摘要：常规机械工程中的高能耗和高环境污染严重阻碍了机械工程的健康发展，因此节能设计的概念应在机械工程和自动化得到大量推广，我们可以通过减少生产中的废物和提高机械工程的生产效率从而达到减少能耗和保护环境的目标。本文主要针对机械制造与自动化设计中的节能设计理念进行简要分析。
关键词：机械制造；自动化设计；节能设计；理念
1机械制造及其自动化的内涵
机械制造及自动化是我国高校的一门专业，也是推动我国发展前进的重要领域，是一门通过对各种机械装备、机械产品、机械产业的设计、完善、加工、运转、生产等过程进行管理的技术性综合学科。机械制造及其自动化是我国发展的基础技术，是我国的关键研究领域。通过高校教育，可以培养出一批具有机械基础知识、科技研究经验、科学工程开发的专业人员，能够对我国的其他机械产业和领域产生重大影响，是其他科学生产技术的奠基石与支柱。如今，我国的国际地位日益提高，但与国外发达国家相比仍有差距，因此，在新时代发展背景下，培养好机械制造及其自动化人才、运用好相关知识显得尤为重要。
2我国机械制造及自动化技术的现状
自改革开放以来，我国机械制造水平一直飞速发展，为我国人民的生产、生活做出了大量贡献，也为我国工业打下了良好基础。伴随着几十年的不断完善，我国机械制造水平的发展已经比较成熟，加之计算机、互联网、人工智能等高新技术的融合，机械制造不断与自动化等技术结合，提高了生产效率，增强了机械制造领域的活力。但由于我国的历史原因，工业发展还有不完善的地方需要改进，因此，在机械制造及自动化方面与海外发达国家还有一定差距。
国外的机械制造和自动化技术已经与环保节能意识相结合，并且制订出了较为合理的环保节能方案，其机械制造及自动化正向节能化和环保化方向发展。其发展过程中既保护了国家资源和推行了国家的环保政策理念，也促进了机械制造及自动化技术快速发展，提高了相关领域的国际竞争力与影响力。我国也已经意识到了环保问题的重要性，并开始积极与国外先进技术领域组织进行交流和讨论，预备将环保节能措施与机械制造及自动化进行全面结合。
3节能设计理念在机械制造及其自动化设计中的融入
3.1结构设计
如果我们采用一般的机械设计制造理念来看，如果要想获得机械设备更加悠久的寿命以及保证较好的安全性，结构设计主要应用整体规划性思维，整体结构强度和良好的安全性优良，但不容易分离且难以回收，很容易造成资源浪费。为了节约资源并减少能耗，节能设计的概念必须采用标准的设计思想，以创造有利的回收条件。就构造而言，拆卸应简单，易于回收且易于处理。但是，为确保耐用性和完整性，应建立完整的拆卸系统来平移相关单元，从而在达到拆卸目标的同时将生态环境更好地保护起来。
3.2节能理念应用的思路
机械制造和自动化领域的节能设计主要用于从产品设计到最终产品的机械生产各个方面的节能设计。产品开发必须考虑产品的可回收性，即产品在使用寿命结束时是否具有可回收价值，从而减少对环境的影响。机械产品的传统设计考虑了使用年限和使用质量。目前，几乎所有的机械产品都面临着难以回收利用的问题，只能作为固体废物被掩埋，这不仅严重污染了自然环境，而且严重浪费了用于制造产品的原材料。在产品的制造中节能设计一方面要考虑使用清洁能源作为机械生产的主要能源，比如用太阳能、风能等清洁能源发电代替火力发电，用自然光照明取代电灯照明等手段来降低能源消耗和浪费。另一方面，可以改善机械制造工艺，通过制造工艺进行节能设计，减少生产中原材料的浪费，同时，提高生产和合格率并降低废品率，以提高原材料的利用率和生产效率。生产交付和使用后，必须注意确保产品循环利用，不仅要减少对环境的破坏，而且要回收生产用的原材料，并达到节约能源和减少排放的目的。
3.3加工过程的节能设计
①结构性变化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过改善现有的产品结构，可以在确保机械结构满足设计要求的同时减少产品的能耗。②施工方法的选择。在机械制造过程中，可以根据不同的条件选择不同的设计方法，例如，当前产品的锻造工艺中根本存在不同的设计方法，例如热锻，冷锻和温锻。对于冷锻和温锻，对机械制造环境提出了很高的要求，因此它是一种能量效率较低，并且我们在此不推荐用于机械制造的构造方法。③采用通用标准。在机械制造和自动化设计过程中，使用通用标准设计产品组件不仅可以有效降低产品故障的可能性，而且可以必须对生产中用的原料进行回收，这样便可以达到削减社会资源以及减少生态污染的目标。
3.4制作工艺节能技术的融入
选择加工技术时，应明确生产活动的基本特征，并应仔细检查和分析外部环境条件。零件加工通常需要更多的机器，应根据现场设备进行调整。热锻和冷锻工艺是锻造零件中常用的不同类型的加工技术。与温锻法和冷锻法相比，热锻法的能耗不高，而冷锻法对自然环境造成一定的破坏。为了有效地控制能源消耗，促进更好地利用资源并避免环境污染，可以在零件
加工中使用热锻件。二要逐步完善产品结构。如果简化了机械结构并减少了零件数量，则将减少机械制造和自动化中的能耗。这也受构件形状的影响。因此，机械结构的简化应逐步加强，机械尺寸应减小，在加工和操作过程中应避免过多的能耗。最后，应该仔细分析生产过程中的问题，从多方面因素考虑去削减生产可能将会带来的生产消耗，从而减少对生态环境的影响，保护我们赖以生存的自然环境，与此同时，可以借用循环经济，对可能产生的废物进行综合地回收利用，也为企业增加了一部分经济效益，减少了成本消耗。
3.5机械设备的自动化
机械设备的能效主要取决于自动化程度，而自动化设备的自动设计可实现机械设备运行的灵活性和实时优化。在日常生产活动中，员工不仅可以在机械设备操作线上实现手动操作，而且可以通过使用单片机PLC技术来实现对机械设备的全面自动控制。通过将当前的单片机控制技术应用到机械设备的自动控制中，可以优化机械设备的运行路径和操作，自动控制设备的应用，机械设备的可重复性以及无效性。可以大大减少数量，可以减少机械设备的腐蚀程度，可以减少操作期间机械设备的功耗，同时可以减少工人的劳动强度，并且公司可以有效地管理和控制机械设备。
3.6进行数据模拟与虚拟设计
通过数据分析和处理及虚拟电子化手段，可用数字可视技术将产品进行模拟制造。这样的模拟效果首先可以节省资源，在模拟产品审视合格后将其推出；其次还可以提高产品质量，通过预先的数据模拟，可以清晰地将产品优劣展现在设计师面前，利于其进行完善，可有效降低产品的不合格率。这种方法既可减少产品在设计过程中的资源浪费，又能提高产品质量，促进企业的高质量发展。
3.7调整加工工艺
在机械制造方面，我国的机械制造工作人员为了提高节能效果，通常会选择造价相对较低但具有节能效果的加工工艺，以确保机械制造及自动化工程在运行过程中的高效性和节能性。
4结束语
综上所述，自21世纪开始，人类社会便开始依赖机械和机械设备，制造技术和机械自动化的发展对社会生产力的影响日趋重要，但是由此而来的能源消耗和机械设备污染问题也成为危害生态的一大问题，这与我国绿色发展的理念不符。在机械制造和自动化设计中，我们必须改变设计思路，考虑能源和环境消耗问题，积极整合节能设计理念，促进环保材料的应用，采用标准设计模式，降低能耗，创造有利的循环利用经济。
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论文作者:张凯
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/16
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