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產(chǎn)生了大量的碳排放。據(jù)統(tǒng)計(jì),，我國能源消耗的主要源頭是制造業(yè),，約占總能耗的57%。我國是世界上硬密封閘閥專用機(jī)床保有量最多的國家,，有超過800多萬臺機(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2020年減排任務(wù)的關(guān)鍵。
生命周期評價(jià)(Life cycle assessment LCA)是目前全新的一種用來管理和保護(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，來評價(jià)環(huán)境影響及尋求改善的方法,。目前國內(nèi)外將生命周期評價(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)境對碳排放解算的影響,。
機(jī)床的生產(chǎn)制造過程會引起大量碳排放，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，來進(jìn)行有針對性的節(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，國內(nèi)外有不少學(xué)者進(jìn)行了研究,。分析了針對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,?；诠砘O(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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