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机械设计制造及自动化技术中节能理念的渗透研究
摘要:近年来我国自动化技术得到了非常迅速的发展,在机械设计制造领域中也获得了良好的应用效果,促进我国机械设计制造行业的整体技术水平得到显著提升。但是在将自动化技术应用到机械设计制造工作中时,还存在有资源浪费比较严重以及能源消耗量大等诸多问题,也就难以满足我国经济的持续发展需求。这也就需要将节能理念应用到机械设计制造及自动化技术中,降低机械设计制造中所造成的生态破坏,对我国机械设计制造的持续发展也有着重要意义,本文主要就机械设计制造及自动化技术中节能理念的渗透进行探究分析。
关键词:机械设计制造;自动化技术;节能理念
机械设计制造作为与工业生产密切相关的行业领域,近年来也呈现出了自动化的发展趋势。但是在自动化技术的应用过程中还存在有比较多的问题,具体体现在机械设计制造自身的资源消耗量比较大,与国外一些发达国家相比还存在有能耗过高以及资源浪费过于严重的问题。为了实现自动化技术与机械设计制造的有机融合,还需要积极将节能理念应用其中,实现工业生产中各种资源的优化配置,从而满足我国可持续发展战略的推行需求。
一、机械设计制造及其自动化的特点
机械设计制造及其自动化自身还具备有综合性的特点,在其发展过程中会涉及到产业设计、产品制造等多个方面的内容。较之于传统的机械设计与制造工程,通过自动化技术的应用可以促进工作效率以及工作质量进一步提升,还能够减少以往人为操作失误对于设计精度以及制造质量所造成的影响,并能够更好的满足我国现阶段工业生产的具体需求。比如通过仿真技术这一自动化技术的应用,能够在应用相关计算机软件基础上,对以往机械设计与制造中存在的问题及时进行处理,实现各种机械产品的高质量生产。近年来我国自动化技术水平得到了非常迅速的发展,机械设计制造也朝着微型化的方向进行发展,使得机械产品的体积变得更小,在生产阶段所需要耗费的能源数量也随之降低。因此在现代化工业生产领域中,对于机械设计与制造的精度以及质量提出了更高的要求。只有加强对自动化技术的应用力度,才能够满足现代工业生产的具体需求。
二、节能理念在机械设计制造中的应用价值
(一)进行资源消耗的有效控制
近年来随着我国工业生产规模的不断增大,机械设计制造行业的规模也随之增大,每年所需要消耗的各类能源与资源众多。而在我国能源匮缺背景下,对于机械设计制造行业的长远发展也造成了比较大的阻碍。在节能理念影响下,要求机械设计及制造过程中,能够在保障整体产品质量基础上,将能源消耗以及资源浪费的控制作为重要内容,还需要加强各种节能技术的应用力度,实现对各种资源消耗的有效控制。因此说节能理念的应用,能够对传统机械设计与制造工作中盲目追求高性能、低成本的思想进行转变,促使机械产品的整体能耗得以降低,对于工业生产领域的长远发展也有着非常重要的意义。
(二)满足工业行业的发展需求
机械设计及制造与工业生产有着密不可分的关系,也就需要在结合我国工业生产领域实际需求借此狐上,进行机械产品整体性能以及功能的优化创新工作。在我国的可持续发展战略提出之后,工业领域也朝着绿色环保的方向进行转型发展,传统高耗能的机械设计制造模式也就难以满足工业行业的具体发展需求。通过将节能理念融入到机械设计制造领域中,可以在不影响到产品具体使用性能基础上,实现对内部等一些构件的节能化设计,从而有效降低各种机械产品在运行过程中所产生的能耗,对于工业生产企业的绿色环保转型也有着良好的促进作用。此外节能理念的应用,也可以有效降低工业生产中的能源消耗成本,为工业生产企业带来良好的经济效益,从而满足工业产业的具体发展需求。
三、节能理念在机械设计制造及自动化中的应用渗透
(一)进行生产工艺的改进
就目前我国机械设计制造行业及自动化技术的发展情况进行分析,在应用中还存在有结合度不足以及能源消耗量比较大的特点。要想获得良好的节能效果,还需要实现现有生产工艺的改进与升级,对以往生产工艺中的高耗能部分进行优化。首先要做好机械制造相关生产工艺的改进工作,对于以往机械产品在生产中所产生的能源利用率地下以及生态污染问题进行解决,促进能源的利用效率进一步提高。比如在进行机械零部件的锻压加工过程中,目前我国工业领域中常用的加工手段还包含有热锻式、冷锻式以及温锻式三种类型,但是前两种的锻压加工方式在应用过程中还要耗费比较多的能源,对于周边生态环境也会造成一定的破坏。因此在进行机械设计制造及自动化应用过程中,需要针对零部件的具体要求来进行锻压工艺的选择,还要尽可能的应用温锻式工艺进行生产加工作业,来获得良好的节能与环保效益。
(二)机械结构的优化设计
在将节能理念应用到机械设计制造及自动化中时,还可以从机械结构的优化设计等方面入手,降低机械设备各部件在运行中所产生的能源损耗。比如发动机作为机械制造生产的核心部件,其运行质量关系到了机械制造系统的平稳运行。但是在发动机的使用过程中还会排放一些污染气体,并且会产生比较多的噪音,也就对周边的生态环境造成一定的破坏。因此在机械结构的优化设计阶段,还可以采用环保型的发动机作为机械制造生产的动力能力,这样可以有效降低传统发动机运行阶段的油耗以及污染气体排放量,对上述问题也能够起到良好的解决效果。就机械内置的构造角度出发,环保型机械制造设备的内部结构构造更加简单,其在产品配件以及种类量比较少的情况下,也会促使产品制造的过程更加的简便,从而降低机械产品在制造与后续运行中所产生的能源损耗。因此在节能理念下开展机械零部件的设计过程中,设计人员可以先对机械产品的使用需求进行明确,在确保整体运行性能基础上,尽可能的去掉一些冗余的配件,实现机械产品结构的优化与节能化设计。
比如在进行自动化液压系统的节能设计过程中,需要做好控油料的有限选择,定期进行油料内杂质的清除工作,从而降低机械自动化液压系统出现运行故障的几率,还可以避免杂质过大导致的油料燃烧不完全问题发生。此外在进行液压系统设计中,在液压管材质的选择过程中,要选择一些有着良好抗老化能力、抗腐蚀能力以及的材质,保障液压系统始终处于良好的运行状态中。针对液压系统在应用过程中所产生的油料渗漏等问题,相关技术人员要及时进行渗漏问题的处理。在液压系统设计中,设计人员还可以应用封闭式的设计架构,避免灰尘等杂物进入到液压系统内部,降低液压系统内各部件的运作负荷。因此说节能理念的渗透,能够为机械结构的优化设计提供良好的优化途径,其能够对原本机械产品内部的多余部件进行精简处理,在降低了机械产品制作与运行能耗之外,还能够促进机械系统的运行稳定性得到更进一步的提升。
(三)积极选用节能环保材料
在机械制造生产自动化生产过程中,材料的选择合理性也是影响到其节能性能的重要因素。因此在节能理念下工作人员还要尽可能的选择一些可回收利用的材料,从而满足节能减排目标的实现。比如大多数的钢铁以及有色金属材料都拥有可回收性的特点,因此在机械设计过程中,要尽可能的选择该类可回收材料作为机械制造原材料,这样即便是机械产品报废之后也可以实现对原材料的重新回收工作,从而避免各类生产材料浪费等情况发生。如果因为机械产品的质量性能要求不得采用不可回收材料时,也需要尽量选择一些容易分解而且质量比较强的原材料。这样一方面可以降低机械设备在运行过程中的运行负担,另一方面还可以降低产品报废之后对于周边环境所造成的污染,从而实现与节能理念的有效契合。此外在节能环保材料的选用过程中,机械设计人员不仅仅需要对这些环保材料的性能以及质量参数进行考虑,还需要对相关的经济要素进行综合性的考虑,从而在保障了机械制造产品节能性能基础上,保障其成本价值。
(四)制作工艺的优化
在节能理念下进行机械设计制造及自动化的制作工艺优化过程中,主要可以分为机械产品结构的优化以及生产工艺工序优化两个部分的内容。在进行机械产品的结构优化过程中,设计人员需要从多角度入手,不断提高机械内部零部件以及机械结构的性能,对于机械内部的结构配置情况也要进行优化配置,从而有效降低机械产品在使用过程中的能源损耗量,获得良好的节能设计效果。此外还要结合机械产品内各零部件的运行特点基础上,进行机械设备内部零件形状的更改工作,使其能够更好的满足机械制造与生产的实际建设需求。该阶段可以适当去除一些不必要的零构件,降低机械设备使用阶段的负担,对于机械设备运行能耗的降低也有着积极意义。进行工艺工序的合理化设计过程中,要求相关人员能够加强对产品加工项目的分析力度,该阶段需要将节能设计理念充分融入其中,对现有的生产工艺进行优化,从而降低工业生产中的能源损耗,为工业企业带来良好的经济效益。近年来随着我国社会经济的迅速发展,机械制造业为了实现可持续发展,还需要加强节能设计的融入力度,实现对制作工艺的不断优化与完善,让机械设计制造及自动化技术的节能水平得到更进一步的提高,从而满足我国国民经济的实际发展需求。
(五)进行通用构件的设计
现代机械产品自身的内部结构相对比较复杂,在生产过程中所需要使用的零部件类型比较多。在机械产品日常使用过程中如果某一部分构件再使用期间出现了问题,无法及时选择合适的构件来进行更换。此外部分构件在更换之后,还存在有构件与机械产品运行契合度不足的问题,机械产品的使用质量难以得到保障,也就容易出现被迫报废的情况。在机械产品报废率比较高的趋势下,整个行业所需要面临的环境污染问题也会进一步加剧。针对这一问题,机械制造行业还要积极进行通用构件的设计工作,保障各机械产品在内部构件出现了运行故障之后,能够及时找到相应的通用构件来进行更换处理。在完成了构件的更换工作之后也不会对其正常运行造成较大的影响,这样也能够对机械制造的资源消耗以及环境污染等问题也能够起到良好的解决效果。
(六)机械自动化调控
近年来我国机械设计制造领域得到了非常迅速的发展,现代机械制造也朝着自动化以及智能化的趋势进行发展。在节能理念的渗透过程中,还可以将该理念应用到机械产品的自动化调控领域之中,在此基础上进行运动参数的针对性选择。通过自动化调控技术的应用,能够就工业生产环节进行动态控制,从而降低各种机械设备在运行过程中所产生的能源消耗情况。比如在进行一些锅炉设备的设计过程中,还可以应用传感器技术以及物联网技术等技术手段,进行自动化控制系统的合理构建。通过机械自动化调控系统的应用,可以针对工业生产各个时间段内的供热以及功能需求,来实现锅炉设备各种运行参数与工作负荷的自动化调控工作,从而在保障了锅炉设备正常运行基础上,尽可能的降低运行阶段的能源损耗,达到良好的节能设计效果。
结束语
综上所述,随着我国工业领域的不断发展,机械设计制造及自动化技术的发展速度也不断提升,对于工业机械生产质量与生产效率的提升也有着至关重要的意义。但是在机械设计制造及自动化技术的应用过程中,还存在有比较严重的能源损耗问题,这也就需要积极将节能技术应用到机械设计制造及自动化领域中,这样才能够将自动化技术对机械设计制造的促进作用充分发挥出来,从而为工业单位带来良好的经济效益与生态效益。
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