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摘要：隨著近年來我國逐漸推進建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，一些高能耗和高污染的產(chǎn)業(yè)正在面臨著轉(zhuǎn)型和升級。傳統(tǒng)機械制造行業(yè)存在著高能耗和高污染的問題，因此，需要在機械制造與自動化領(lǐng)域引入節(jié)能設(shè)計的理念幫助傳統(tǒng)機械制造業(yè)進行轉(zhuǎn)型和升級，通過介紹節(jié)能設(shè)計在機械制造與自動化中的應(yīng)用來優(yōu)化機械設(shè)計和制造方法，實現(xiàn)機械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：節(jié)能設(shè)計；機械制造與自動化；應(yīng)用措施

傳統(tǒng)機械制造業(yè)中的高能耗和高污染嚴重阻礙了機械制造業(yè)健康發(fā)展，因此，將節(jié)能設(shè)計理念應(yīng)用在機械制造與自動化中是十分必要的，通過節(jié)能技術(shù)的推廣可以極大程度地降低機械制造生產(chǎn)中的浪費，提高機械制造生產(chǎn)效率，對降低能耗和保護環(huán)境有重要的意義。

1節(jié)能設(shè)計對機械制造與自動化的重要性

機械制造與自動化是我國經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，為我國各行各業(yè)的發(fā)展提供裝備，同時，它也是評價國家工業(yè)化程度的指標之一。隨著經(jīng)濟發(fā)展技術(shù)進步和信息化技術(shù)的不斷推進，機械制造與自動化也在飛速的發(fā)展，但是在發(fā)展的同時也暴露出高能耗和高污染的問題，不僅消耗和浪費了寶貴的自然資源，也給環(huán)境帶來了極大的破壞，因此，需要將節(jié)能設(shè)計理念用于機械制造和自動化技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。一方面節(jié)能技術(shù)可以減少機械制造中的高能耗問題，通過使用清潔能源和可再生資源降低機械制造的生產(chǎn)成本，同時，也可以提高資源的利用率，提高機械生產(chǎn)效率。另一方面節(jié)能技術(shù)可以降低機械制造的高污染問題，通過在機械制造與自動化中使用節(jié)能技術(shù)對于提高機械制造的生產(chǎn)能力和保護自然環(huán)境都有重要的意義。

2機械制造與自動化節(jié)能方面的問題

2.1機械制造節(jié)能管控體系建設(shè)不到位。機械制造與自動化的節(jié)能管控體系在我國建設(shè)中存在許多問題，比如未按規(guī)定實行節(jié)能生產(chǎn)或污染排放數(shù)據(jù)造假等問題，這些問題的產(chǎn)生是由于機械制造自動化沒有建立完善的節(jié)能管控體系，相關(guān)法律法規(guī)對機械生產(chǎn)節(jié)能領(lǐng)域也沒有明確的規(guī)定，使得一些機械制造企業(yè)，在生產(chǎn)過程中沒有做好節(jié)能減排管理。同時，在機械生產(chǎn)中沒有明確的節(jié)能減排要求使得企業(yè)選擇違規(guī)排放污染物，其次，機械制造中的節(jié)能指標和污染排放指標沒有得到及時的更新，有些標準甚至好幾年都沒有進行修訂，跟不上時代的發(fā)展，不能滿足現(xiàn)代機械制造業(yè)的節(jié)能和環(huán)保要求。同時，一些機械制造企業(yè)由于經(jīng)濟上的問題，有些為了利益而偽造污染排放數(shù)據(jù)，有些則是沒有資金投入在節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)的改造上，造成機械生產(chǎn)中的高能耗和高污染，最終使機械制造達不到節(jié)能的要求。2.2員工和生產(chǎn)工藝中的問題。機械制造需要生產(chǎn)人員具有很高的專業(yè)素養(yǎng)和技能水平，同時，也要具備扎實的理論基礎(chǔ)和設(shè)備操作能力。目前，我國具備合格技能的生產(chǎn)人員數(shù)量不多，大多數(shù)的機械生產(chǎn)人員存在專業(yè)技能不過關(guān)，缺乏必要的理論知識，在機械生產(chǎn)過程中自然無法做到節(jié)能生產(chǎn)的要求。同時，由于機械制造產(chǎn)品眾多，生產(chǎn)工藝和流程各不相同，其中的節(jié)能要求也是各不相同，因此，生產(chǎn)人員無法掌握不同產(chǎn)品的節(jié)能生產(chǎn)方法也是導(dǎo)致機械制造中無法有效控制節(jié)能減排的原因，這樣不僅降低了生產(chǎn)的效率也無法做到綠色環(huán)保生產(chǎn)的要求。

3節(jié)能設(shè)計理念在機械制造與自動化中的應(yīng)用

3.1節(jié)能理念應(yīng)用的思路。機械制造與自動化的節(jié)能設(shè)計主要是對于機械生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)而言，從產(chǎn)品設(shè)計到制成成品各個環(huán)節(jié)都需要運用節(jié)能設(shè)計。在產(chǎn)品的設(shè)計階段要注重產(chǎn)品的可回收性，即產(chǎn)品達到使用壽命之后是否具有可回收價值，這樣可以減少對環(huán)境的污染。傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品設(shè)計主要從使用壽命、使用質(zhì)量等方面進行考慮，而節(jié)能設(shè)計理念要求將產(chǎn)品設(shè)計從綠色環(huán)保、對環(huán)境的危害性等方面來考慮，主張產(chǎn)品的回收利用，減少對環(huán)境的破壞，現(xiàn)階段的機械產(chǎn)品幾乎都存在難以回收利用的問題，只能作為固體廢物進行掩埋，不僅嚴重污染自然環(huán)境也嚴重浪費了制造產(chǎn)品的原材料。在產(chǎn)品的制造中節(jié)能設(shè)計一方面要考慮使用清潔能源作為機械生產(chǎn)的主要能源，比如用太陽能、風(fēng)能等清潔能源發(fā)電代替火力發(fā)電，用自然光照明取代電燈照明等手段來降低能源消耗和浪費。另一方面在機械制造生產(chǎn)過程中，要通過節(jié)能設(shè)計來改善生產(chǎn)工藝流程，減少生產(chǎn)過程中的原材料浪費，同時，要提高生產(chǎn)優(yōu)良率和降低廢品率，以此來提高原材料的使用率和生產(chǎn)效率。在生產(chǎn)交付使用之后，則要注重產(chǎn)品的可回收性，不僅能夠降低廢棄物對環(huán)境的破壞，也能回收原材料用于生產(chǎn)，達到節(jié)能減排的目的。3.2優(yōu)化機械設(shè)計。在機械設(shè)計中采用節(jié)能設(shè)計的理念主要在于提高生產(chǎn)效率、節(jié)約資源和降低污染排放等方面，可以在以下幾個方面進行優(yōu)化設(shè)計：（1）使用環(huán)保型發(fā)動機。發(fā)動機作為機械制造中重要的設(shè)備，其能耗和污染對外部環(huán)境有巨大的影響，因此，選用環(huán)保無公害的發(fā)動機可以有效降低油耗，對于減少噪聲污染和環(huán)境污染有重要的幫助。（2）液壓系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計。液壓系統(tǒng)是確保機械系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的保障，因此，要在液壓系統(tǒng)的設(shè)計中融入節(jié)能設(shè)計來延長液壓系統(tǒng)的使用壽命和工作效率。一方面在油液的選擇上要有嚴格的要求，不能含有絲毫雜質(zhì)，確保液壓系統(tǒng)的整體清潔，從而降低液壓元件的磨損，另一方面對液壓系統(tǒng)的管線設(shè)計要注重選材，優(yōu)先選擇密封性能和不易老化的材料，這樣不僅能夠提高液壓系統(tǒng)的使用壽命，也可以減少連接管線的破壞導(dǎo)致油液溢出造成環(huán)境污染。（3）自動加脂裝置的節(jié)能設(shè)計。傳統(tǒng)手動加脂存在一些問題，比如加脂效率低下，耗費大量時間和人力，在加脂的過程中還有可能造成油液的溢出污染環(huán)境，因此，要設(shè)計自動加脂裝置來節(jié)能減排，實現(xiàn)設(shè)備定時自動加脂?？梢酝ㄟ^設(shè)計一個自動潤滑系統(tǒng)來解決以上問題，通過設(shè)置在各鉸銷位置的傳感器來檢測黃油含量，一旦低于設(shè)定值，傳感器接收到信號使自動潤滑系統(tǒng)工作，計算出具體的黃油需求量來實現(xiàn)自動加脂，既能夠精準控制加脂的時機也能夠控制加脂量，防止過多溢出造成污染或過少無法起到潤滑的作用。（4）駕駛室的節(jié)能設(shè)計。對駕駛室進行人體工學(xué)改造有利于保持駕駛員的工作狀態(tài)，降低勞動辛苦程度，從而實現(xiàn)工作效率的提升。3.3改善生產(chǎn)工藝。按照節(jié)能設(shè)計的要求來改進機械加工制造生產(chǎn)工藝能夠極大程度地提升產(chǎn)品質(zhì)量和減少能耗和污染排放，因此，可以從以下幾個方面進行生產(chǎn)工藝的改善：（1）優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。越簡單的機械結(jié)構(gòu)需要的零部件越少，加工方法也越簡單，在生產(chǎn)制造的過程中耗能和產(chǎn)生的污染也會減少。因此，在改善生產(chǎn)工藝之前先要對產(chǎn)品進行充分的調(diào)研，在確保功能性的前提下，進行結(jié)構(gòu)和形狀的優(yōu)化，通過優(yōu)化形狀和結(jié)構(gòu)降低加工難度，從而達到節(jié)能減排的目的。（2）根據(jù)加工材料合理選擇加工工藝。根據(jù)不同原材料需要選擇適合的加工工藝，同一種原材料有不同種類的加工方法，需要根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有的加工設(shè)備和節(jié)能減排的要求來選擇適當?shù)募庸すに?，比如鍛壓是常見的零件加工方法，有冷、溫和熱鍛?種方式，其中，熱鍛壓的能源利用率低于前2種，但是冷鍛壓工藝比后兩者造成更多的環(huán)境破壞，因此，要選取溫鍛壓工藝進行零件加工。（3）合理安排加工順序?qū)τ诠?jié)能也十分重要，在機械制造中合理的加工工序不僅能夠減少設(shè)備的空置時間，降低無效用能耗，也能夠提高機械生產(chǎn)效率，因此，基于節(jié)能設(shè)計的理念需要對傳統(tǒng)的加工順序進行改善。比如在冷軋薄板的生產(chǎn)中需要合理安排加工順序，將復(fù)雜形狀的加工放在退火處理之后進行，這樣可以提高加工的效率。（4）運用精益生產(chǎn)思想進行改善現(xiàn)場管理。運用5S技術(shù)對生產(chǎn)環(huán)境進行改善，提高生產(chǎn)環(huán)境的整潔性減少污染的排放，用看板管理提升生產(chǎn)效率，在生產(chǎn)中盡可能做到零庫存，這樣可以大幅度降低原料的浪費和中間環(huán)節(jié)的資源占用。（5）嚴格生產(chǎn)管理體系建設(shè)，提高生產(chǎn)過程的監(jiān)督考核，杜絕隨意浪費原料和污染隨意排放的問題，確保每個工序環(huán)節(jié)都進行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計。3.4機械制造的發(fā)展方向。機械制造與自動化未來的發(fā)展方向是環(huán)?；⒅悄芑蛿?shù)字化，通過新技術(shù)、新材料和新的加工方法來提高資源利用率，降低污染排放是未來的發(fā)展趨勢，同時，人工智能技術(shù)的發(fā)展也會給機械制造領(lǐng)域帶來變革。而數(shù)字化在于可以模擬產(chǎn)品從設(shè)計到成品的全過程，對設(shè)計和制造中的問題進行提前解決，這樣既可以做到環(huán)保節(jié)能無污染同時全面提高生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。

4結(jié)語

機械制造與自動化是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要推動力，但是現(xiàn)階段我國機械制造業(yè)存在高能耗和高污染的問題，通過引入節(jié)能設(shè)計理念來降低資源消耗，減少污染排放具有重要的作用。將節(jié)能設(shè)計理念應(yīng)用機械制造與自動化中，要優(yōu)化機械制造設(shè)計方法和制造工藝，做到節(jié)能減排的同時提高機械制造的生產(chǎn)效率，提高制造企業(yè)的經(jīng)濟效益，使得行業(yè)能夠可持續(xù)發(fā)展。

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作者:魏青 單位:武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院