浅析机械设计及节能设计理念

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1概述

为满足日益增长的能源消耗需求，推动工业可持续发展，国家相继出台了多种措施进行节能减排。基于节能设计的工业制造模式，可以有效改善我们的生活环境，具体表现在[1-2]：一是节约资源，满足资源回收利用。机械设计与自动化产业在属于高能耗产业，通过节能设计，满足在工业生产中保护环境、减少污染，对废弃机械回收再利用，可以有效节约资源；二是降低工业投资，优化资源配置。进行机械设计及自动化，需要大量人力、物力及资金，利用节能设计理念，完善产业结构，优化配置资源，可以极大降低后期投入，提高经济效益；三是实现人与自然和谐发展，我国社会主义现代化建设必须遵循可持续发展原则，利用节能设计，可以有效保护环境与资源，有助于人与自然和谐发展，也促进我国机械设计及自动化实现绿色发展。因此，在机械设计及自动化产业中添加节能设计理念至关重要。

2机械设计及自动化发展现状

在我国工业生产中，机械设计占据重要地位，特别是自动化技术的应用，使得机械设计的生产效率和安全系数大幅度提升，促进机械设计高速进步与发展。但由于机械设计与自动化技术结合还处于初级阶段[3]，各方面技术还不成熟，因此我们需要认识机械设计与自动化高速发展过程中存在的不足，加以改进，促进机械设计与自动化稳步前进。此外，随着机械设计的发展，企业的规模与经营模式不断趋于国际化，与国际间交流日渐增多，基于机械设计的跨国企业不断涌现。然而，国际化的发展趋势需要高水平的机械设计及自动化技术，需要高质量和高环保的机械设计产品。经济形势使得机械设计需要从降低能耗方面入手增强产品质量及技术含量，需要发展节能环保技术，需要在机械设计及自动化领域逐步渗透环保理念，减少机械设计及自动化产品能耗，提高产业竞争力，利于机械设计及自动化的可持续发展。

3节能设计理念在机械设计及自动化中的应用分析

本章主要从材料选择、优化设计以及工艺优化三个方面分析节能设计理念在机械设计及自动化中的应用。

3.1优化结构设计，实现节能

为更好贯彻节能理念，实现节能，需要优化机械结构设计，具体表现在：（1）发动机易选择低功耗。在机械系统中，发动机是最大部件，机械系统运行效率直接影响因素则为发动机性能。发动机环保，科有效降低噪音污染，可以实现低排量、低油耗、高加工效率，可以降低机械运行过程中造成的环境污染。（2）液压系统也要优化设计，在具体设计时首先需要确保液压系统清洁，这需要设计师在具体设计时，及时清除油液中存在的微尘杂质及其他磨损物，还要延长换油时间间隔，降低液压系统的故障发生率，延长机械系统的使用寿命。液压管的选择要选用防老化性能强、密封较佳、抗腐蚀效果强的液压管。此外，还要尽量避免使用软管，避免软管破裂形成较多的废弃量。（3）优化驾驶室的设计。对驾驶室进行优化设计，主要目的是减震降噪。在驾驶室可以配置环保无氟型冷暖空调，确保驾驶室环境优异，增强作业效率。（4）自动加脂装置设计。现今，加注润滑脂，主要通过人工操作进行手动加入，这种注入模式既需要耗费大量时间和经历，也会造成溢油现象，造成环境污染和资源浪费。因此，设计自动加脂装置，用于自动加注润滑脂。这种方式既方便，也不会造成溢油现象。

3.2优化机械设计材料，实现节能

在机械设计及自动化过程中，本身会消耗大量资源，因此在机械材料设计材料选择上，要尊徐节能原则。具体表现在：（1）材料要尽量选用可回收利用的节能环保型材料；此外在结构设计时的材料选择要遵循可拆卸、可回收的无毒材料，目的是增加机械材料的有效再生率，降低机械设计材料浪费现象产生。（2）进行机械设计及自动化过程，要依据寿命长、能耗低、质量小、通用性佳的原则。对于机械，其寿命长则表示可以极大降低机械生产量级生产周期，降低原材料使用量，控制机械报废率；质量小则代表机械对环境负荷较小，因此可以实现节能效率；通用性则表示机械部件能满足大规模使用要求，可以增强使用效率及再利用率。（3）对于机械设计材料，在满足环保条件下实现经济最优化，要避免选用污染性极大的材料，要实现环保与经济效益双赢原则。

3.3优化制作工艺，实现节能

在进行机械设计及自动化中，优化制作工艺，可以实现节能减排，具体表现在：（1）完善设计结构。在进行机械设计及自动化过程中，结构越简单，则零件数量越小，零件形状简单，则能耗就越低，因此在进行机械设计及自动化过程中，要在确保产品性能基础上，尽量完善设计结构。（2）科学选用加工工艺。对于零件锻压工艺，热锻压工艺相对于冷锻压工艺，能耗低，但对环境危害大，综合两种情况，选用温锻压工艺更加科学。（3）科学安排加工工序。加工时间与工序安排密切相关，节能理念的表现则是科学安排工序，减小工序间的等待时间，增加机械工作效率，减小能耗。（4）科学选择工艺参数。在进行加工工艺时，必须合理设置工艺参数，譬如科学选择形状、种类、加工量等，都会极大减少能源消耗。

4结束语

在机械设计及自动化过程中，添加节能设计理念十分重要。本文通过分析我国机械设计及自动化现状和发展趋势，从结构设计、材料选用以及工艺优化三个方面，分析了在机械设计及自动化中应用节能设计理念，确保机械运行的高效与稳定，降低设备能耗，增加经济效益，实现绿色低碳工业，意义重大。希望通过本文分析，为相关人员进行机械设计及自动化领域研究提供参考。

作者:杨松松 喻翔 赵志超 单位:西安文理学院

参考文献

[1]张轲．谈机械制造与自动化中的节能设计理念[J]．煤矿开采，2014：136-138．

[2]孙清超，魏静，孙伟，等．面向机械装备节能设计的能耗信息描述与集成[J]．机械工程学报，2014，50（1）：111-119．

[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（3）：64-65．