机械制造节能设计理念研究

摘要：节能是现代社会生产、生活的主要趋势，信息技术的持续发展使节能设计有了更广阔的应用空间。基于此，本文分别就节能设计理念在机械制造与自动化中的应用进行分析，包括机械设计的优化、制造过程的优化、自动化调整、自动化控制等内容，并给出应用实例加以说明，以期通过分析明晰节能设计理念的优势、特色，完善相关理论，为后续工作提供更多参考。

关键词：节能设计理念；机械制造；机械自动化；智能设备

机械制造与自动化是工业发展的重要成果，鉴于工业产品在现代社会生产生活中的重要作用，将节能设计理念应用其中十分必要。近年来，全球环境的恶化引起了各界的广泛担忧，节能设计一方面能够降低消耗，提升企业经济效益，另一方面也有利于控制温室气体排放，逐步实现社会发展和环境保护的和谐。就节能设计理念在机械制造与自动化中的应用进行分析有一定的实际意义。

1节能设计理念在机械制造中的应用

节能设计理念是现代机械制造的核心追求之一，该理念体现在机械设计、制造过程等方面。1．1机械设计、制造过程的优化。机械设计的优化往往可以直接反映节能设计理念，在现代设备中，设计的优化往往追求效率和节能的双向提升。如现代的机电一体化设备，传统模式下，机械设备和发动机是非一体化的，在使用电能时需要进行变压处理，也可能需要连接距离较远的电源，各个环节都可能带来电能的浪费和无端消耗。现代节能设计理念的推动下，研究人员发明了机电一体化设备，电能传输消耗、变压损耗得到控制，节能理念也借此实现。机械制造是工业生产的核心内容之一，制造过程的节能设计理念体现在标准化流程、标准化管理等方面。以标准化流程为例，最初的生产标准化出现在美国的汽车制造业，虽然当时福特公司的标准化作业并没有过多考虑节能需要，但可以看做是节能理念的雏形。进入20世纪中后期以来，各大制造也均以推广了标准化作业，利用规范的流程降低生产过程中的无谓损耗，节能设计理念得到体现。1．2应用实例分析。节能设计理念在现代工业产品中体现广泛，包括产品外观、芯片等各个环节。外观方面，如常见的汽车、跑车，汽车多采用流线型设计，以降低风阻、减少油耗，实现节能。跑车的外形则更切合物理学原理，可以进一步降低风力的影响。芯片设计是未来机械制造业实现节能的核心手段，比如现代计算机的控制系统，往往带有明显的智能特征，人员离开计算机一段时间后，计算机的显示器会自动进入休眠状态，降低电能消耗，同样的设计也体现在平板电脑、智能手机等设备的芯片中，这是节能设计理念在机械制造中应用的突出体现［1］。

2节能设计理念在机械自动化中的应用

机械自动化包括自动化控制、自动化调整两个主要方面，节能设计理念也主要体现在这两个方面。2．1自动化调整与自动化控制。自动化调整是现代智能机械的核心特征，是指设备根据默认程序进行参数调整、满足生产需求的一种行为。由于大部分机械设备往往不会处于固定负载水平，需要根据工作计划随时调整燃气、油供给，传统模式下，人员作业带有一定的不确定性，现代技术支持下的自动调整则满足了即时、准确的变化需求，能够实现节能。如工业燃气锅炉，锅炉的智能控件会根据传感器收集的信息调整供气阀门，满足不同负荷状态下的供气要求，避免无谓损耗。自动化控制是多种技术的集成，所谓自动化控制，也可以理解为半无人化操作、无人化操作［2－3］。其在现代机械设备中的使用能够有效实现节能，是节能设计理念的突出体现之一。2．2应用实例分析。以智能锅炉为例，智能锅炉是节能设计理念在机械自动化中的典型应用。其核心工作流程是：传感器—通信设备—单片机—执行构件—循环。如某工厂进行加工作业，上午9－12时工作负荷为70％，下午14－17时工作负荷为50％，人员设定默认程序，进入14点后，传感器将默认程序提供给控制中心，控制中心下达指令，调整燃气供应水平，设备继续进行自动化生产，快速的调整则避免了额外消耗，实现了节能。又比如工厂负责加工作业的智能机械设备，该产品集成了传感器、单片机、通信等技术，与传统机械设备相比，智能机械设备的传感器更发达，可以根据默认程序执行更复杂的指令，并免除人工操作的麻烦，进行作业时，传感器收集数据，利用通信设备快速传输给单片机，单片机根据默认程序、工作需求和传感器数据，自动调整工作参数，完成切削等作业，工作效率、准确度都更高，间接实现了节能。

3总结

通过分析节能设计理念在机械制造与自动化中的应用，了解了相关理论。节能设计理念是机械制造与自动化发展的主流和趋势，机械制造的节能设计体现在机械设计、制造过程两个方面，其代表包括现代汽车外形、数字设备芯片等。自动化的节能设计体现在自动化调整、控制两个方面，应用实例包括智能锅炉、智能机械设备等。深入了解节能设计的优势，有助于进一步在机械制造与自动化中加以应用。

参考文献：

［1］杨松松，喻翔，赵志超．浅析机械设计及自动化节能设计理念［J］．科技创新与应用，2017（16）：165．

［2］王小梅，田鹏．节能设计理念在机械制造与自动化中的应用［J］．中国高新技术企业，2016（14）：87－88．

［3］喻待红．机械制造与自动化中的节能设计理念［J］．南方农机，2017，48（2）：38．

作者:杨冬 单位:曹妃甸港矿石码头股份有限公司