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节能理念在机械设计制造浅析

摘要:我国机械设计制造及自动化行业快速发展,为社会注入了强劲的动力,提高了机械生产的整体水平。在可持续发展理念下,应该以节能环保为总体目标,加强对整个生产过程的全面优化,以实现资源优化配置及高效利用,避免造成资源浪费,推动本行业的绿色化发展。笔者分析了机械设计制造及其自动化技术的特点,探讨了节能理念在机械设计制造及自动化技术应用中的价值,探索节能理念在机械设计制造及自动化技术应用中的融合策略,仅供参考。

关键词:节能理念;机械设计制造;自动化技术;融合

近年来,机械化技术在各行各业中得到了广泛应用,为机械化生产提供了可靠保障,成为推动我国现代化建设发展的根本动力。近年来,机械设计制造及其自动化水平逐步提高,在带来巨大机遇的同时,也面临新的挑战。尤其是社会发展速度加快,各项技术也日新月异,如果仍旧停留于传统的发展模式下,将会造成资源消耗量不断增长的情况,这是限制行业可持续发展的主要原因。因此,应该全面融合节能理念,加强对生产各环节的优化,提高生产效率与质量,创造良好的经济效益及环保效益;应该结合机械设计制造及自动化的基本特点,制定切实可行的技术融合方案,以强化对实践工作的科学指导。

1机械设计制造及自动化技术的特点

首先,机械设计制造及自动化技术具有综合性特点。该领域涉及产品的设计研发和生产制造等各个环节,也涉及机械工程学、物理学等多个学科,因此呈现出综合性和复杂性特点,在实践工作当中需要考虑到多个因素对产品质量的影响。相较于传统技术而言,机械设计制造及自动化技术的应用真正增强了设计制造的精度,而且研发和制造周期大大缩短,产品质量得到可靠保障。此外,计算机技术在生产实践中的应用也越来越普遍,能够实现设计方案的全面优化,防止产品质量受到影响。随着技术水平的提高,设备呈现出微型化的特点,因此能够有效控制能耗,使得设备灵活性更强。其次,使用机械设计制造及自动化技术时需要确保设备能耗得到有效控制。在我国机械制造业快速发展的趋势下,生产规模也在逐步扩增,由此引起的能耗升高和环境污染问题也引起社会的高度重视,必须不断创新技术应用手段,实现能源资源高效化利用,避免资源浪费问题,以降低生产成本投入[1]。无论是在设计研发阶段还是在生产制造阶段,都要了解能耗升高的具体原因,以优化设备性能,使其处于更加高效的运行状态当中。最后,机械设计制造及自动化技术的应用必须符合基本生产需求,要了解机械设计制造的生产特点及要求,加强对每一个流程和环节的全面优化,以达到企业的总体生产目标。积极贯彻节能理念,促进企业的转型升级。需要以生产需求为依托,在不影响生产质量和效率的前提下控制能耗,从而使企业获得更高的利润,增强自身的核心竞争力。

2节能理念在机械设计制造及自动化技术应用中的价值

首先,可以实现能源消耗问题的全面控制。在工业化进程中,能源消耗量过大问题已经十分显著,必须以节能理念为指导,强化对整个机械设计制造过程的优化与控制,落实经济可持续发展的要求,从环境保护、能耗控制等角度出发制定切实可行的技术方案,真正解决能耗不断升高的问题。比如很多机械设备及零部件可以实现回收利用,能够控制生产总成本,防止处理不当而造成环境污染的问题,已经成为当前行业发展的必然要求。其次,可以有效控制生产投资。运用节能理念对设计制造环节实施控制,可以有效降低成本投入,避免企业面临较大的资金压力。各类资源可以得到重复性利用,随着生产工艺的全面优化,资源投入量也会更小,在保障质量与产量的基础上创造更高的经济效益,符合企业的未来发展需求[2]。最后,能够实现人与自然的和谐发展。现代化社会中大气环境、水环境和土壤环境污染问题越来越严重,在机械设计制造及自动化领域融合节能理念,可以在保持经济建设速度的前提下降低对自然生态环境的负面影响,为环境友好型社会的构建创造条件。

3节能理念在机械设计制造及自动化技术应用中的融合策略

3.1增强节能意识

为了体现节能理念的优势,为机械设计制造及自动化行业发展注入强劲的动力,设计制造人员应该增强自身的节能意识,在工作中不断创新,认识到节能降耗对于企业和社会的重要意义与价值[3]。企业应该加大在新设备、新材料和新工艺方面的投入力度,解决生产制造中的环境污染问题,防止只追求眼前经济利益而忽视了企业的长远发展。应该加快企业的工艺改造进程,通过对当前生产工艺进行合理优化,解决实践中的高能耗问题,防止造成不必要的资源能源浪费问题。对当前设备的运行性能进行全面评估,运用新设备加以逐步替换,构建绿色化生产模式。对机械设备的运行特点进行评估和分析,从设计和制造环节实施源头控制,了解设备运行中能耗不断升高的具体原因,以便制定更具绿色化的设计制造方案。

3.2优化设备设计

设计机械设备时融合节能理念,可以有效优化设备的运行状态,降低运行过程中的能源消耗,以达到节能减排的效果。首先,应该在发动机设计中融合节能理念。发动机是设备运行的核心构件,对于能源的需求量较大,这也是造成能耗增大的主要原因[4]。此外,如果没有做好设备的排污设计,则会造成严重的环境污染问题,而且在运行中会产生较大噪声,影响人们的正常生活。在发动机设计中应该做好选型工作,控制设备排污量和噪声,遵循环境友好型原则,达到优化设计的目的。如图1所示,在空气供给装置设计过程中采用了空气流量传感器、节气门怠速开度控制传感器、空气滤清器等构件,使得设备的运行更加可靠,起到了节能减排的作用。其次,应该在液压防渗漏系统设计中融合节能理念。在选择液压元件时应该做好性能评估,使内部部件的损耗量得到全面控制,延长设备的使用寿命,防止造成较多杂质而影响空气质量[5]。最后,在驾驶室设计中也要融合节能理念。驾驶室玻璃应该具备更好的防紫外线功能,保障驾驶人员的健康安全,同时以减振降噪为重点,提高驾驶室的操作稳定性。在设计后壁板时可以选择沥青型阻尼材料,能够减少振动状况,给驾驶人员带来更好的工作体验。

3.3选择节能材料

近年来,节能材料在生产实践中得到广泛应用,这也是提高机械设计制造及自动化技术水平的关键,能够降低对自然生态环境的危害,改善机械设备的运行状态。以可持续发展为目标选择对人体无害的材料,而且要实现循环利用,避免造成材料浪费的问题。加强对采购环节的全面管控,在成本预算范围内优先选择节能型材料,在保障生产安全、质量和效率的基础上,促进企业生产模式的创新与改革[6]。对不同材料的实际应用情况进行对比,了解具体的节能效果,以便选择最优材料,降低资源能源消耗量。除了要确保材料无毒无害外,还应该了解材料的可降解性能和可回收性能,在重复利用当中控制成本投入。轻质低能耗材料在实践中得到广泛应用,可以使设备重量得到控制,满足了装配和搬运等工作需求,使得设备运行更加安全、可靠[7]。此外,在设备的常年运行过程中很多零件会出现报废的情况,应该做好报废环节的优化,针对零部件实施回收再利用,以避免出现较多废弃物。

3.4创新生产工艺

在传统生产体系下,生产工艺不合理会造成较高的能耗,因此应该加强对生产工艺的创新,使各个生产工艺环节更加合理,降低能源使用量,避免造成严重的环境污染问题[8]。在机械设计制造及自动化生产中,要充分了解各项生产工艺的基本特点,合理安排各项工序,既能够提高生产效率,也可以减少不必要的能量消耗。合理调整工艺参数,也是实现节能降耗目标的关键,同时改善产品的整体质量效果。因此,在生产实践中应该做好全面调查与评估,了解不同生产工艺环节的参数情况及运行效能,通过对比分析的方式选择最优参数。而在单个零件加工工艺中,不仅要考虑到零件自身的质量情况,更要明确设备的运行需求,提高零部件和设备的契合度,达到改善设备运行状态的目的[9]。此外,还应该针对设备结构实施优化,特别是在研发阶段要省去非必要构件,减轻设备的运行负担,简化整体结构布局,不仅能够降低材料用量,而且在后期运维中提供更多的便利。

3.5实现自动化调控

机械设计制造及自动化行业的未来发展趋势以自动化为主,必须实现各个生产环节的自动化处理,不仅能够减轻工作人员的负担和压力,而且可以节能降耗,提高整体生产效率与质量,改善企业的经济效益。很多机械产品的智能化程度更高,在自动化调控中也要融合节能理念,使各类资源得到高效利用。比如在设计锅炉设备的过程中,可以引入其他辅助设备,包括了单片机、传感器、通信设备和执行单元等等,以自动化控制系统为核心强化对锅炉设备的控制效果,能够根据生产需求控制设备的运行参数,在供热要求下使锅炉设备处于最佳运行状态当中[10]。此外,能够及时获取设备的负荷参数并实现实时化控制,出现故障问题后也能更加及时地进行反馈,在保障供热可靠性的前提下控制能耗。人工智能技术在机械设计制造及自动化领域也逐渐得到应用,能够实现智能化调控的目标,运用网络信息技术、大数据技术、物联网技术等改善设备性能,实现对设备故障的自动化处理和反馈,避免造成严重的生产事故。

4结语

在生产作业中应用机械设计制造及自动化技术,呈现出综合性特点,对于能耗控制的要求较高,而且必须满足基本生产需求,以促进产品质量的改善。节能理念的融合应用,能够减低能源消耗,生产成本的控制效果也更好,有助于实现人与自然的和谐发展。在实践工作当中,应该通过增强节能意识、优化设备设计、选择节能材料、创新生产工艺和实现自动化调控等途径,逐步构建完善的技术应用体系,以体现节能理念的价值,提高机械设计制造及自动化技术水平。

作者:张悦鹏 单位:贵州机电职业技术学院

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