機(jī)械加工節(jié)能降耗對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響

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摘要：伴隨著近些年機(jī)械加工領(lǐng)域的持續(xù)性發(fā)展，關(guān)于機(jī)械加工的技術(shù)研究不斷增多，同時(shí)關(guān)于能源節(jié)省等方面的研究也在不斷深入。機(jī)械加工過程屬于一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及到的能源消耗影響因素也非常多，想要在機(jī)械加工期間做到節(jié)能降耗必須從不同方面著手。對(duì)此，本文簡要分析機(jī)械加工中節(jié)能降耗的管理及技術(shù)措施，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供幫助。

b機(jī)械加工；節(jié)能降耗；管理措施；技術(shù)措施

機(jī)械設(shè)備可以很大程度直接體現(xiàn)企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展水平以及綜合管理水平，在企業(yè)生產(chǎn)與管理工作中所占據(jù)的地位以及重要性較高，會(huì)直接決定企業(yè)的綜合生產(chǎn)質(zhì)量、產(chǎn)量、成本以及能源消耗量等。機(jī)械加工過程會(huì)直接決定企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)還會(huì)決定企業(yè)的節(jié)能降耗水平，對(duì)于企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)利益的影響比較突出。對(duì)此，探討機(jī)械加工中節(jié)能降耗的管理及技術(shù)措施具備顯著實(shí)踐性價(jià)值。

一、機(jī)械加工中的節(jié)能問題及價(jià)值

一直以來在機(jī)械加工領(lǐng)域都存在一些錯(cuò)誤或者是不正確的認(rèn)知問題，其中節(jié)能降耗問題屬于最為典型的認(rèn)知相關(guān)性問題。因?yàn)闄C(jī)械加工期間的能耗普遍低于熱工設(shè)備以及大型冷作設(shè)備的能源消耗，因?yàn)樵谌藗兊膫鹘y(tǒng)理念當(dāng)中，機(jī)械加工設(shè)備屬于標(biāo)準(zhǔn)化系列的產(chǎn)品，其運(yùn)用的能耗接近于“常數(shù)”，并且機(jī)械加工過程中并沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模式，所以在機(jī)械加工期間能耗問題存在著比較大的發(fā)展與研究空間[1]。在機(jī)械加工的編制期間，人們普遍只能夠獲得滿意的產(chǎn)品，同時(shí)提高對(duì)于產(chǎn)品加工性與公益性的重視度，但是忽略了產(chǎn)品本身在加工過程中的能源消耗問題。尤其是對(duì)于一些非批量生產(chǎn)的機(jī)械加工項(xiàng)目而言，該問題顯得非常明顯，這一類企業(yè)在機(jī)械生產(chǎn)期間對(duì)于加工工藝合理性以及可行性的研究比較深入，在這一基礎(chǔ)前提之下生產(chǎn)期間的不同工種之間的能力平衡，相對(duì)而言也就是對(duì)不同設(shè)備的工序之間的能力平衡，此時(shí)便需要注重工藝方案的最佳化的選擇。在具體的加工過程中，生產(chǎn)管理人員經(jīng)常會(huì)資助的調(diào)整加工設(shè)備，此時(shí)整個(gè)加工工藝的平衡、最佳特性會(huì)被打破，此時(shí)打破的思路絕對(duì)與節(jié)能降耗無直接關(guān)系，所以必然會(huì)導(dǎo)致機(jī)械加工過程中節(jié)能降耗的問題不斷加重。目前來看，機(jī)械加工過程中節(jié)能降耗對(duì)于企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具備顯著的影響。機(jī)械加工在節(jié)能方面進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)可以促使整個(gè)生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)效益得到顯著提升。在某研究中，出于對(duì)機(jī)械加工進(jìn)行節(jié)能改進(jìn)目的，在加工過程優(yōu)化之后整體投資成本以及后續(xù)的加工成本得到了顯著降低。從經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)角度來看，需要通過總成本折現(xiàn)值以及實(shí)際年平均發(fā)電量實(shí)現(xiàn)電費(fèi)成本的單位計(jì)算，在機(jī)械加工周期內(nèi)每年的現(xiàn)金流量可以通過電價(jià)、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、組件的壽命進(jìn)行計(jì)算，整體提升價(jià)值較高，提升率在20%左右。

二、機(jī)械加工中影響能耗的主要因素

目前來看，機(jī)械加工過程中能源消耗的問題相對(duì)比較突出，其涉及的因素并不相同，整體來看可以劃分為內(nèi)不同設(shè)備的能耗以及同類型設(shè)備不同型號(hào)之間的能耗問題。對(duì)于同種工件以及同一種加工工序而言，不同的設(shè)備在具體的生產(chǎn)加工成果方面可能相差不大，質(zhì)量都可以滿足基礎(chǔ)要求，但是整體能耗卻有著比較大的差異。例如，某一個(gè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)鑄鐵件與護(hù)板時(shí)，背面按照外緣需要加工一圈寬度與高度分別30mm、5mm的凸緣，在以往的工藝技術(shù)中主要是采用龍門刨上刨平，整體加工時(shí)間在每塊4小時(shí)左右。但是假設(shè)將這一工件放在立銑上進(jìn)行加工，其工序操作只需要每塊30min。在對(duì)單件的電能消耗問題進(jìn)行分析后認(rèn)為，以額定功率替代實(shí)際功率計(jì)算后，龍門刨的功率為52kW左右，而立銑的功率為13kW左右，同時(shí)耗電量差異超過30倍。對(duì)此，在設(shè)備更改之后整個(gè)機(jī)械加工的效率得到了顯著地提升，同時(shí)電能消耗量也得到了有效地控制，這也是非常典型的一個(gè)案例，從這一案例來看編織工藝期間必須做好設(shè)備選擇，能耗問題非常突出。對(duì)于同類型設(shè)備的不同型號(hào)角度來看，也存在比較突出的機(jī)械加工能耗問題。在一般的機(jī)械加工過程中，普遍存在同類型設(shè)備不同的型號(hào)機(jī)器，例如立銑設(shè)備比較常見的就有X53T與6H12，對(duì)于一些工件相對(duì)比較小的加工任務(wù)兩種設(shè)備都可以直接進(jìn)行加工。對(duì)此，在具體加工中，為了更好地平衡設(shè)備的加工負(fù)擔(dān)與爭搶加工時(shí)間方面，往往會(huì)將小工件排在大設(shè)備當(dāng)中，或者是大小兩種設(shè)備同時(shí)使用，此時(shí)便會(huì)形成一種比較高的能源浪費(fèi)問題。通過具體分析，在兩臺(tái)設(shè)備比較方面，X53T與6H12設(shè)備的功率分別為13.8kW與8.8kW，所以兩種設(shè)備必然會(huì)存在比較大的能源消耗差異，所以在設(shè)備選擇過程中需要根據(jù)具體的工件特征選擇最佳的設(shè)備，尤其是對(duì)于一些小工件原則上應(yīng)當(dāng)只能夠選擇小設(shè)備，而不能使用大設(shè)備，從而規(guī)避不必要的能源浪費(fèi)問題。

三、機(jī)械加工中節(jié)能降耗的管理及技術(shù)措施

（一）合理選擇工裝在機(jī)械加工生產(chǎn)過程中經(jīng)常涉及一些具備比較突出特征的產(chǎn)品，其不僅可以使用常規(guī)的加工方式，也可以采用工裝方式進(jìn)行加工[2]。例如，在機(jī)械加工一種42.5mm孔洞的管板時(shí)，孔中需要刮2道3.5mm×0.8mm的環(huán)形槽。在最初通過分析后認(rèn)為工藝方式可以先做孔線，并實(shí)行42.5直徑的孔洞鉆出，此時(shí)設(shè)備采用Rh75的鉆床。之后再鏜3.5×0.8的槽，加工設(shè)備選用T68鏜床，鏜床的工件加工時(shí)間為7個(gè)加工任務(wù)10小時(shí)。鏜床因?yàn)閷儆诖笮颓蚁∮械脑O(shè)備，所以整體加工成本比較高，再加上設(shè)備的功率達(dá)到9.7kW，10小時(shí)的整體耗電量約為97kwh。通過分析后認(rèn)為，可以將兩道槽的尺寸標(biāo)注以方向調(diào)換之后，采用專用工裝掛槽器進(jìn)行施工，直接應(yīng)用Rh75鉆床實(shí)現(xiàn)3.5×0.7槽的加工，整個(gè)加工過程只需要40分鐘，因?yàn)樵O(shè)備本身的功率為13.8kW，功率雖然超過了鏜床，但是加工單件的電能消耗只有9.3kwh。以某機(jī)械加工項(xiàng)目項(xiàng)目，該項(xiàng)目采取了上述所提出的節(jié)能降耗的思路并采取了相應(yīng)的策略，促使整個(gè)機(jī)械加工生產(chǎn)效率得到了顯著地提升。在方案改進(jìn)之后能源消耗降低了10%左右，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益的提升約為8%，整體經(jīng)濟(jì)效益較高，同時(shí)在生產(chǎn)期間的人工成本有所下降，整體經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高。

（二）適當(dāng)調(diào)整加工工序工藝的安排一般是基于傳統(tǒng)習(xí)慣或者是按照慣例進(jìn)行設(shè)計(jì)，在具體的工藝方面需要嚴(yán)格根據(jù)某一個(gè)工藝的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。但是，如果打破常規(guī)并對(duì)工序進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，其可以更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。例如，在閥門用螺釘方面，因?yàn)檫@一種工件本身的直徑比較小，所以在工藝設(shè)計(jì)方面往往會(huì)先設(shè)計(jì)小六角車程，之后再采用立銑的方式進(jìn)行六方加工，立銑的單間工件時(shí)間一般在3分鐘左右，并且每一根料可以出10件，所以整體時(shí)間約為30分鐘。在生產(chǎn)期間，出于節(jié)能降耗的需求，可以對(duì)整個(gè)加工工序進(jìn)行調(diào)整，可以先將圓鋼銑工成為六方之后再進(jìn)行車成加工。這樣的加工方式不僅可以更好地應(yīng)用于小六角車的加工，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)去毛這一工序的節(jié)省，促使原料加工時(shí)間顯著縮短，同時(shí)也間接達(dá)到了電能使用的控制需求。除了在調(diào)整工序之后實(shí)現(xiàn)部分工序減少從而達(dá)到減耗的目的，也可以借助適當(dāng)增加工序的方式實(shí)現(xiàn)能源消耗的控制。一般而言，增加工序會(huì)給人一種提升能源消耗的問題，但是如果工序增加的合理，雖然增加了一道工序但是也可以有效提升整個(gè)加工的效率，從而間接達(dá)到節(jié)能減耗的目的。例如，在某種三通加工期間，來料為長方形的毛坯，工藝主要是安排CA6410的車床以一次性的方式完成加工。但是在加工中增加銑床工序，便可以將毛坯銑床成為凸字形的，此時(shí)再借助車成加工成為三通。借助這樣的方式雖然增加了銑床這一工序，增加的工序加工時(shí)間約為5分鐘，但是車床CA6410的加工減少工序時(shí)間達(dá)到15分鐘，再加上CA6410的功率是7.84kW，所以綜合來看單件的加工節(jié)省能源消耗減少約為1.23kwh。這一類的例子還有非常多，只需要在加工中適當(dāng)拓展思維并針對(duì)功耗問題進(jìn)行分析便可以保障合理性的節(jié)能，以達(dá)到高質(zhì)量、高效率以及低成本的加工。

（三）增加批量生產(chǎn)在一些非專業(yè)化的工廠當(dāng)中，大多數(shù)的產(chǎn)品都是以單件以及小批量方式進(jìn)行生產(chǎn)，這一種生產(chǎn)方式不僅會(huì)導(dǎo)致工件加工方案的設(shè)計(jì)難度提升，同時(shí)在具體生產(chǎn)期間因?yàn)轭l繁的更換加工方式，導(dǎo)致無法流水加工，同時(shí)工人在機(jī)床上的加工步驟需要基于單件的具體加工方式要求進(jìn)行調(diào)整，所以無法形成組加工，必然會(huì)導(dǎo)致加工整體成本提升，能源消耗提高[3]。對(duì)此，在生產(chǎn)組織期間應(yīng)當(dāng)盡可能將一些單件產(chǎn)品以批量方式進(jìn)行生產(chǎn)，并維持一種長期性生產(chǎn)方式，并基于批量投放、組織生產(chǎn)的方式進(jìn)行改革，將以往不同產(chǎn)品的相關(guān)零件以合并方式進(jìn)行下料并生產(chǎn)，從而達(dá)到節(jié)能降耗的加工目的。在某機(jī)械加工企業(yè)中，以往的加工方式主要是以單件分批方式進(jìn)行加工，在增加批量生產(chǎn)技術(shù)措施之后，整體經(jīng)濟(jì)效益提升約為15%，但是能源節(jié)省率超過了30%。經(jīng)濟(jì)效益提高突出。

四、結(jié)語

企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人員需要提高關(guān)于機(jī)械加工的技術(shù)研究，并基于機(jī)械加工過程中涉及的能源消耗項(xiàng)目以及控制環(huán)節(jié)進(jìn)行針對(duì)性地研究探討，采取高效率的生產(chǎn)技術(shù)措施提高機(jī)械加工過程中的能源消耗控制能力，真正體現(xiàn)節(jié)能降耗的管理工作高水平，促使企業(yè)可以持續(xù)性穩(wěn)定發(fā)展。

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作者：于浩華 郭艷 林穎慧 單位：濱州渤?；钊邢薰?/p>