機械制造設計中低碳制造理論研究
時間:2022-06-22 11:10:52
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摘要:機械制造是促進(jin)我國經濟發(fa)展(zhan)的(de)(de)主要行業,隨著(zhu)社(she)會的(de)(de)不斷進(jin)步(bu),很(hen)多人逐漸(jian)意識到了環境(jing)(jing)保(bao)護的(de)(de)重要性(xing),在機(ji)械制造(zao)的(de)(de)過程(cheng)中,加入(ru)了低碳(tan)的(de)(de)理(li)(li)念。當前社(she)會中環境(jing)(jing)污染問(wen)題(ti)越來越嚴重,機(ji)械制造(zao)行業不能只關注經濟效益,也要重視環境(jing)(jing)效益,采用低碳(tan)制造(zao)的(de)(de)理(li)(li)論,可以(yi)實(shi)現(xian)機(ji)械制造(zao)行業的(de)(de)可持續發(fa)展(zhan)。本文對(dui)機(ji)械制造(zao)中的(de)(de)低碳(tan)制造(zao)理(li)(li)論以(yi)及技術應用進(jin)行了分析,希(xi)望對(dui)機(ji)械制造(zao)行業的(de)(de)管理(li)(li)者(zhe)起到一定借鑒的(de)(de)作用。
關鍵(jian)詞:機(ji)械制造;低碳制造理論;技術
機械制造行業在發(fa)展(zhan)的(de)(de)過程中,規模(mo)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)大(da),這一(yi)行業在發(fa)展(zhan)的(de)(de)過程中,產值(zhi)出現(xian)(xian)了(le)較(jiao)大(da)的(de)(de)突破,但(dan)是也(ye)(ye)造成了(le)一(yi)定環(huan)境污染問題(ti),為了(le)實(shi)現(xian)(xian)可持續(xu)發(fa)展(zhan),企(qi)業的(de)(de)管(guan)理者一(yi)定要引(yin)進低(di)碳(tan)環(huan)保(bao)的(de)(de)理念,要增強員工(gong)的(de)(de)環(huan)境保(bao)護(hu)意(yi)識,還要積極(ji)引(yin)進先進的(de)(de)環(huan)保(bao)技(ji)術(shu)(shu),對(dui)低(di)碳(tan)制造技(ji)術(shu)(shu)體系進行完善。低(di)碳(tan)制造理論(lun)具有(you)先進性,也(ye)(ye)是未來機械制造行業發(fa)展(zhan)的(de)(de)重要指(zhi)導理論(lun),其應用(yong)的(de)(de)范圍將越(yue)(yue)來越(yue)(yue)大(da),也(ye)(ye)將為環(huan)境保(bao)護(hu)作出更大(da)的(de)(de)貢獻。
1機械制造中應用低(di)碳制造理(li)論以(yi)及技術的(de)必要(yao)性
隨(sui)著經(jing)濟(ji)的(de)(de)(de)(de)不斷發展,社會中(zhong)(zhong)(zhong)環境污染問題(ti)也越(yue)來越(yue)嚴(yan)重,這(zhe)主要(yao)(yao)是(shi)(shi)因(yin)為很多人(ren)缺乏(fa)環保意(yi)識,在(zai)(zai)生(sheng)產制(zhi)(zhi)造的(de)(de)(de)(de)過程中(zhong)(zhong)(zhong),沒有做好(hao)污水排放以(yi)及(ji)治(zhi)理(li)(li)工(gong)作(zuo)(zuo),存在(zai)(zai)隨(sui)意(yi)排放污水等問題(ti),這(zhe)嚴(yan)重影(ying)(ying)響著周圍居民的(de)(de)(de)(de)身(shen)體健康,我(wo)國機械(xie)制(zhi)(zhi)造行(xing)業(ye)在(zai)(zai)發展的(de)(de)(de)(de)過程中(zhong)(zhong)(zhong),采用的(de)(de)(de)(de)粗放的(de)(de)(de)(de)管理(li)(li)形(xing)式(shi),在(zai)(zai)低(di)(di)(di)碳(tan)制(zhi)(zhi)造理(li)(li)論的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響下(xia),該(gai)行(xing)業(ye)逐漸向集約化形(xing)式(shi)進(jin)行(xing)了(le)轉變(bian)(bian),這(zhe)符合我(wo)國對(dui)機械(xie)制(zhi)(zhi)造行(xing)業(ye)節能減排的(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)求。我(wo)國加(jia)入WTO后,與聯合國簽訂了(le)《京(jing)都協議(yi)》,對(dui)溫(wen)室氣(qi)體的(de)(de)(de)(de)排放必須(xu)進(jin)行(xing)控(kong)制(zhi)(zhi),所以(yi),在(zai)(zai)機械(xie)制(zhi)(zhi)造行(xing)業(ye)中(zhong)(zhong)(zhong),引進(jin)了(le)較多的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)(di)碳(tan)環保技(ji)(ji)術,企(qi)業(ye)的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術人(ren)員(yuan)必須(xu)對(dui)制(zhi)(zhi)造加(jia)工(gong)技(ji)(ji)術進(jin)行(xing)創新(xin),還要(yao)(yao)落實(shi)低(di)(di)(di)碳(tan)環保的(de)(de)(de)(de)標(biao)準,做到低(di)(di)(di)排放、低(di)(di)(di)能耗、低(di)(di)(di)污染的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)模式(shi)。低(di)(di)(di)碳(tan)機械(xie)加(jia)工(gong)制(zhi)(zhi)造是(shi)(shi)實(shi)現(xian)(xian)可(ke)(ke)持續發展的(de)(de)(de)(de)重要(yao)(yao)舉措(cuo),其可(ke)(ke)以(yi)實(shi)現(xian)(xian)機械(xie)行(xing)業(ye)發展形(xing)式(shi)的(de)(de)(de)(de)轉變(bian)(bian),也可(ke)(ke)以(yi)實(shi)現(xian)(xian)產業(ye)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)優化,具(ju)有較多的(de)(de)(de)(de)優點(dian)。
2機械制(zhi)造中的(de)低(di)碳(tan)制(zhi)造技術(shu)
低碳制造是指在機械生產的過程中,采用特殊的生產步驟,這一過程實現了對資源的最大化利用,而且降低了對污染物的排放。在對機械產品進行加工制造時,在多個生產階段都需要實現節能減排,要提高資源的利用率,要為低碳環保做出努力。低碳是對能源利用以及消耗情況的評估,其可以改善當前資源環保污染嚴重的現狀,是當前機械制造行業主要的工作模式之一,在制造的過程中,其需要了利用較多的低碳技術,只有建立低碳設計評價模型,制定科學、有效的低碳方法,才能設計出合理的低碳機械設計評估方案。碳匯技術是由碳捕獲技術以及碳掩埋技術組合形成的,利用這項技術,可以實現機械設備的低碳節能生產,其在車間布置中有著廣泛的應用,而且可以加強對資源的循環利用,這項技術可以收集廢棄的資源,還在污水處理中發揮著重要作用,通過技術改良,可以對廢棄物進行合理的利用。另外,很多機械制造單位(wei)還利用了新能(neng)(neng)源(yuan)(yuan),通過利用風(feng)能(neng)(neng)、水能(neng)(neng)以及沼氣(qi),可以提供制(zhi)造(zao)加工(gong)所(suo)需要的動能(neng)(neng),這類能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)屬于清(qing)潔能(neng)(neng)源(yuan)(yuan),而且具有可再生(sheng)性,不(bu)會產生(sheng)二(er)氧(yang)化碳等溫室氣(qi)體,所(suo)以,是今(jin)后機(ji)械制(zhi)造(zao)行(xing)業發展中主要開發的能(neng)(neng)源(yuan)(yuan),必(bi)須大力研究與開發。
3機械制(zhi)造中的低碳制(zhi)造的技術應用
3.1模塊化設計
機械(xie)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品的(de)(de)模塊(kuai)(kuai)化設(she)計(ji)作(zuo)為技(ji)(ji)術較(jiao)為先進、前沿的(de)(de)機械(xie)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品設(she)計(ji)方(fang)法,根據功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)不(bu)同(tong)可(ke)(ke)以將(jiang)系統劃分(fen)為幾個有差異的(de)(de)模塊(kuai)(kuai),模塊(kuai)(kuai)會逐步優化,并(bing)加(jia)以整(zheng)合,最終(zhong)獲(huo)得不(bu)同(tong)品種和(he)不(bu)同(tong)規格的(de)(de)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品。若拿同(tong)一(yi)個尺度去衡量機械(xie)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品中的(de)(de)非功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)性單(dan)元,能(neng)(neng)(neng)(neng)造成(cheng)(cheng)機械(xie)資源(yuan)、能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)耗(hao)費(fei),更不(bu)利(li)于機械(xie)的(de)(de)運行和(he)維(wei)護。對機械(xie)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品完(wan)全有必要開展每個功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)性單(dan)元的(de)(de)劃分(fen)模塊(kuai)(kuai)的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)與任務,通過劃分(fen)后的(de)(de)模塊(kuai)(kuai)評(ping)估每個機械(xie)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)制(zhi)造企(qi)業的(de)(de)降低能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)、資源(yuan)消耗(hao)方(fang)面的(de)(de)潛能(neng)(neng)(neng)(neng),并(bing)認真檢驗企(qi)業應用低碳制(zhi)造技(ji)(ji)術所獲(huo)取的(de)(de)成(cheng)(cheng)效如何,才能(neng)(neng)(neng)(neng)對下一(yi)步低碳生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)技(ji)(ji)術加(jia)強革新。一(yi)個典(dian)型的(de)(de)例子,德國Index技(ji)(ji)術企(qi)業研發的(de)(de)復(fu)合型加(jia)工(gong)(gong)設(she)備,經由(you)眾(zhong)多差異的(de)(de)模塊(kuai)(kuai)整(zheng)合可(ke)(ke)以達到銑削(xue)、車削(xue)、磨削(xue)和(he)激光熱等(deng)等(deng)多個生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)環(huan)節的(de)(de)順利(li)完(wan)成(cheng)(cheng),利(li)用模塊(kuai)(kuai)化設(she)計(ji)這一(yi)應用設(she)計(ji)方(fang)案(an),對全部零件的(de)(de)完(wan)整(zheng)加(jia)工(gong)(gong),切實(shi)提高了能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)設(she)備的(de)(de)利(li)用率,大大地減少(shao)了整(zheng)個生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)過程(cheng)中使用過多的(de)(de)機床數(shu)目,簡化了生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)流程(cheng),降低了各項(xiang)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)耗(hao)費(fei)。
3.2生態化設計
當(dang)前(qian)我國(guo)提出了(le)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)文(wen)明建(jian)(jian)設應當(dang)與(yu)物(wu)質文(wen)明、精神文(wen)明和社(she)會文(wen)明建(jian)(jian)設并(bing)舉的(de)(de)方針,一些機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)制造(zao)企(qi)業開(kai)始由改革之初的(de)(de)盲目增(zeng)加新的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產項目、片面追求機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)行業總產值(zhi)(zhi)轉變為在機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)制造(zao)開(kai)展生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產工作(zuo)(zuo)時,考慮資源與(yu)環(huan)境(jing)的(de)(de)成本(ben),降低環(huan)境(jing)的(de)(de)負(fu)載壓力,重視(shi)統籌對(dui)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)環(huan)境(jing)的(de)(de)保護,以實(shi)際行動做到既保持機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)制造(zao)的(de)(de)經濟產值(zhi)(zhi),又減(jian)少了(le)大(da)量(liang)的(de)(de)原料的(de)(de)消耗(hao)與(yu)環(huan)境(jing)的(de)(de)破壞(huai)。在這一大(da)形勢下,生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)化設計應運而(er)(er)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng),它不(bu)僅(jin)保證(zheng)了(le)產品的(de)(de)使用(yong)功能,而(er)(er)且(qie)促進(jin)了(le)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)效益(yi)(yi)的(de)(de)提高。通常意義(yi)而(er)(er)言,機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)制造(zao)作(zuo)(zuo)業時一定(ding)有不(bu)同情況(kuang)的(de)(de)廢水(shui)、廢渣和廢氣(qi)等污染物(wu)的(de)(de)排放,工業“三廢”無疑會破壞(huai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)平(ping)衡和生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)多樣性,基于此,機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)制造(zao)企(qi)業不(bu)失時機(ji)(ji)(ji)(ji)地(di)開(kai)展產品的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)設計,利(li)用(yong)科技含量(liang)高、經濟效益(yi)(yi)好、能源利(li)用(yong)效率高、污染環(huan)境(jing)少的(de)(de)新技術(shu)產品。
3.3輕量化設計
之所以要對機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)進行輕(qing)量(liang)化設計,主要是為(wei)(wei)了(le)(le)能(neng)(neng)夠(gou)(gou)降低機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)的自重,但同時(shi)又能(neng)(neng)夠(gou)(gou)保證(zheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)自身的性(xing)能(neng)(neng)。也就是說,要在保證(zheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)每個(ge)生(sheng)(sheng)產要素(su)都能(neng)(neng)夠(gou)(gou)正(zheng)常運(yun)行的基礎上(shang),優化機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)設計,使(shi)其重量(liang)減輕(qing)。這樣不但能(neng)(neng)夠(gou)(gou)減少(shao)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)制造過程中(zhong)使(shi)用(yong)(yong)的材料(liao)和資源,還可以使(shi)其在生(sheng)(sheng)產中(zhong)減少(shao)碳排放(fang)量(liang),降低各種(zhong)能(neng)(neng)耗(hao)(hao),提高機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)使(shi)用(yong)(yong)的綜合效益。例(li)如在某機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)的生(sheng)(sheng)產中(zhong),就利用(yong)(yong)各種(zhong)新(xin)材料(liao),采(cai)用(yong)(yong)新(xin)技術,利用(yong)(yong)輕(qing)質的鋁合金材料(liao)代替(ti)鋼鐵(tie)材料(liao),在保證(zheng)材料(liao)強度的基礎上(shang)減小了(le)(le)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)的重量(liang),這樣不但降低了(le)(le)機(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)(xie)的油(you)耗(hao)(hao),減少(shao)了(le)(le)尾氣排放(fang)量(liang),還會帶來較為(wei)(wei)可觀的節省成本效益。
4結語
機(ji)械制(zhi)造(zao)(zao)加(jia)工(gong)是社會產業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要組成(cheng),機(ji)械制(zhi)造(zao)(zao)行業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)為人(ren)(ren)們設計出了(le)較(jiao)(jiao)多的(de)(de)(de)(de)(de)具有便(bian)利性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)產品,其改(gai)善了(le)人(ren)(ren)們的(de)(de)(de)(de)(de)生活,但是這一行業(ye)(ye)在(zai)發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)中,由于不(bu)重(zhong)視環(huan)(huan)境(jing)(jing)保護,所(suo)以,造(zao)(zao)成(cheng)了(le)較(jiao)(jiao)多的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)境(jing)(jing)污染(ran)問題(ti)(ti),這威(wei)脅(xie)著人(ren)(ren)類的(de)(de)(de)(de)(de)健康。比(bi)如在(zai)排放污水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)中,由于沒有對污水(shui)進(jin)行處理,存在(zai)隨(sui)意排放的(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)(ti),可能會污染(ran)地下水(shui),會對周圍環(huan)(huan)境(jing)(jing)造(zao)(zao)成(cheng)破壞,不(bu)利于實(shi)現(xian)機(ji)械制(zhi)造(zao)(zao)加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)可持續發(fa)展(zhan)。進(jin)入21世紀后,我(wo)國出現(xian)了(le)能源緊(jin)缺的(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)狀,而(er)且大氣污染(ran)比(bi)較(jiao)(jiao)嚴重(zhong),只有在(zai)機(ji)械制(zhi)造(zao)(zao)中引(yin)起低碳環(huan)(huan)保的(de)(de)(de)(de)(de)理念,才能改(gai)善這一環(huan)(huan)境(jing)(jing)問題(ti)(ti)。
作者:付正森 單(dan)位:西南交通大(da)學希望(wang)學院
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