硬密封閘閥專用機(jī)床的生產(chǎn)制造過程及節(jié)能減排
全球變暖日趨嚴(yán)重，溫室氣體的不斷增加對(duì)全球氣候的嚴(yán)重影響已不僅僅是單純的白然科學(xué)課 題，它已經(jīng)逐漸成為全球普遍關(guān)注的涉及國(guó)家-經(jīng)濟(jì)安全等多個(gè)領(lǐng)域的綜合性科學(xué)問題。二氧化碳是溫室氣體主要成份,，而資源和能源的消耗則會(huì)產(chǎn)生了大量的碳排放。據(jù)統(tǒng)計(jì),，我國(guó)能源消耗的主要源頭是制造業(yè)，約占總能耗的57%,。我國(guó)是世界上硬密封閘閥專用機(jī)床保有量最多的國(guó)家,，有超過800多萬(wàn)臺(tái)機(jī)床，而機(jī)床又是制造業(yè)的最重要的加工設(shè)備,。因此,，研究機(jī)床零部件的低碳制造，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)2020年減排任務(wù)的關(guān)鍵,。
生命周期評(píng)價(jià)(Life cycle assessment LCA)是目前全新的一種用來(lái)管理和保護(hù)環(huán)境的手段,，目前主要是通過分析某種產(chǎn)品或者某種工藝的物料、能量及能量再利用以及環(huán)境等的影響,，來(lái)評(píng)價(jià)環(huán)境影響及尋求改善的方法,。目前國(guó)內(nèi)外將生命周期評(píng)價(jià)應(yīng)用到低碳制造方面的文獻(xiàn)并不多。
基于生命周期評(píng)估((LCA)通過計(jì)算各加工組成部分在加工過程的電能消耗量對(duì)制造系統(tǒng)的碳排放進(jìn)行了研究,。結(jié)合產(chǎn)品生命周期理論,，建立了考慮客觀層、戰(zhàn)略層,、過程層和支持層的機(jī)床制造業(yè)的低碳操作系統(tǒng)框架模型,。以空調(diào)室外機(jī)為例，采用生命周期分析軟件計(jì)算了空調(diào)室外機(jī)生命周期碳排放,，以及其內(nèi)部各聯(lián)接關(guān)系裝配過程的碳排放,。提出了固定和變動(dòng)排放的全生命周期碳排放特性模型，建立了線性特性方程,，提出以生產(chǎn)單位機(jī)床產(chǎn)生碳排放量為碳排放效率來(lái)描述閥門雙面機(jī)床碳排放變動(dòng)特性,。以基本碳排放為度量，研究裝配過程的輔助工藝及裝配環(huán)境對(duì)碳排放解算的影響,。
機(jī)床的生產(chǎn)制造過程會(huì)引起大量碳排放,，但是考慮到機(jī)床是由各個(gè)零部件組成,，而目前并沒有具體針對(duì)機(jī)床零部件加工進(jìn)行生命周期碳排放分析。研究零部件的全生命周期碳排放能更清晰地展現(xiàn)出零部件加工各個(gè)階段的碳排放情況,，來(lái)進(jìn)行有針對(duì)性的節(jié)能減排,。
基于零部件成型的重點(diǎn)，關(guān)于其生產(chǎn)加工階段的碳排放,，國(guó)內(nèi)外有不少學(xué)者進(jìn)行了研究,。分析了針對(duì)齒輪加工過程的碳排放特性，從物料,、能源消耗,、廢物處理等方面進(jìn)行分析，建立了齒輪加工過程碳排放邊界條件及碳排放模型,?；诠ば蛱荚唇⒘丝蛰d碳源、負(fù)載碳源,、物料消耗碳源,、能源消耗碳源、非期望碳源等五類基礎(chǔ)工序碳源,，利用基礎(chǔ)工序碳源表示并計(jì)算了砂型鑄造過程的碳排放量,。建立了考慮電能碳排放、刀具碳排放,、切削液碳排放的切削過程碳排放目標(biāo)函數(shù)并進(jìn)行了高效低碳優(yōu)化,。基于公理化設(shè)計(jì)找出了低碳磨削過程中的各層關(guān)鍵影響因素,，建立了磨削過程的ERWC(能源,、資源、廢棄物,、碳排放)的分析模型,。分析了機(jī)械制造工藝碳排放源，建立了機(jī)械制造碳排放特性函數(shù),，并列舉了包括車削,、砂型鑄造、CO：氣體保護(hù)焊,、白由鍛等典型機(jī)械制造工藝碳排放函數(shù),。
但是上述的這些模型一般是針對(duì)某一種特定的加工工藝或加工某種特定零部件，缺乏通用性,。且沒有明確工序與工序之問的具體的碳排放的關(guān)系,，也沒有一個(gè)整體的機(jī)床零部件整個(gè)生產(chǎn)加工工藝的碳排放量化模型，來(lái)提供較準(zhǔn)確的各個(gè)工藝工序的碳排放信息。
因此,，考慮到減少機(jī)床零部件碳排放在節(jié)能減排中的重要地位,，本文對(duì)機(jī)床零部件全生命周期碳排放的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，基于全生命周期碳排放的評(píng)估方法,，分析機(jī)床零部件的生產(chǎn)階段,、加工階段、使用階段,、回收處理階段以及運(yùn)輸階段的碳排放情況,。并具體針對(duì)生產(chǎn)加工過程，分析零部件毛坯生產(chǎn)工藝,、熱處理工藝以及機(jī)械加工工藝的碳排放情況,，建立基于物料流、能量流,、環(huán)境排放流的碳排放量化模型,。以某企業(yè)常用的機(jī)床典型零部件主軸套筒作為實(shí)例開展研究，分析主軸套筒的生命周期碳排放情況,，基于碳排放對(duì)加工工藝參數(shù)和加工工藝方案進(jìn)行低碳分析與優(yōu)選,，驗(yàn)證所提分析方法的有效性和實(shí)用性，并提出相應(yīng)的減排策略,，可為我國(guó)三面數(shù)控鏜孔專用機(jī)床零部件碳排放生命周期管理提供量化方法和思路。
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