摘要：在机械的设计与加工环节中，能够达到节能降耗要求的方法还有很多。这就要求生产技术人员和管理人员仔细观察生产中的每个环节，将节能降耗的理念深入到每道工序中。所以，在节能降耗的道路上，还要再接再厉，积极寻求更加优良的方案。
关键词：机械；设计加工；节能降耗；措施
前言：
节能降耗是新媒体时代最重要的理念。虽然机械设计加工领域中，存在不同严重程度的能源浪费现象，但是万事有果必有因，设计人员的专业技能、操作人员的作业方法、机械设计加工企业的管理模式等，是导致机械设计加工能源浪费的主要因素。从专业知识的学习、操作技能的培训、严苛的管理考核制度、新型材料的选用等方面入手，方能对症下药，真正意义上解决机械设计加工过程中的能源浪费现象，实现节能降耗的目的，完成企业的经营目标，达成企业可持续发展理念。
1 数控滚齿机床节能降耗的必要性
在现代机械传动中，齿轮是不可或缺的重要组成部分之一，近年来，随着我国机械、汽车、航空航天等工业领域的快速发展，对齿轮的需求量大幅度增加，与此同时，对制造齿轮机床的需求量也随之增加。滚齿机是齿轮加工机床的一种，因此类机床不但适合高效率的齿轮粗加，又适合中等精度的齿轮精加，故此在行业内获得了广泛应用。相关调查统计数据结果显示，当前国内滚齿机的保有数量占齿轮加工机床总量的50%左右，并且这一数值还有继续增长的态势。数控滚齿机属于较为复杂的数控机床，其除了具备常规机床共有的能量特征之外，即能耗高、能效低、排放大，而且机床本身的结构也十分复杂，从而使其成为机床研究的热点课题。以某型号六轴数控滚齿机为例，其单台主轴电机的功率为37kW，总功率接近100kW，整个加工过程的能耗非常大。为此，研究数控滚齿机的节能降耗尤为必要。
2 导致机械设计加工中能源浪费现象的原因
2.1 机械设计阶段能源浪费
在机械设计阶段出现的能源浪费，无法形成节能降耗，主要因素是设计人员自身未形成节能降耗意识，或者缺乏融入节能降耗的技术。在机械设计加工中，节能降耗作为一项技术，不仅要求设计人员拥有极强的专业理论知识，同时设计人员需具备丰富的实战经验与三维想象能力。机械设计方案需要理论知识展开，现实中的实战经验，则是将纸上方案付诸实现的唯一衡量标准。
机械设计人员自身未形成节能降耗的意识，体现在设计人员在设计机械设备的过程中，一味的追求机械设备的性能与效能，如稳定性、可靠性、安全性、工作状态与工作效率等等，因而没有闲暇的时间思考在设计中融入节能降耗理念。另一方面，虽然有的机械设计人员在工作中具备节能降耗设计理念，并将此理念融入设计之中，在机械试运行过程中，因某方面的缺陷（如操作复杂、节能效果差、干扰机械工作状态等等）而迅速摒弃节能降耗理念的现象极为普遍。
2.2 机械加工阶段能源浪费
机械加工阶段的能源浪费体现在两个方面：首先员工在选择机械设备方面，并不是根据加工的产品而选择对应的机械设备，而是选择性能优、效率高的机械设备，如在加工一些小配件时选择大型设备。其次，在加工过程中，员工操作失当也能造成能源浪费，比如员工在离开机械时机械持续运转、更换加工零配件时不更换机械配件等等。
3 节能降耗理念在数控滚齿机床节能中的运用
3.1数控滚齿机的能耗分析
与普通滚齿机相比，数控滚齿机集成了诸多先进的技术，如计算机技术、电子技术、自动控制技术等等，涉及机电液等诸多学科。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为此，其能耗形势可用电机损耗、机械损耗以及液压损耗三个方面进行概括。其中电机损耗包括铜损、铁损、机械损耗、迟滞损耗等；机械损耗包括摩擦损耗功率；液压损耗包括液压损失及机械损失引起的能耗消耗。机床在无负载状态下的能量消耗被称之为空载能耗，此类能耗的特点是持续时间长、规律复杂、能量消耗巨大，相关研究结果表明，滚齿机床在加工过程中的空载能耗约占机床总能耗的85%左右，这不但造成了大量的能源浪费，而且还使机床主要零部件的磨损加剧。所以有必要针对机床空载状态节能技术进行深入研究。正常情况下，数控滚齿机在启动时会出现两次空运行的现象，在这两种状态下的能耗部件是不同的，依据这一特点，可将之定义为电气空载和运转空载。当机床的总电源开启之后，会有少部分部件开始运行，此时会出现几百瓦的瞬时功率，实践表明，通过减少能耗部件实现节能难度较大，故此，只能通过降低空载实践进行节能。鉴于此，下面重点针对数控滚齿机床的这两种空载状态，提出空载报警和停机节能技术。
3.2空载报警与停机节能控制技术
对于数控滚齿机床而言，空载报警和停机节能控制技术能够降低机床的空载能耗，进而实现节能的目的。该技术是一项综合节能技术，集成了诸多先进的技术，如PLC通信和控制技术、能量传感技术、状态判断技术、工业手机报警技术等等。所谓的空载报警具体是指运用系统对滚齿机的多空在状态进行在线识别，并对空载时间进行统计，判断该时间是否达到报警时间，如果达到则会启动报警功能，利用系统与工业手机发送报警信息，提示操作人员对机床的空载时间进行控制，从而降低机床能耗；而停机节能控制技术就是在机床出现多次空载报警后，操作人员未进行有效操作，此时系统会控制滚齿机床PLC关闭一些辅助系统或是总电源，防止机床长时间处于空载运行状态导致能量浪费。
4 机械设计加工节能降耗的措施
4.1在机械设计中融入节能理念
节能环保理念的树立，更多的是针对机械的设计阶段。这就要求增强设计人员的专业技能水平，使其牢固的掌握理论知识，并且加入节能理念，和实践经验相融合。只有这样，才能做出更好的设计方案，达到节能降耗的目标。机械的设计方案并不是固定的，这就要求设计人员努力探索设计方案，并进行可行性分析和理论验证，从而在众多方案中挑选出节能降耗效果最优的方案。
4.2生产过程使用合适的工装
一套优秀的工装，能够降低机械加工的能耗，从而提高生产效率。在机械的加工过程中，技术人员应该不局限于原有的生产规范体系，要充分发挥自身的积极性和能动性，对原有的加工工艺进行改进。摒弃不合理的部分，保留精华部分，同时加入优化的部分，从而不断完善并发展成为新的工装。在机械的生产过程中，经常会遇到一项成品的完成，既可以采用传统的方法加工，也可以使用工装进行加工。两者相比，效果一样，但工装加工能够降低能耗。因此，在生产过程中尽量采用合适的工装，达到节省时间、简化工艺流程、降低能耗的目标。
4.3使用节能材料、优化工艺路线
随着机械设备的更新换代和各种节能环保材料的出现，机械加工企业应该改变原有的加工路线，在机械加工中使用节能材料，从而不断优化新的工艺路线。一个元件使用优化后的工艺，或许就能够减少机械设备的使用数量；一个元件在制造上使用新型的节能材料，或许就能够降低能源的消耗量。
结语：
为了实现数控滚齿机低能耗的运行目标，有必要在机械设计加工中合理运用节能降耗理念，并借助相应的控制系统和先进的节能技术，降低机床的整体能耗。这不但能够有效降低机床主要零部件的磨损，而且还能提高企业的经济效益。
参考文献：
[1]孔繁钢.机械加工工艺的节能降耗[J].科技与企业，2014（01）.
[2]张华，徐桂珍.浅谈机械加工工艺的节能降耗[J].中国资源综合利用，2012（01）.
论文作者:鲁杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/16
标签：节能降耗论文; 加工论文; 机床论文; 机械论文; 滚齿机论文; 节能论文; 机械设计论文; 《基层建设》2018年第28期论文;