機械制造節能設計理念探討
時間:2022-12-29 11:14:10
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摘要:隨著我國經濟的快速發展,工業制造行業也發生了質的飛躍,不僅生產量增幅很大,工業生產模式也得到了優化,獲得了“世界制造工廠”的美譽。機械自動化是我國工業生產的趨勢,節能是我國走可持續發展道路的途徑,二者的結合對于國家經濟與資源環境具有重要意義。在融合節能設計理念與機械自動化技術,并簡要分析其應用。
關鍵詞:節能設計理念;世界制造工廠;機械制造;自動化
近年來我國工業生產模式發生了巨大改變,已經初步完成了從傳統模式到機械自動化模式的轉變,這樣的轉變無論是從擴大相關產業規模還是節約產品生產時間上都極大地促進了國家經濟發展。但機械的制造與自動化也有一些弊端:機械的制造與自動化消耗資源的情況十分嚴重,換句話說,在現階段越大的工業生產量代表越多的資源正在被消耗;我國只是初步進行機械的制造與自動化,相關技術較不成熟,還不能做到將所應用的資源或能源消耗完全,這導致了資源過度浪費。因此工業制造行業提出了節能設計的理念,目的是在優化現有機械制造技術的前提下,提高資源、能源利用率,實現資源、能源的可持續發展。
1優化機械設計
1.1選用優質發動機。在機械系統中發動機的作用十分重要,不僅體積大,還擔負著維持整個機械系統運動的責任,因此發動機的好壞對于整個機械系統都有直接影響。性能優良的發動機在運行時能夠較好地適應機械運行的環境,提高機械運行的效率。使用發動機進行機械制造時不僅要考慮到上述因素,還應兼顧環保節能的性能。一般來講,應用優質的發動機具有以下優點:進行機械生產制造時所產生的噪音小;能源利用率較高,生產所需能源量小;對環境污染小,能夠緩解廢氣廢水大量排放的情況;生產效率顯著提高,工業生產量增多;動力強,使機械運轉更為高效。工業的進步給環境帶來了沉重的負擔,選用優質發動機能夠在促進經濟發展的同時使環境惡化情況有所緩解。
1.2優化液壓系統。液壓系統保持清潔是液壓系統能夠高效傳動的首要條件,由此可見保持清潔對于液壓系統的運行十分重要。一個清潔的液壓系統能夠在相對較長的一段時間內不需要換油,這不僅能夠減少液壓系統配件的更換次數,還能提高液壓系統的使用年限,減少液壓系統發生故障的次數,降低液壓系統發生污染的幾率。液壓系統的清潔不只與油料質量有關,還與液壓系統的設計情況相關,液壓系統在使用過程中所產生的磨損物與微塵垃圾應在設計過程中得以去除。液壓管的清潔工作在整個液壓系統中較為關鍵,若選用優質的液壓管不僅能夠降低清潔工作的難度,還能降低管道廢棄率,減少磨損物對環境所造成的污染。優質的液壓管應具有良好的密封性,老化速度較慢,抗腐蝕并且質地較硬。
1.3改良駕駛室設計。經過改良的駕駛室被稱為“安全環保型”駕駛室,它對于噪音的處理效果較好,減震作用優良,玻璃能夠防止紫外線的輻射,密封性優良。駕駛室內可配備環保無氟型冷暖空調,設計基于POPS和FOPS技術的安全駕駛室,并充分運用人體工學設計原理,設計過程中融入多元化美觀合理的色調搭配,在保障司機安全的基礎上,視覺疲勞得到有效緩解,工作環境得到有效改善,從而能有力提高作業效率。
1.4設計自動加脂裝置。目前潤滑脂的加注工作還是多以傳統手動注入方式為主,這種傳統手動注入方式既耗時又費力。與此同時,手動注入過程中還會溢出大量油液,這就或多或少的造成了環境污染。基于此,設計一款機械自動加脂裝置系統,來實現對于設備的定時自動加脂。如設計一個集中潤滑系統,來定時自動完成對各鉸銷的黃油加注操作,事先計算并設定好對黃油量的控制,既能保證各鉸銷的油量充足,還能避免溢出油液,造成浪費,既方便還比較環保。
2選用環保材料,實現節能減排
2.1如果想要提高機械的環保性能就做到在機械制造的每一個環節的注重環保理念的植入,環保材料的使用是提高機械制造與自動化環保性的重要基礎。因此,在設計時一定要盡可能使用可再生或可回收的環保原料,這樣做可以從根源上減少機械制造產生的污染,避免能源和資源浪費。在進行機械制造與自動化生產時也應該注意材料的可降解性、可回收性和可再生性,這些材料的運用可以減少生產過程中產生的有害氣體排放量,還可以使原材料得到完全使用和循環利用,降低工業生產對環境造成的污染。
2.2在機械制造與自動化設計過程當中盡量考慮輕重量、低能耗、長壽命原則。通常產品的壽命得到有效延長就等于說是降低了機器產品的報廢率,意味著機械的產品產量也相應的減少了。同時,降低機械產品的能耗也能減少污染,提高了環保效率。出于降低材料能耗的角度,適度減輕機械產品的重量,并從環境的負荷對于機械的要求方面進行優化設計,產品設計應符合環境通用標準,實現機械構件的通用性。
2.3在機械制造與自動化設計過程當中還應考慮到零件報廢以后的污染處理成本。設計過程當中,報廢以后的污染處理問題常常被忽視,應積極采用一些低環保負荷、綜合成本最小化的材料。盡量避免使用含氯橡膠、氟利昂、石棉和樹脂等類型的材料。
3改進制作工藝,實現節能減排
3.1因地制宜,參考外部環境選擇加工工藝。在單個零件的眾多加工工藝當中應考慮到現場設備的匹配。熱鍛壓工藝能源利用效率要低于冷鍛壓和溫鍛壓方式,但是選用冷鍛壓工藝對環境的危害要比熱鍛壓和溫鍛壓工藝高,所以溫鍛壓工藝將在日后廣泛被應用。
3.2對于現有產品結構進行優化。機器結構越簡單,設計零件越少,制造過程所需的能耗就會越低。同時,機械設計中零件的形狀對于制造過當中的能耗影響也很明顯。所以,在設計過程中既要保證產品的基本性能,也要盡可能簡化零件,優化產品結構、減小機械提及、減少零件數量。
4機械制造及其自動化技術未來發展趨勢
機械制造及其自動化技術發展離不開計算機應用技術水平的不斷提高。目前機械制造及其自動化技術應用合作日益國際化、大規模化,這就要求與自動化相關的計算機集成和網絡技術要全面發展,與國際接軌,跟上世界步伐。同時,數字化制造技術在機械制造及其自動化技術中的應用也成為未來節能技術的必經之路。節能環保理念在機械制造及其自動化技術當中的引入,必將使得機械制造及其自動化技術應用更加全面,提高產品質量、降低工人勞動強度、提高企業經濟效益、實現節能減排,進一步推動工業的發展。隨著工業生產量的逐漸提升和機械自動化生產技術的應用越來越廣泛,我國的能源浪費問題日趨嚴峻,導致能源迅速枯竭,將環保理念融入到機械制造與自動化生產中的刻不容緩。將節能設計理念與機械制造和自動化生產模式相結合有利于提高我國機械化生產的效率,降低能源和資源消耗,優化產業結構,為我國的環境保護工作順利開展和持續深入提供保證是保證,能夠有效推動我國可持續發展目標的實現,促進我國經濟繼續全面發展。
作者:趙一奇 單位:哈爾濱鴻翔建設工程項目管理有限公司
參考文獻:
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