工程机械自动化中，对节能设计理念，的应用路径研究

文 | 猩猩说影

编辑 | 猩猩说影

20世纪60、70年代下出现的第三次信息化工业革命给诸多传统产业的发展带来颠覆性影响，不仅为全球产业注入了新鲜活力，还积极推动了工程机械行业与信息技术结合，在依托于信息化技术优势下，“自动化”概念应运而生，工程机械自动化具备的特征如下：

安全性高，传统工程机械行业中多数操作需要一线技术人员人为操作，但由于涉及大量设备，输出功率高，一旦操作误差都可能危及到技术人员的安全，工程机械自动化中参与实际操作的人员相对会更少，可借助于数据控制或自动化控制技术，在提升精密性的同时提高安全性，即便是很细小的误差都能及时通过检测程序被检出，确保及时采取有效解决措施。

应用范围广，工程机械（见图1）自动化精密性好，量产大，应用范围更广，当前除了工业制造，机械自动化甚至会被运用到计算机行业与医疗行业（如自动化医疗机械加工、医疗脚轮设备等），为更多行业提供了坚实可靠的助推力，协同构建出“合作共赢”新发展格局。

第一，思想上要重视节能环保，节能设计能帮助企业提升效益，为可持续发展奠定基础，但部分企业仍有少许设计人员过分看重眼前利益，未深刻地认识到节能设计的重要价值。

新时期下的企业管理者要发挥出引领带头作用，加强企业内人员的思想认识及责任感，从根源上重视节能设计理念，第二，掌握科学机械设计及加工方法，基于节能设计理念下，技术人员要熟练掌握机械自动化各程序、标准及参数，通过掌握机械自动化生产要点，遵循相关注意事项，确保各环节有条不紊地进行，全面提升机械设计水平。

应用节能设计理念能更好地控制能源消耗，2022年2月28日国务院新闻办公室在会议中提出“工业领域能源消费量占全国总体消费量65%左右，是节能降碳主要领域”。

近年来能源消耗量的增加，也给工程机械自动化行业提出严格要求，在节能设计理念引导下，企业能围绕能源管控制订可行技术方案，能更好地降低企业成本并减少能耗，其次，能有效控制生产投资，在设计和制造环节结合节能设计理念，能最大限度地运用资源，减少资源投入量，帮助企业获取更高经济效益。

最后，应用节能设计理念能利于人与自然和谐发展，近年来在诸多因素影响下，自然环境中的水资源、土壤资源、空气受严重污染，结合节能设计理念能尽可能地减少对生态环境不利影响，朝着《“十四五”循环经济发展规划》提出的资源节约型、环境友好型社会发展。

为了贯彻落实节能设计理念，将该理念渗透到产品的开发到机械生产的全流程中，明确理念应用的基本思路，如下。

运用清洁能源，减少火力发电电能利用；减少照明设备使用时间，控制能耗，优化机械制造及自动化工艺，减少原材料浪费；保障产品质量，减少废品，提高生产效率。

优选节能型材料，材料达到报废标准后处理；节能设计理念渗透在机械自动化全生命周期，优化机械结构设计，优化设备性能，减少能耗，开发运用新材料，机械调控自动化控制系统，实现能源利用结构性分配。

高度重视工程机械自动化规划，确保充分体现节能设计理念，在明确思路制定规划前，企业可提前安排资深技术人员对当地生态环境及资源利用情况深入调研并形成报告，划定出机械自动化重点，融入节能设计理念能避免产生不必要资源浪费，还能防止对环境产生破坏。

材料在机械自动化行业起着举足轻重作用，首先，要坚持可持续发展原则，优先选择可再生材料、能回收、易分解的材料，且材料加工过程避免产生有害物质，在某些环境若需要用到高污染材料，要落实防护处理。

企业要考虑到机械设备的适用性，及时升级当前老化设备，以保障工程机械自动化的充分利用，根据机械自动化输入特点和生产周期来配置功能，构建数学模型来提高机械生产效率，按照《中华人民共和国环境保护法》等规定条例的要求，将机械自动化设备从简单生产朝环保方向升级，实现节能减排。

发动机是机械设备的主要动力支撑，基于节能设计理念下，企业对发动机也提出更严格要求，企业在选择发动机时要优先考量是否具备“低功害性”的特征，并选择环保性能理想的机器，以减少实际运行中的噪声污染，实现节能降噪，其次，要改进液压系统，及时去除油液杂质来保障系统清洁程度。

适当延长系统换油时间，避免系统污染，然后，要改进液压管，设计人员要考虑到液压管在长期使用后的老化、腐蚀等风险问题，更替管路，最后，可增设自动加脂装置，设备的维修保养中润滑占重要位置，有效的润滑能降低设备损耗，减少维修和企业运营资金，创造出更多利润，是节流、开源的重要举措。

传统人工操作可能会导致油液浪费或环境污染，EasylubeFXLUBE-250自动注脂器（见图2）可结合机械设备实际生产需求来定时定量注脂，让设备保持润滑状态并延长使用寿命，减少维修，该装置还配备了独立的预警系统，若发生无法正常注脂的现象，则会发出闪烁灯号，便于企业人员及时处理，保障机械设备正常运转与生产。

基于节能设计理念下，要运用自动化技术来提升加工工艺水平，实现对资源耗损的控制，广泛运用数控加工技术组件（见图3），合理选择切削刀具，可选择陶瓷刀具、立方氮化硼刀具，其耐磨性更高，能提升设备加工技术水平。

加工前拟定工艺路线，确定工序的加工余量、计算工序尺寸及公差，填写工艺文件以提升工艺水平，借助信息技术来创新机械设备加工冷却、表面处理等工艺，减少热能损失来提高设备耐久性。

广泛运用风冷技术，不仅操作便捷维护方便，结构简单，还能减少冷却剂的消耗和废液的排放，符合节能设计的理念，优化工艺流程能提升机械设备加工水平，在保障运行效率基础上实现能耗控制。

在工程机械设备制造中，要结合自动化技术的实际需求选择相应的节能环保材料，从而实现节约成本和保护环境的目的，节能材料要尽量减少机械制造生产中的污染，工程机械自动化行业中要运用丰富的新型材料。

金属节能材料，金属材料在机械设计生产中很常见，机械内的连接、转轴、受力等功能发挥中，金属材料都占据重要地位，金属材料多选择钢、铁两种，其韧性和强度均较大，优势突出，但考虑到该材料运用中出现的高污染、高能耗问题，因此要在原有钢铁材料的基础上开发应用新型的金属节能材料，保持和环境间的平衡，如非晶合金，其具备高效电磁能量转换效率的特性，节能优势突出。

高分子材料，作为新型材料典型代表，高分子材料主要涵盖塑料、合成纤维等类型；以纤维材料为例，又包括多功能环保节能或储备技术纤维材料、间接环保纤维材料。

复合材料，复合材料凭借耐热性好，质量轻等优势，在工程机械自动化中被广泛使用，例如，机械设备的传动轴类、密封件等关键零配件的加工应用中可选择使用新型复合材料，不仅有良好耐腐蚀、耐摩擦性能，还能减少运转的噪声及扰动等问题，也体现出节能设计理念。

为实现节能设计理念下的能源利用结构性分配，要构建相应的能源管理体系，需落实以下工作，前期准备工作，在能源利用管理及分配前要统一思想，安排领导小组来制定工作计划并进行培训，初始能源评审，按照当前的法律法规要求，对企业能源管理及利用的现状加以评估，出具完善的评审报告。

识别与评价能源因素，确定基准，建立标杆，详细分析工程机械自动化中的能源因素，建立方针和目标，在分析能源因素后即可构建能源方针，明确能源配置管理的目标，职责分配和能源管理，明确各部门职责，并运用节能技术。

编制体系文件，如“能源管理手册”“机械自动化程序文件”“作业指导书”“节能改进方案”等，实施体系，发布体系文件，并在企业内进行学习及培训，落实全过程的监管，内部审核，策划内部审核方案，出具内审报告，纠正当前节能措施中的不足并改进。