機(jī)械加工制造能耗優(yōu)化方法研究

1、摘要伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和各行業(yè)與各部門(mén)的不斷成熟，企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)過(guò)程中所需要的能源總量也呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢(shì)， 但全球的可用能源儲(chǔ)備量是有限的， 企業(yè)若想要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展， 就 必須對(duì)當(dāng)前的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式進(jìn)行調(diào)整， 對(duì)當(dāng)前資源狀態(tài)進(jìn)行合理評(píng)估， 運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化， 將低能耗和低碳本文作為生產(chǎn)改進(jìn)的主題，真正落實(shí)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的細(xì)枝末節(jié)。將機(jī)械加工制造作為研究的對(duì)象， 對(duì)當(dāng)前機(jī)械加工制造過(guò)程中存在的 問(wèn)題進(jìn)行理性分析， 并從設(shè)備的改良、 生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)化以及生產(chǎn)模式的調(diào)整等方面對(duì)機(jī)械加工制造過(guò)程中存在的能耗問(wèn)題提出針對(duì)性建議，確保我國(guó)的機(jī)械加工制造業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。關(guān)鍵詞機(jī)械；

2、加工制造； 能耗優(yōu)化隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展， 人們的日常生活水平不斷提高， 不僅僅體現(xiàn)在衣食住行中， 國(guó)民的文化生活也在不斷地發(fā)展與進(jìn)步。但經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展總是以資源的開(kāi)發(fā)與利用為前提的，過(guò)分追求經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度只會(huì)帶來(lái)資源的浪費(fèi)與短缺，因此，除 了在日常的生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)過(guò)程中追求更高的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)， 越來(lái)越多的人將 更多的目光投向在各行各業(yè)進(jìn)行資源的合理分配與利用上， 力求最大 限度地減少浪費(fèi)， 減輕環(huán)境和資源問(wèn)題給我國(guó)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)久、 持續(xù)發(fā)展造 成的壓力， 尤其是在機(jī)械加工制造業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)中， 更要重視能源開(kāi) 發(fā)與利用的合理化，通過(guò)能耗優(yōu)化的方法實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。1 當(dāng)前我國(guó)機(jī)械加工制造過(guò)程中存在的問(wèn)

3、題 11 能源價(jià)格飛速增長(zhǎng)給機(jī)械的加工制造帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)。機(jī)械加工制造行業(yè)作為我國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)部門(mén)中十分重要的組成部分， 相關(guān)的加工制造企業(yè)在產(chǎn)品和服務(wù)的生產(chǎn)過(guò)程中需要消耗大量的資源， 其中不僅僅包含著生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò) 程中所需要的人力資源，各種能源更是在此過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。但近年來(lái)， 我國(guó)機(jī)械加工制造行業(yè)所需能源的價(jià)格逐年攀升， 企業(yè)若 想要維持正常的生產(chǎn)， 就必須要增加機(jī)械加工與制造的前期投入， 用 更高的成本來(lái)交換生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程的中所必需的能源， 這會(huì)給一些中小 型機(jī)械加工與制造企業(yè)以及大部分剛剛起步的企業(yè)帶來(lái)更大的壓力， 無(wú)形中給我國(guó)的機(jī)械加工與制造行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展造成不良影響。而能源價(jià)格飛速

4、增長(zhǎng)的現(xiàn)象也是由多方面原因造成的首先就是全球 范圍內(nèi)可被利用的能源儲(chǔ)備量的不斷減少造成能源價(jià)格的上漲， 由于 機(jī)械加工與制造的過(guò)程中所使用的能源通常為煤炭和石油等不可再 生的化石燃料，這些能源一旦消耗就無(wú)法通過(guò)其他的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)化而 再次出現(xiàn)，需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的積累與沉淀才能夠重新產(chǎn)生，因此，不 僅僅是我國(guó)， 全世界當(dāng)前的石油與煤炭?jī)?chǔ)備量逐年遞減， 國(guó)際能源競(jìng) 爭(zhēng)不斷加劇，價(jià)格作為商品要素自然也就會(huì)發(fā)生波動(dòng)；由此同時(shí)，由 于機(jī)械加工制造行業(yè)作為重工業(yè)， 對(duì)于能源的消耗量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他行 業(yè)的基本需求量， 但全球范圍內(nèi)能源的供應(yīng)量是十分有限的， 這就使 得許多機(jī)械加工與生產(chǎn)企業(yè)為了滿足既定的工作計(jì)劃，

5、 不得不以高價(jià)對(duì)所需能源進(jìn)行收購(gòu)，這些因素都直接導(dǎo)致了能源價(jià)格的飛速上漲，給機(jī)械加工制造的合理有序發(fā)展增添了壓力。12機(jī)械加工與制造過(guò)程中能源的浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。機(jī)械加工制造行業(yè)作為我國(guó)的傳統(tǒng)重工業(yè)， 在改革開(kāi)放以來(lái)帶動(dòng)著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展， 但隨著高 新技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)， 各種新興技術(shù)卻并沒(méi)有被運(yùn)用到機(jī)械的加工與制造的過(guò)程中，我國(guó)絕大多數(shù)的工業(yè)領(lǐng)域仍然延用最傳統(tǒng)和最原始的加 工與制造工藝，相對(duì)落后的加工與制造工藝不僅僅影響著機(jī)械的正常由于生產(chǎn)效率，還會(huì)對(duì)能源的利用效率造成很大的不良影響。機(jī)械生產(chǎn)工藝自身的限制， 在對(duì)能源進(jìn)行使用的過(guò)程中很難實(shí)現(xiàn)循環(huán) 利用，自然也就很難將能源的價(jià)值充分地發(fā)揮出來(lái)，

6、在機(jī)械的加工與制造過(guò)程中產(chǎn)生許多不必要的浪費(fèi)， 給該部門(mén)的可持續(xù)發(fā)展造成不小的限制。而有的機(jī)械加工與制造企業(yè)雖然對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行了現(xiàn)代化的改進(jìn)， 但卻忽視了最基本的能源運(yùn)輸與儲(chǔ)存過(guò)程， 直接在這兩個(gè)環(huán)節(jié)造成不必要的能源浪費(fèi)， 影響整個(gè)機(jī)械加工與制造部門(mén)的生產(chǎn)效率。13 機(jī)械的加工與制造過(guò)程中容易出現(xiàn)環(huán)境的污染。根據(jù)現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示， 煤炭、石油和天然氣現(xiàn)已經(jīng)成為了我國(guó)機(jī) 械加工與制造行業(yè)必不可少的三大主要能源， 幾乎所有的機(jī)械生產(chǎn)過(guò) 程與環(huán)節(jié)都離不開(kāi)這三種能源， 但伴隨著能源與機(jī)械最終產(chǎn)品與服務(wù) 之間的轉(zhuǎn)化， 污染也就在這個(gè)過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)了， 煤炭和石油 作為主要的化石燃料， 其在燃燒放

7、熱的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和二氧 化硫等有害氣體， 不僅會(huì)加劇溫室效應(yīng)和臭氧層的空洞， 還會(huì)間接導(dǎo) 致酸雨的出現(xiàn)， 破壞人們的日常生活環(huán)境， 進(jìn)而影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的 穩(wěn)定與和諧，與此同時(shí)，我國(guó)相比較于機(jī)械制造業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，缺乏 對(duì)于污染的治理和污染物的處理等方面的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)， 對(duì)于污染物排放 的監(jiān)管程度不夠， 也沒(méi)有投入充足的資金用于減輕污染和購(gòu)買(mǎi)處理污染物的相關(guān)器械， 這些情況都直接導(dǎo)致了污染的進(jìn)一步加重， 自然也會(huì)給機(jī)械加工制造行業(yè)的正常運(yùn)行帶來(lái)不小的影響。因此，機(jī)械加工與制造部門(mén)要正確認(rèn)識(shí)污染， 對(duì)當(dāng)前存在的污染進(jìn)行及時(shí)的治理，并對(duì)當(dāng)前的生產(chǎn)工藝進(jìn)行升級(jí)， 提高對(duì)于能源的利用率的同時(shí)減少污染

8、。2 根據(jù)機(jī)械加工與制造過(guò)程中存在的能耗問(wèn)題提出針對(duì)性建議 21 針對(duì)機(jī)械加工與生產(chǎn)工藝進(jìn)行改良。機(jī)械的加工與制造工藝與生產(chǎn)方案需要相關(guān)負(fù)責(zé)人在機(jī)械投入流水線生產(chǎn)之前就 進(jìn)行初步確認(rèn)，一旦投入生產(chǎn)就無(wú)法更改，因此，相關(guān)負(fù)責(zé)人要在每 一個(gè)批次的生產(chǎn)結(jié)束之后， 及時(shí)對(duì)本次生產(chǎn)中存在的能耗方面的不足進(jìn)行總結(jié)，作為未來(lái)機(jī)械加工與制造過(guò)程中的寶貴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行記錄。且機(jī)械的加工與制造工業(yè)是多方面的，包括機(jī)械機(jī)床的設(shè)計(jì)、 生產(chǎn)線機(jī)械加工與制造所運(yùn)用的機(jī)床設(shè)備進(jìn)行革新。按照以往的機(jī)械路的規(guī)劃、切削液以及機(jī)械的加工參數(shù)等多個(gè)領(lǐng)域，因此，機(jī)械加工 與制造部門(mén)更要對(duì)生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)的最低能耗進(jìn)行合理評(píng)估， 首先根 據(jù)每個(gè)

9、環(huán)節(jié)的特征對(duì)加工與制造工序進(jìn)行合理排序， 將能耗和對(duì)環(huán)境 的影響作為評(píng)判的標(biāo)準(zhǔn)， 對(duì)能耗多、 污染嚴(yán)重的加工與制造環(huán)節(jié)進(jìn)行 更新與升級(jí)， 運(yùn)用高新技術(shù)提高能源的利用率， 實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)和 循環(huán)利用， 將降低能耗作為工藝革命的核心內(nèi)容， 盡一切可能使機(jī)械22對(duì)加工與制造的每一道工序都向著環(huán)境友好型的方向發(fā)展。加工與制造流程， 機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)往往在真正投入生產(chǎn)之前就對(duì)機(jī)械的 加工與制造任務(wù)進(jìn)行提前安排與劃分， 且通常按照從上到下的順序?qū)?工作任務(wù)進(jìn)行分配， 機(jī)械的加工與制造通常會(huì)分配給基層的車(chē)間， 由 相對(duì)穩(wěn)定且高效的機(jī)械加工與制造機(jī)床負(fù)責(zé)完成， 且每個(gè)生產(chǎn)與加工 的過(guò)程通常需要在多臺(tái)機(jī)床的輔助下

10、完成， 這樣的生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)模式自然也就對(duì)機(jī)床的數(shù)量和質(zhì)量提出了較高的要求， 首先，機(jī)械加工與制 造企業(yè)要根據(jù)原材料的數(shù)量和種類以及企業(yè)對(duì)成品的要求對(duì)機(jī)床進(jìn) 行正確的挑選，防止大材小用的現(xiàn)象出現(xiàn)，與此同時(shí)，機(jī)械加工與制 造企業(yè)還要提高對(duì)于機(jī)床使用環(huán)節(jié)的重視程度， 除了正確掌握機(jī)床的 使用方法，還要在生產(chǎn)的過(guò)程中總結(jié)出一套真正適合自身生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)的機(jī)床使用流程， 保證能源能夠充分流向機(jī)械加工與制造的每一個(gè)流程。23 從能量轉(zhuǎn)化的角度降低能耗。能量從煤炭、石油以及天然氣等形式完全釋放出來(lái)的過(guò)程是一個(gè)化學(xué)變化的過(guò)程， 化石 燃料完成一系列的化學(xué)變化的過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生不少的能量損失， 無(wú) 論是將熱量從燃料中

11、釋放出來(lái)還是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能， 能量必然是 逐層遞減的，因此，機(jī)械生產(chǎn)部門(mén)可以從能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程入手，分析 每個(gè)環(huán)節(jié)由于能量轉(zhuǎn)化而導(dǎo)致的能量消耗， 運(yùn)用合理方法降低能量流動(dòng)過(guò)程中能量不必要的損耗， 運(yùn)用機(jī)械建模等方式進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)， 尋找出能耗最低、浪費(fèi)最少的機(jī)械加工與制造方案。3 小結(jié)科技的發(fā)展與進(jìn)步對(duì)機(jī)械加工與制造過(guò)程提出了越來(lái)越高的要求， 相關(guān)工 業(yè)部門(mén)不僅要提高機(jī)械的生產(chǎn)與加工效率， 更要將降低能耗作為一項(xiàng) 重要的任務(wù)來(lái)完成， 可以通過(guò)針對(duì)機(jī)械加工與生產(chǎn)工藝進(jìn)行改良， 對(duì) 機(jī)械加工與制造所運(yùn)用的機(jī)床設(shè)備進(jìn)行革新， 從能量轉(zhuǎn)化的角度降低 能耗等方式提高能源利用效率， 實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工與制造部門(mén)的可持續(xù)發(fā)展。參考文獻(xiàn) 1 何彥, 王樂(lè)祥,李育鋒, 等一種面向機(jī)械車(chē)間 柔性工藝路線的加工任務(wù)節(jié)能調(diào)度方法 機(jī)械工程學(xué)報(bào) ,2016192 龔鼎,黃鶯,張永炬 ,等基于能耗分析的軸類零