节能设计理念在机械制造与自动化中的应用.pdf

模具制造 2023年第9期节能设计理念在机械制造与自动化中的应用王丽艳（沂水县黄山铺镇人民政府，山东临沂276400）【摘要】近年来，我国经济快速发展，各行各业都取得了巨大的进步，其中包括工业制造和机械制造行业的发展，这两个领域都取得了显著的发展效果，尤其是在生产和技术的发展方面。中国的机械制造业已成为全球领先的行业之一，其影响力日益扩大。随着科学技术的发展，节能减排已经成为一种普遍的社会现象，节能设计理念的应用使得机械制造与自动化的能源消费量大幅度下降，为实现我国的可持续发展提供了强大的支撑。因此，本文将着眼于节能设计的优势，探究在机械制造与自动化的实践中如何有效的融入节能设计理念。关键词：节能设计；机械制造；自动化；应用探究中图分类号：TG659文献标识码：BDOI：10.12147/ki.1671-3508.2023.09.017The Application of Energy-Saving Design Conceptsin Mechanical Manufacturing and AutomationWang Liyan（Yishui County Huangshanpu Town Peoples Government，Linyi，Shandong 276400，CHN）【Abstract】In recent years,China has experienced rapid economic development,witnessingsignificant progress in various industries,including industrial manufacturing and mechanicalengineering.Notably,both sectors have achieved remarkable advancements,particularly inproduction and technological development.Chinas mechanical manufacturing industry hasemerged as one of the global leaders,with its influence steadily expanding.As scientific andtechnological advancements continue,energy conservation and emission reduction have becomeuniversal social phenomena.The application of energy-saving design concepts has substantiallyreduced energy consumption in mechanical manufacturing and automation,providing strongsupport for Chinas sustainable development goals.Therefore,this paper focuses on the advantagesof energy-saving design and explores how to effectively integrate these concepts into the practiceofmechanicalmanufacturingandautomation.Key words:energy-saving design;mechanical manufacturing；automation；application exploration1引言随着科技发展和经济增长，机械制造与自动化已经成为一个拥有更多可持续发展潜力和可靠性的行业。因此，采用先进、可持续、可调整的技术和管理模式，将节能设计思想贯穿于整个机械制造与自动化应用中，不仅可以提升生产效率，而且还可以降低污染，达成可持续发展和绿色发展的双重目标。本文探讨了如何将节能技术融入到机器人和自动生产系统的设计之中，并对未来的可持续性和可操作性方面做出了建议。2节能设计理念在机械制造与自动化中的应用意义由于计算机互联网的普及，许多企业都逐渐采用先进的信息技术来实现机械制造的智能化。这样做既能大大降低制造生产的成本，又能提升工作效率。模具制造技术57模具制造 2023年第9期此外，这种方法还能够有助于提高制造生产的安全性。总之，这种方法对于维持工厂的健康发展具有重大意义。由于缺乏有效的节能设计，与欧美等国家的企业相比，我国的原料、能源的消耗相对较大，在机械制造过程中所需要花费的成本较高，甚至在生产制造过程中对环境造成一定的污染，进而使得企业的经济效益下降。因此，要想解决这一问题，就需要大范围推行节能设计，以实现机械制造与自动化的发展。3节能设计理念的特点（1）环保低公害。近年来，节能环保已成为一个全球性议题，而把这种思想融合到工业生产和自动化领域，能够更好地推动经济可持续发展。因此，需要采取有效措施，既注重环境友好，又尽可能减少对材料和环境的污染，积极的实施可继续发展策略，来提高企业经济效益。（2）使用环保型材料。在节能设计理念下，采用环保性能优良、能效高的材料，对机械制造、自动化等行业来说，不仅能够有效地节约能源，而且还能够减少对环境的污染。为了促进机械制造与自动化的发展，应该尽可能地采用可循环利用的环保型材料，并结合相应的节能设计理念与技术，设计出更符合节能设计理念以及现代化绿色生产的机械设备。4 节能设计理念在机械制造与自动化中的应用4.1在结构设计中渗透节能意识。（1）发动机是机械系统的核心组成部分，在整个机械制造中属于核心的部件。因此，需要采取有利于节约能源的措施，以保障合理的燃料消费、机械设备性价比、良好的操控性以及优质的售后维修服务。这样，既可以减少对自然材料的消耗，又可以有效地减少对环境的污染，从而增强企业的可持续性发展，实现经济效益与社会效益的统一。（2）在机械制造过程中，液压系统也是机械制造与自动化的重要设计内容。对于保证其有效运转，需要采取有效的节能措施，并严格控制液压油的清洁程度，以确保其达到最佳的使用状态，从而提高其承载能力，避免由于污染物而导致的危险和事件。对于确保液压系统的高效运行，需要确保它符合所有的质量标准，同时还要保证它们拥有良好的密闭性，并且不会受到氧气或水的侵害。此外，还需要预测在使用中可能出现的冲击、损坏或变形等问题。（3）为了实现节能的目标，需要对操作平台的环境进行有效的管理，并且结合实际情况，重点考虑减振、降噪等技术，同时还要建立起一套完善的安全管控机制，以便于将设备与操作系统有机地结合起来，从而实现高效、可靠的生产。（4）为了使机械制造的运行系统更好地发挥作用，应该采取更先进的技术，如自动化的生产流程、智能化的管理体系、自动化的检测仪器等，以便更好地控制和调整机器的性能，避免因为缺乏必要的润滑油而导致的损耗和污染。采取节能技术，包括安装自动补给系统，并严格遵守机器维护规范，定时更换润滑剂，以提高设备的性价比。4.2在汽车制造中节能设计理念的应用（1）汽车驾驶室的节能设计理念。随着科技的发展，汽车的安全性已经成为当今社会重点关注的问题。并且消费者看重的不仅仅是汽车的可靠性和耐久度，还有它的燃油经济性以及安全性，并且从国家的层面，更加重视汽车的节能减排性，降低相关能源材料的消耗。因此，在汽车的制造过程中，要融入节能设计的理念。为了确保汽车的安全性和可靠性，应该采取一系列措施来改善汽车驾驶室的结构，包括使用节约型、耐久性强、耐热性好的复合材料，以及提升其他技术。这样，既能够减少重物的负担，又能够提升乘员的舒适性。例如，能够在驾驶室安装一个电子监测系统，用来检测汽车的运行情况，并了解它的能源消耗情况。此外，也应该采用一些无氟的空调系统，减少有害气体物质的排放。（2）发动机的节能设计理念。在现代机械制造和自动化的过程中，发动机的性价比非常重要，它不仅可以大大提高整个产品的可信度，还可以大大改善空气的清洁度，同时也可以大大降低汽车的燃油消耗，从而实现更加可持续的经济增长。因此，在机械制造和自动化的过程中，应该采用更加环保、更加可持续的技术，并且使用更加高性价比的发动机，从而达到更好的经济性和可持续性。通过采取降低噪声的措施，可以充分展示出节能技术的重要性。同时，通过将设计重点放在降低燃料消耗上，可以大幅提升工业生产的效率和质量。模具制造技术58模具制造 2023年第9期4.3节能设计在材料及机构选择中的应用（1）选择使用可回收再利用材料。为了实现机械制造和自动化节能，应当采取现代化的技术手段，使用具有性价比、最具经济性和可重复使用性的原始材料，从而大大降低污染物的产量，并且尽可能地减轻对环境影响；第二，通过实施分解、回收、重新利用等技术，大大提升了材料的重复使用性，同时也大大减轻了对生态环境的污染；第三，通过可回收再利用材料的使用，不仅节约了材料，也能够大大降低产品的成本，同时也大幅缩短产品的更换周期。因此，“易焕性、易分配和易分解”规范是机械制造与自动化零部件结构设计的重中之重，它不仅极大地提升了材料的利用效率，也大大减少了有毒材料的消耗。（2）按照通用标准设计机械构件。采取有效的技术手段和管理措施，保障机械结构的安全性和可靠性，并且符合国际机械构建规范标准，能够更好地提升制造效率，大大降低机器设备的维修成本，同样也可以有效地节约能源，进而达到效益的最优化。为了达到节能减排，需要持续改善机械设计，并且确保所使用的零部件都符合节约和环保标准。应该坚持以节约为基础，并且努力提高设计质量，以促进工业可持续发展。4.4节能设计在机械设计制造中的应用（1）选择机械结构及机械性能高的发动机。当考虑到机械工程项目中使用的发动机，它们是否具备良好的机械特征和性能，将会直接或间接的影响到的生产和安全。因此，应该尽可能地使用具备良好性能、低噪音和可持续运转特点的发动机，以避免由于缺乏适当的技术和经验导致的噪音、燃料消耗和废气排放。同样，采取适当措施可以帮助更好地控制和减少能源消耗，而且也可以降低所面对的环境污染风险。（2）节能设计在液压系统中应用。在机械设计和生产的各个环节，实施有效的节能技术是十分必要的，特别是针对液压控制系统。为此，应该从多方面入手，确定最佳的节能方案，包括：第一，确定良好的清洗标准，保证液压控制系统的顺利运行；第二，精心挑选优质的液压控制油；第三，安全可靠的过滤器，有助于减少污染物的排放，从而提升设备的使用寿命和可靠性，为了保证液压控制系统的顺利使用；第四，彻底除去其中的任何污染物，以便延长更换的周期；第五，保证使用的材料符合标准，并且严格审核软管的耐久性，以及按照规定的期限更新。采取有效的措施，不仅有助于减少液压系统的故障发生概率，还大大节省了材料，并且大大提高了机械设备的耐久性。4.5节能设计在机械设计节能减排中的应用（1）选用低公害发动机。发动机是工程机械系统的关键组成部分，其质量直接关乎着整个设备的性能。因此，采用节能、环保的发动机不仅可以降低噪音，而且具备较低的排放、较低的燃料消耗、较快的加工速度，从而极大地改善设备的性能，并且能够降低设备给周围的空气带来的污染。（2）改良液压系统设计。为确保液压控制系统的正常运转，需要确保其良好的清洁度。因此，设计者应该仔细挑选合适的润滑剂，并且定期去除润滑剂内的灰尘、碎屑和其他残留物，使得润滑剂的使用周期得到缩短，大大降低了液压控制系统的维修成本费用，提升了机械的使用寿命，同时也能够大幅减少了零部件的更替次数，最终实现了液压控制系统的环境友好性。为了提高控制系统的可靠性和可操作性，在改进液压系统管的选型时，应当采用具有较高的密封效果、抗氧化特性和抗腐蚀特点的高品质管线，并且最大限度地避免采用软管，以免发生管线断裂导致的环境污染。（3）自动加脂装置的设计。目前，传统的人润滑脂的添加仍然需要由人工完成。然而，在使用这些添加剂的过程中，人们可能需要花费更长的时间和精力。另外，在添加润滑脂的过程中，可能会产生大量的废水，导致严重的环境问题。因此，应该开发和设计出能够自动添加润滑脂的设备装置，使得添加效率更高。为了提高效率和节约材料，可以建立一个集中润滑系统，它可以实现定期自动地给每个铰接处添加黄油，而且可以通过精确的预测和调整，确保每个铰接处的油量都达到最佳状态，从而减少污染物的排放。4.6节能设计理念在制造工艺中的应用（1）因地制宜，参考外部环境选择加工工艺。模具制造技术59模具制造 2023年第9期在多种加工工艺中，应该根据实际情况来确定最佳的制作加工工艺方案。例如，锻压工艺可以采用冷却、热处理或者其他更先进的技术，但是，采用冷却和热处理会导致更大的能源消耗，并且会对环境造成更大的污染。因此，未来的温锻压技术将会得到更广泛的应用。通过运用节能设计理念，能够大大改善机械制造自动化加工的效率，进而实现多种工艺的有效利用，并且降低对环境的污染。此外，采用科学合理的工艺，能够有效地提升能量的利用，进而达到节省材料、保护环境的目的。锻压工艺包括冷锻压、温锻压和热锻压等，它们的选择应当符合节能设计理念，以确保它们与现场设备的完美匹配。为了实现环境污染程度的最低、成本最低和能耗最节省效果，应当对可供选择的工艺进行综合分析，以便有效地利用这些工艺，进一步提高工艺水平，实现节能减排的目标。应用领先的节能控制科技，使得设计更为符合环境准则。（2）对于现有产品结构进行优化。随着技术的发展，机器的结构变得更加精细，从而降低了生产成本。此外，精细的设计还有助于降低生产效率，因为精细的零部件不仅有助于满足基础功能，还有助于降低生产成本。因此，应该努力实现精细的生产，并且通过精心的设计来降低生产成本。（3）对于工艺工序的合理安排。通过精心地节能设计，可以通过改善加工流程和技术，来达到最佳的节能效果。比如，为了满足复杂的制造需求，可以采用更先进的技术，比如采用高温淬火技术，来提高冷轧薄板的强度和韧度。在生产流程的各个步骤，努力实施环境友好的方法，以最大限度地提升能源的使用效益。采取节能技术可以有效地优化生产流程，从而提高生产效率。在实现机器人生产的同时，正确的生产流程也至关重要，没有正确的生产流程，将导致巨额的资金消耗，并会降低最终的生产效率。通常，当制作冷轧薄片时，能够发现它的强度非常高。因此，需要对它进行退火，才能达到所希望的状态。然而，如果这个步骤没有得到妥善控制，它将无法满足的要求，导致巨额的原材料消耗和材料浪费。根据节约材料的原则，通过科学的组织与调度，可以有效地实现工艺流程的优化，从而使得每一道工序的运作变得更有效率，同时也可以有效地处理复杂的产品，大大降低了能耗，极大地改善了材料的使用率。随着科技的进步，机械制造及其自动化技术的进一步推进，需要依靠计算机应用技术的持续改进。当前，随着科技的跨越式合作，自动化领域的应用正在变得越来越广泛，因此，电子计算机的整合、协同乃至网络的应用，都需要紧随时代的潮流。随着科技的不断改善，数字化制造技术已被广泛运用于机械制造及其自动化技术，以满足未来可持续的可持续性和可行性。此外，通过采取有利于环境的措施，如采取可持续的技术改造，可以有效地改善生活水平，增强社会福祉，促进可持续的社会发展，从而达到节约材料、改善生活条件、促进可持续的社会建设的目的。5总结近年来，我国机械制造与自动化快速发展，给人们的日常生活带来了巨大的便捷性，但同时也对自然环境带来了一定的破坏，空气质量日益下降，给动植物的栖息地带来严重的威胁。因此，采取节能技术，在机械制造与自动化的运行过程中，既可以有效地控制能量的耗费，又可以有效地降低污染的排放，并且有效地避免工业废弃物的堆积。因此，为了改善全球气候，保护人们赖以生存的自然环境，应该努力推行可持续发展的节能设计理念。参考文献1王志亮.机械制造与自动化中节能设计理念的应用探讨J.现代工业经济和信息化，2023，13（01）:1261282王鹏起.矿山机械制造与自动化设计中的节能设计理念思考J.世界有色金属，2022，（23）:31333滕旭明.节能设计理念在机械制造及自动化中的应用J.造纸装备及材料，2022，51（10）:1181204栾忠实.节能设计理念在机械制造及其自动化中的应用方法分析J.现代制造技术与装备，2022，58（09）:190192+2035陈超辉.节能设计理念在机械制造及自动化中的应用研究J.造纸装备及材料，2022，51（09）:3739作者简介：王丽艳，女，1980年2月生，汉族，山东沂水黄山人，本科，工程师，研究方向：机械设计制造及自动化。（收稿日期：2023-05-06）模具制造技术60