        3.1优选节能型发动机
        机械设备的节能性能很大程度上取决于发动机的节能性能。在机械设备设计中,设计人员要尽量选用低排放、高效率、低能耗的水冷增压柴油发动机。如果发现发动机设备不符合节能环保的需求,一定要将其从待选列表中排除出去。
        3.2提升机械设备的自动化水平
        对机械设备进行自动化设计,能够提升操作人员的操作灵活性与实时性。在日常的生产工作中,操作人员一方面可以对机械设备的运行路线进行手动操作;另一方面也可以利用PLC单片机技术对机械设备进行全面的自动化控制。

利用先进的PLC单片机控制技术,能够最大程度上对机械设备的运行路线和操作程序进行优化;采用自动化的控制手段,能够降低机械设备的重复与无效工作量,一方面降低机械设备的磨损,另一方面降低机械设备在运行过程中的能源消耗量。减轻管理人员的工作强度,方便工作企业对于各种机械设备的管理与控制。
        3.3对液压系统进行渗漏防护处理
        机械的自动化工程中,液压系统起到稳固运转的实际效用,设计人员注重机械液压系统防护处理的有关情况,尤其要加强防渗漏的处理情况,避免液压油从系统中流失至外部,以保持系统的高效运转。此外,封闭型设计可防止灰尘进入液压系统的内里空间,缓解液压系统中各个组件间的相互冲击力,减轻转运负载及负荷量,使机械装置处于优良的工作状态。
        3.4加工过程合理化
        对现有产品结构进行改进,不仅要满足简单的机械结构的设计要求,也要减少能源的消耗。因此,在产品设计中,不仅要保证产品的性能,也要对使用的部分产品进行不断优化和改进。选择施工方式。根据不同的条件选择不同的方法,要考虑到现场的设备,例如,在锻造时对不同的部分要以不同的方式,包括:热锻、温锻、冷锻、温锻。冷锻和模锻相比,有着较低的能源效率,但冷锻、温锻比热锻造对环境的要求是比较高,必须有温暖的环境。合理安排生产。在能源的设计中,必须调整程序,对程序进行有效优化,以达到生产的目标,如冷轧薄板时,通过冷轧薄板的作用,避免塑料变形,所以必须进行复杂的处理和加工。使用的技术必须对程序进行优化,从而提高能源利用,达到能源利用最大化。
        3.5使用环保型材料
        在能源工业机械制造领域,能源消耗过快,尤其是一些不可再生的能源,但工业的生产制造离不开大量的能源支持,在总量一定的情况下,能采取的措施只能是充分贯彻节能化的设计理念。想要有效的降低机械生产与自动化环节中的巨大能源消耗问题,首先在要考虑材料的回收问题,可以大幅度的提高材料的利用率,从而有效的降低整个机械制造业过程中的能源消耗问题,但同样要对回收的无毒性和材料的可拆卸格外的重视,实现机械制造与自动化节能设计中的技术创新最终目标,保证机械制造行业经济的良好发展状态。其次,在材料的源头上也应该充分考虑,应该尽量使用节能化的环保型材料,使用节能环保型的生产材料可以进一步实现材料的回收与再次利用,降低对于有毒有害材料的应用。这样一步步把节能环保理念贯彻和落实。
        3.5采取虚拟化制造产品
        随着现代先进的信息技术的发展,机械制造与节能化设计过程中也充分将机械自动化技术与信息技术有效结合,从而实现了虚拟化的产品制造方式。如果实现了产品制造方式的虚拟化,就可以大量的节约生产资源,并且可以通过计算机的模拟进行产品缺陷的查找,对及时对缺陷进行改善和再制造,这样可以大量的节省人力物力,但是可以达到生产的标准。如果可以将计算机虚拟生产产品技术进行广泛的推广,那么整个生产系统中合格产品信息数据录入的流程就可以大幅度的提高,从而降低产品的次品率。产品质量的大幅度提升,对于降低资源消耗具有非常大的意义。另一方面,虚拟化生产产品的形式也标志着机械自动化节能设计逐步向着虚拟化方向发展,对于减少环境污染,节约能源以及促进企业发展均起着至关重要的作用。
        结束语
        机械制造及其自动化的发展带动了各行业经济的发展,可以说是国家发展的主流行业之一,但也应该意识到,发展的背后,是付出能源消耗和大量浪费的代价。能源危机的出现已经不是一时的问题,这个问题已经存在了很长的时间,一直没有得到有效的解决。所以在机械制造业中发展节能技术是十分有必要的。
        参考文献:
        [1]王彩云.节能设计理念在机械制造与自动化中的应用[J].科技经济导刊,2017.
        [2]胡易凡.机械制造与自动化设计中的节能设计理念研究[J].科技风,2017.
        [3]张英祥.机械制造与自动化中节能设计理念的应用研究[J].自动化与仪器仪表,2016.
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