淺析機械設計及節(jié)能設計理念

時間:2022-06-29 05:28:05

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淺析機械設計及節(jié)能設計理念

1概述

為滿足日益增長的能源消耗需求,推動工業(yè)可持續(xù)發(fā)展,國家相繼出臺了多種措施進行節(jié)能減排。基于節(jié)能設計的工業(yè)制造模式,可以有效改善我們的生活環(huán)境,具體表現(xiàn)在[1-2]:一是節(jié)約資源,滿足資源回收利用。機械設計與自動化產(chǎn)業(yè)在屬于高能耗產(chǎn)業(yè),通過節(jié)能設計,滿足在工業(yè)生產(chǎn)中保護環(huán)境、減少污染,對廢棄機械回收再利用,可以有效節(jié)約資源;二是降低工業(yè)投資,優(yōu)化資源配置。進行機械設計及自動化,需要大量人力、物力及資金,利用節(jié)能設計理念,完善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),優(yōu)化配置資源,可以極大降低后期投入,提高經(jīng)濟效益;三是實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展,我國社會主義現(xiàn)代化建設必須遵循可持續(xù)發(fā)展原則,利用節(jié)能設計,可以有效保護環(huán)境與資源,有助于人與自然和諧發(fā)展,也促進我國機械設計及自動化實現(xiàn)綠色發(fā)展。因此,在機械設計及自動化產(chǎn)業(yè)中添加節(jié)能設計理念至關重要。

2機械設計及自動化發(fā)展現(xiàn)狀

在我國工業(yè)生產(chǎn)中,機械設計占據(jù)重要地位,特別是自動化技術的應用,使得機械設計的生產(chǎn)效率和安全系數(shù)大幅度提升,促進機械設計高速進步與發(fā)展。但由于機械設計與自動化技術結(jié)合還處于初級階段[3],各方面技術還不成熟,因此我們需要認識機械設計與自動化高速發(fā)展過程中存在的不足,加以改進,促進機械設計與自動化穩(wěn)步前進。此外,隨著機械設計的發(fā)展,企業(yè)的規(guī)模與經(jīng)營模式不斷趨于國際化,與國際間交流日漸增多,基于機械設計的跨國企業(yè)不斷涌現(xiàn)。然而,國際化的發(fā)展趨勢需要高水平的機械設計及自動化技術,需要高質(zhì)量和高環(huán)保的機械設計產(chǎn)品。經(jīng)濟形勢使得機械設計需要從降低能耗方面入手增強產(chǎn)品質(zhì)量及技術含量,需要發(fā)展節(jié)能環(huán)保技術,需要在機械設計及自動化領域逐步滲透環(huán)保理念,減少機械設計及自動化產(chǎn)品能耗,提高產(chǎn)業(yè)競爭力,利于機械設計及自動化的可持續(xù)發(fā)展。

3節(jié)能設計理念在機械設計及自動化中的應用分析

本章主要從材料選擇、優(yōu)化設計以及工藝優(yōu)化三個方面分析節(jié)能設計理念在機械設計及自動化中的應用。

3.1優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計,實現(xiàn)節(jié)能

為更好貫徹節(jié)能理念,實現(xiàn)節(jié)能,需要優(yōu)化機械結(jié)構(gòu)設計,具體表現(xiàn)在:(1)發(fā)動機易選擇低功耗。在機械系統(tǒng)中,發(fā)動機是最大部件,機械系統(tǒng)運行效率直接影響因素則為發(fā)動機性能。發(fā)動機環(huán)保,科有效降低噪音污染,可以實現(xiàn)低排量、低油耗、高加工效率,可以降低機械運行過程中造成的環(huán)境污染。(2)液壓系統(tǒng)也要優(yōu)化設計,在具體設計時首先需要確保液壓系統(tǒng)清潔,這需要設計師在具體設計時,及時清除油液中存在的微塵雜質(zhì)及其他磨損物,還要延長換油時間間隔,降低液壓系統(tǒng)的故障發(fā)生率,延長機械系統(tǒng)的使用壽命。液壓管的選擇要選用防老化性能強、密封較佳、抗腐蝕效果強的液壓管。此外,還要盡量避免使用軟管,避免軟管破裂形成較多的廢棄量。(3)優(yōu)化駕駛室的設計。對駕駛室進行優(yōu)化設計,主要目的是減震降噪。在駕駛室可以配置環(huán)保無氟型冷暖空調(diào),確保駕駛室環(huán)境優(yōu)異,增強作業(yè)效率。(4)自動加脂裝置設計?,F(xiàn)今,加注潤滑脂,主要通過人工操作進行手動加入,這種注入模式既需要耗費大量時間和經(jīng)歷,也會造成溢油現(xiàn)象,造成環(huán)境污染和資源浪費。因此,設計自動加脂裝置,用于自動加注潤滑脂。這種方式既方便,也不會造成溢油現(xiàn)象。

3.2優(yōu)化機械設計材料,實現(xiàn)節(jié)能

在機械設計及自動化過程中,本身會消耗大量資源,因此在機械材料設計材料選擇上,要尊徐節(jié)能原則。具體表現(xiàn)在:(1)材料要盡量選用可回收利用的節(jié)能環(huán)保型材料;此外在結(jié)構(gòu)設計時的材料選擇要遵循可拆卸、可回收的無毒材料,目的是增加機械材料的有效再生率,降低機械設計材料浪費現(xiàn)象產(chǎn)生。(2)進行機械設計及自動化過程,要依據(jù)壽命長、能耗低、質(zhì)量小、通用性佳的原則。對于機械,其壽命長則表示可以極大降低機械生產(chǎn)量級生產(chǎn)周期,降低原材料使用量,控制機械報廢率;質(zhì)量小則代表機械對環(huán)境負荷較小,因此可以實現(xiàn)節(jié)能效率;通用性則表示機械部件能滿足大規(guī)模使用要求,可以增強使用效率及再利用率。(3)對于機械設計材料,在滿足環(huán)保條件下實現(xiàn)經(jīng)濟最優(yōu)化,要避免選用污染性極大的材料,要實現(xiàn)環(huán)保與經(jīng)濟效益雙贏原則。

3.3優(yōu)化制作工藝,實現(xiàn)節(jié)能

在進行機械設計及自動化中,優(yōu)化制作工藝,可以實現(xiàn)節(jié)能減排,具體表現(xiàn)在:(1)完善設計結(jié)構(gòu)。在進行機械設計及自動化過程中,結(jié)構(gòu)越簡單,則零件數(shù)量越小,零件形狀簡單,則能耗就越低,因此在進行機械設計及自動化過程中,要在確保產(chǎn)品性能基礎上,盡量完善設計結(jié)構(gòu)。(2)科學選用加工工藝。對于零件鍛壓工藝,熱鍛壓工藝相對于冷鍛壓工藝,能耗低,但對環(huán)境危害大,綜合兩種情況,選用溫鍛壓工藝更加科學。(3)科學安排加工工序。加工時間與工序安排密切相關,節(jié)能理念的表現(xiàn)則是科學安排工序,減小工序間的等待時間,增加機械工作效率,減小能耗。(4)科學選擇工藝參數(shù)。在進行加工工藝時,必須合理設置工藝參數(shù),譬如科學選擇形狀、種類、加工量等,都會極大減少能源消耗。

4結(jié)束語

在機械設計及自動化過程中,添加節(jié)能設計理念十分重要。本文通過分析我國機械設計及自動化現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,從結(jié)構(gòu)設計、材料選用以及工藝優(yōu)化三個方面,分析了在機械設計及自動化中應用節(jié)能設計理念,確保機械運行的高效與穩(wěn)定,降低設備能耗,增加經(jīng)濟效益,實現(xiàn)綠色低碳工業(yè),意義重大。希望通過本文分析,為相關人員進行機械設計及自動化領域研究提供參考。

作者:楊松松 喻翔 趙志超 單位:西安文理學院

參考文獻

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[2]孫清超,魏靜,孫偉,等.面向機械裝備節(jié)能設計的能耗信息描述與集成[J].機械工程學報,2014,50(1):111-119.

[3]張英祥.機械制造與自動化中節(jié)能設計理念的應用研究[J].自動化與儀器儀表,2016(3):64-65.