机械制造与自动化设计中的节能设计

1、机械制造与自动化设计中的节能设计 【摘要】从机械的优化设计与节能、机械材料使用与节能、设计制作的工艺与节能等方面进行分析研究，并对节能设计的理念内容进行阐述。 【关键词】机械制造 自动化 节能设计 1、机械制造与自动化中的节能设计理念 机械制造与自动化属于高能耗类型的产业，在其产业中增添节能设计的理念，具有重要的现实意义。在机械制造与自动化的环节中增添节能理念需要从三个方面进行，也就是优化设计，合理选材和改进工艺，只有把节能设计理念融进这三个关键的环节中，才可以实现节能，达到节能和减排目的。 2、机械的优化设计与节能 设计环保安全性高的驾驶室 安全环保型的驾驶室的设计，应满足以下条件：防紫外线

2、辐射性质的玻璃，全密封的整体样式和经过减震降噪的处理；在室内配置一个无氟环保类型的冷暖空调；设计fops和pops的驾驶室，为了保证驾驶员安全；采用人机工程学的设计原理对其进行设计，如可全方位地调节司机的座椅、功能集成性的单操纵的手柄、驱动器具有可调动转向的功能、全自动的换挡装置、电子监控和故障自动诊断的系统，再加上美观性的颜色搭配。这种环保安全的关怀驾驶室的设计，大大改善了司机工作的环境，并能缓解司机的疲劳，从而提高其作业的效率。 选用低公害的发动机 发动机是工程的机械系统中最大的部件，它产生的噪音等环境污染影响很大。因此，在选择发动机的时候，需要采用噪声较低、排放量较小、耗油量少、效率高的

3、环保类型的水冷增压型柴油机，这样能缓解环境污染的压力，并能提高机械加工的效率。 设计高效节能的液压系统 保持传动的液压油等的清洁，对工程机械液压的传动起到非常大的帮助，因此设计师们精心地设计机械的液压系统就显得很有必要，清除油液中的微尘垃圾和机械的磨损物等垃圾杂质，能大大减少机械中液压元件的故障和磨损，从而延长机械中常用的液压元件使用寿命，降低了液压油更换的频率，并延长了换油的间隔时间，减少工作时对周边的环境的污染，同时也能节省人力、物力和财力。液压系统发生渗漏将对周围的环境造成污染，这已经是港口的机械在运行中经常存在的情况，液压管路需要使用耐腐蚀强、防老化比较突出、具备优良的密封性能等优点的

4、进口优质的胶管；并且为了有效地减少软管损害度和废弃量，设计时，应尽可能地用硬管取代软管，避免出现采用容易破裂的软管时，油液流出对环境造成巨大的污染。 配备能自动加脂的系统装置 一般情况，以传统的手动方式实行润滑脂加注工作，具有耗时又费力的缺陷， 而且溢出来的油液会造成周边环境污染。如果给机械配备能自动加脂的系统，并实现其对相应设备进行定时加脂的效果，如集中润滑的系统，此系统可以对各铰销进行定时地加注黄油，而且家住的优良油量事前已经计算出来，并设定完好，不仅能保证销轴的充足油量，也能保证油液不溢出来，造成资源的浪费，这样很方便、环保。另外，出于对小型机械设计的成本控制，可应用新型的轴套材料和密封

5、的销轴（或者安装一套二级的防尘装置），能有效地防止内部的油脂排出，也能杜绝外部的异物进入，使润滑油在加注时间的间隔上得以延长，达到减少环境污染的目的。 设计可靠性高的系统 在设计系统的时候，尽量使用可靠性较高、较成熟的技术，并使用在市场中经受过考验的成熟零部件，可延长各处关键系统（或零件）使用的寿命，从而减少更换的次数。如降低制动的元件更换频率，间接地减轻其对周围环境造成的破坏和污染。 3、选择机械的材料与节能 选择的材料尽量是环保类型的，以减少对环境的污染，同时延长材料的使用寿命。 采用环保负荷低、成本少、污染小的材料 机械制造与自动化的设计中不要采用原料是氟利昂、树脂、石棉以及含氯的橡胶等

6、的材料。除主要部位外的零件尽量用工程塑料（或非金属材料），设计时尽量开发并使用环保型材料，并减少使用重金属的数量。此外，材料选取时，也需考虑零件报废之后的处理细节问题，对材料的处理做到简单化、低费用、少污染等的环保要求。 采用可再生和回收的材料与资源 选取和机械制造与自动化相关的材料，必须采用可再生和回收，而且易分解的材料，而且需保证选取的材料，加工前后都不会排出某些有害的物质或气体，对环境不会造成污染。尤其是某些结构的零件，其设计应满足容易装配、容易分解的条件，防止使用有毒的材料，从而提高材料循环使用的效率。 选材需遵循长寿命、轻重量、低能耗的原则 延长产品寿命，就表示机械生产的产量得到减少

7、，机械报废的速度也会降低，原材料消耗也会相应地减少。同时降低了产品的能耗量也就意味着环境污染也得到减少，间接地对环境起到保护作用；轻重量就会降低运输成本，也会减少运输的次数，从而减少运输车排放的废气；从减少环境负荷方面进行设计，符合通用的标准，并让机械的构件符合通用性，就能降低能耗量，设计时也需综合性思考设计对象所具有的功能。将结构材料的强度、尺寸的标准、材料的选取等都考虑周到和全面，才能选到优质、耐用、少污染的好材料2。 4、设计制作的工艺与节能 设计优化的产品 优化（或改进）产品的设计，可从以下几点入手：（1）发挥产品零件设计中的优化作用，就是在保证产品基本的性能后，再简化零件、减小零件体

8、积、优化产品结构，减少零件的数量；（2）根据生产条件，选用比较合理的产品材料，并由于实际生产中不同材料均对能源存在消耗差异，因此，可根据这差异选择低能耗材料。 设计能耗低的工艺流程 同种零件（或产品），在实际生产中可采用工艺不同的流程进行加工，但不同的工艺流程，所消耗能源有很大的不同，对加工工艺进行合理的设计，能减少加工的载荷波动，尽量让设备处于满负荷的运转，避免能量浪费。 具体的方式有：（1）改进与设计工序：节能设计时，要选用节能的工艺，并合理安排加工的工序。（2）选择最佳加工方式：对于零件的加工方式，应选择与现场设备相适合的最佳方式。如冷锻、温锻能量的利用效率都比热锻压高，但冷锻压工艺会造

9、成环境危害，因此，可采用温锻压方式；（3）选择较理想的工艺参数：选择理想的工艺参数能产生节能效益。如直径差值大的阶梯轴一类零件，既可选择直径棒料为毛坯，也可采用精锻为毛坯，但毛坯制备上两者消耗能量差异较大，应综进行优化选择；（4）选用节能性强的冷却工艺：机械制造与自动化中会用到冷却液，因此，选择冷却液时也应侧重于节能方面，也可少用（或不用）油冷却3。 5、结束语 随着国家经济的快速发展，国内机械制造与自动化产业也在蓬勃兴起。机械制造与自动化的发展，带来的不仅仅是经济的利益，也有对环境的污染等，因此，在其中注入节能的设计理念，才能使机械制造与自动化产业更上一层楼，使国家的制造业经济也能长久持续地发 展下去。 参考文献：