机械制造与自动化设计中的节能设计理念分析

生 了极 大的 推 动作 用 ， 同 时也 使得 能 源 消耗 问题 日益 尖 锐 ， 因此将 节能 理 念应 用 于机械 制造 与 自动化 设 计 中是 制造 业 发展 的 必
然趋势， 也 是 时代 的要 求 。 文章 介 绍 了机械 设 计 制造 中节 能设 计 的优 势 所在 ， 并 着重讨 论 在机 械 制 造 与 自动 化设 计 中体 现 节 能设
工 业 技 术
２ ０ １ ５ 年 第３ １ 期 ｌ 科技创 新 与应 用
机械制造与 自动化设计中的节能设计理念分析 限公司 ， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘 要： 经济 的 发展 给机 械 制 造 业提 供 了良好 的发 展 机遇 ， 随 着科技 的发 展 ， 将 自动 化 与机 械 制造 相 结合 的技 术 也 对工 业 生 产产
计 理念 的具 体策 略 。 关键词： 机械制造； 自动 化 ； 设计； 节 能
前 言
在我 国工业 现 代 化 的进 程 当 中 ， 机 械制 造 业起 到 了不 可 忽视 的 重要作用 ， 而 随着 计 算 机 技 术 、 通 信 技 术 等不 断运 用 于机 械 制 造 设 计 中， 使 得 机 械 制 造 与 自动 化 实 现 了完 美 的结 合 ， 对 提 高机 械 工 作 效率 、 促 进 工 业 发展 起 到 了积 极 作用 。 当前 ， 在 我 国机 械 制造 与 自动 化 还 处 于 初 级 阶段 ， 一 方 面 技术 成 熟 度 不 够 ， 导 致 产 品质 量 有 待 提 高 ，另 一 方 面机 械设 计 制 造 过 程 中也 会 消 耗 大量 的 资 源 和能 源 ， 使 得 能源 过 度 消耗 的问题 日益 突 出 ， 同 时也 与 科 学 发展 观 的要 求背 道 而驰， 因此 在 机 械制 造 与 自动 化 设 计 中 引入 节 能设 计 理 念 是 时代 发 展 的必 然 趋 势 。 １在机 械 制 造 与 自动化 中节 能设 计 的优 势 分 析
与传统的机械与 自动化设计制造理念相 比， 节能机械制造具有 其先 进 性 ， 主 要体 现 在 ： 节 能 机械 设 计 理 念 主要 包 括 自然 环 境 设 计 、 生 态设 计 和环 境 意 识 设 计 等 ， 换句话说 ， 节 能 设 计 突 出 在 制 造 过 程 中 对 于 自然 资 源 可 以实 现 循 环 再利 用 、减 少 制 造 过 程 对 环 境 的 污 染， 以及 机 械在 报 废 后能 够 做 到 重 复利 用 等 ， 可见 ， 节 能设 计 理 念 的 应 用 使 得 国家 和 社 会 对 机 械 制造 与 自动 化 设 计 随 着 时 间 推 移 的 总 投资大大降低 ，并且有利于促进人类社会与 自然环境之间协调、 可 持 续 的 发展 。 ２机械制造 与自动化设计中节能设计理念的具体要求 ２ ． １设计 中环 保材 料 的使 用 在 机械 制 造 与 自动 化 的相 关 材 料选 择 过 程 中 ， 为 降低 资 源 的 消 耗量 ， 应 当尽 可能 选 择 可 再 生 、 可 回收 、 易于 分 解 的材 料 ， 尽量不采 用或少采用贵金属 、 稀 有 非 金 属 等 材料 ， 尤其 是 对 于机 械 中 的一 些 易损零部件来说 ， 可 采 用 环 保 型 工 程塑 料 或 其 他 非 金 属 材 料 ， 要求 零 部 件 易 于 更换 ， 且 更 换 下 来 的零 部件 可 以做 到 回收 利 用 ， 即将 其 二 次 加 工 后 再 次 用作 零 部 件 或 者 用 作 其 他场 合 ， 充分体现出“ 资 源 化” 的特点 ， 并且 即使遗落在环境中也易于分解 ， 不会对环境造成 污 染， 体现 出“ 无害化” 特点 ， 对于报废 的材料的处理应 当体现工艺简 单、 费 用低 廉 、 对 环 境 友好 等 特点 。 ２ ． ２设 计 过 程 中要 体 现 出寿命 长 、 质量轻、 通用 性 强 的特 点 在 机 械 制 造 与 自动 化设 计 中要 体 现 寿 命 长 、 质量轻 、 通 用 性 强 的 特点 。第 一 ， 延 长 机 械 产 品可 以 在 很大 程 度 上减 少 机 械 生产 的产 量 和机 械 报废 量 ， 因此 就 降低 了生 产 的原 材 料 、 能 源 的耗 用 量 ， 有 利 于 产 品节 能 。 第二 ， 轻 质 高 强是 新 的历 史 时期 对 机械 制 造 的要 求 ， 质 量越 轻 越 有 助于 生 产过 程 的 进行 ， 尤其 是 可 降 低大 型 机 械制 造 过 程 中对 材 料 、 部 件 的转 运 负 荷 ， 从 而实 现 节 能 的要 求 。第 三 ， 设 计 方 案 应 当符 合 现行 的通 用标 准 ，并 在 此 基 础 上实 现 机 械 的模 块 化 设计 ， 提 高部 件 、 构 件 的 通 用性 ， 这 样 就 可 以根 据 具 体 要 实 现 的 功 能 要 求 组装模块 ， 提 高工 作 效率 ， 实 现 节 能 目标 。 ３ 机械 制 造 与 自动 化设 计 中 节能 设 计策 略 ３ ． １优选 节 能 型 发动 机 发 动机 是 工 程机 械 中 能耗 最 大 的 部件 之 一 ， 同时 也是 对 外 界 环 境 产 生 影响 最 大 的部 件 ，为使 工 程 机 械整 体 最 大 限度 地 节 约 能 源 ， 就 应 当优 先 选 择低 能 耗 、 高效率 、 低 排放 的水 冷 增 压柴 油 发 动机 ， 对 于 不 符合 相 关 节 能标 准 的发 动 机 坚决 不 予采 用 。 ３ ． ２ 液压 系统 的 防渗 漏设 计 液压 传 动 系统 的顺 畅 运 行 有 助 于 自动 化 的 工程 机械 进行 高效 率 的运 转 ， 因此 在机 械 制 造 与 自动化 设计 过程 中一 定要 考 虑 对 液压 系 统 的 防 渗 漏设 计 ， 使 传 动 系 统 内 的液 压 油 的量 保 持 充 足 ， 并 且封 闭式的设计也使得外界环境 中的灰尘不能进入到传动系统内部 ， 因 此 可 以 有 效 减 小 传 动 系统 各 元 件 之 间 的 摩 擦 ， 降低运行负荷 ， 使 工 程 机 械 保 持 最佳 的运 行 状 态 ， 因此 有 助 于系 统 节 能 ； 防渗 漏 的设 计 也使 得 液 压 元件 的使 用 寿命 得 以延 长 ，降 低 液压 油 的 更换 频 率 ， 延 长换 油 的间 隔 时间 ， 降 低运 行 成 本 。
３ ． ３ 在 结构 上 的优 化 总 体 上来 讲 ， 工 程机 械 的结 构 越 简 单 、 所 需 的零 配件 结 构 越 简 单、 种 类 和数 量 越 少 ， 则越容易制造 ， 即越 有 利 于 实 现机 械 制 造 过程 的节 能 降 耗 ， 因此 应 当做 好零 件 的设 计 ， 在 能够 实 现 机 械 设 备 所 要 实 现 的功 能 的前 提 下 ， 应 当尽 可 能简 化 结构 ， 减 少 零件 的数量 。 ３ ． ４合 理 设计 加 工 工艺 同一 种零 部 件 或产 品 ，虽 然 可 以采 用 不 同 的加 工 工艺 来 完 成 ， 但 每 种工 艺所 消耗 的能 源 则 有 较 大 的差 异 ， 这 就 需要 对 加 工 工艺 进