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机电设备再制造的关键技术研究

2012-02-20邱小童胡发焕

装备制造技术 2012年5期
关键词:使用寿命工程机械机电设备

邱小童,胡发焕

(江西理工大学,江西 赣州 341000)

进入21世纪以来,以优质、高效、节能、节材为目标的再制造工程技术得到了飞速发展。再制造因其低碳、环保而属于绿色先进制造技术,推广应用再制造工程技术顺应了资源综合利用、促进经济社会可持续发展的时代要求。

1 机电设备再制造的概念及特点

再制造是指以产品全寿命周期理论为指导,以实现废旧产品性能提升为目标,以节能、降耗为准则,以先进技术为手段,进行修复、改造废旧产品的一系列技术措施或工程活动的总称。作为再制造之一的机电设备再制造则是一种高端循环再生方式,通过修复技术和完善的制造规范,使机电设备的废旧零部件或整机达到媲美新产品的状态,不但能延长产品的使用寿命,提高技术性能,还能为产品设计和改造提供信息,最大限度发挥产品的作用。

2 机电设备再制造的发展优势

在《产业结构调整指导目录》(2011年本)中,国家明确鼓励发展“废旧汽车、工程机械、矿山机械、机床产品、农业机械、船舶等废旧机电产品及零部件再利用、再制造”。与制造新品机电设备相比,再制造可节能60%、节材70%、节约成本50%,几乎不产生固体废物,大气污染物排放量可降低80%以上[1],其发展契合循环经济理念,可形成“资源—产品—废旧产品—再制造产品”的循环经济模式,是发展低碳经济、绿色经济的有效途径。

仅仅以机电设备中的工程机械行业为例,2010年,我国工程机械行业销售总规模仅次于美国。根据再制造行业的初步统计,各种机型零部件的平均回收利用率按照60%~70%,再制造产品的销售价格按新品的50%~70%进行测算,以我国2010年工程机械年销售收入为基数,可以预测未来5-10年,国内工程机械再制造的市场份额将可到300-500亿元[2]。

3 机电设备再制造的工艺(图1)和关键技术

图1 机电设备在制造的工艺

3.1 拆解

再制造拆解工艺方法可分为击卸法、拉卸法、压卸法、热拆法及破坏性拆解法。在拆解中可根据具体零部件实际情况选用。

3.2 清洗

机电设备在使用过程,零部件会产生各种污垢,如外表面沾染的灰尘、油泥,漆层的老化变质,机械润滑及燃油系统残留的润滑油和燃油污垢,金属表面产生的腐蚀物等。使用烘焙炉进行保温烘焙、表面抛丸、喷砂、高压水射流、超声波等的清理技术实现无损清洗。

3.3 检测

无损检测手段包括超声波检测、相控阵超声波检测、涡流检测、X射线检测、磁粉检测等。综合分析影响检测结果的各项技术参数,系统优化无损检测技术组合,保障零部件表面及内部的缺陷检出率和检测速度。选择合适的理论和技术,建立寿命评估分析模型,评估零部件的剩余寿命。

3.4 再制造加工

机电设备产品在使用过程中,一些零件因磨损、变形、破损、断裂、腐蚀和其他损伤而改变了零件原有的几何形状和尺寸,从而破坏了零件间的配合特性和工作能力,使部件、总成甚至整机的正常工作受到影响。零件再制造加工的目标是恢复损伤失效零件的尺寸、几何形状和力学性能。

再制造加工方法及技术,是提高再制造产品质量、缩短再制造周期、降低再制造成本、延长产品使用寿命的重要措施,包括电刷镀技术、热喷涂技术、堆焊技术、低温镀铁技术、激光熔覆技术等对零部件表面及内部的缺陷进行再制造修复,它们各具特点,应用范围也不同,应依具体情况而定[3]。

3.5 装配

影响再制造产品装配精度的主要因素有零件本身或再制造后的质量;装配过程中的选配和加工质量;装配后的调整与质量检验。装配中为保证装配质量和装配精度而采取的技术措施,包括调整零部件传动精度,如间隙、行程、接触面积等;校正和保证零部件的位置精度,如同轴度、垂直度、平行度、平面度、中心距等。对上述调整与校正所采取的措施是否得当,对于废旧产品再制造质量和再制造后产品的使用寿命具有直接作用。

3.6 测试

经过再制造后,重要的机电设备产品投入正常使用之前必须进行磨合与试验。其目的是:发现再制造加工及装配中的缺陷,及时加以排除;改善配合零件的表面质量,使其能承受额定的载荷;减少初始阶段的磨损量,保证正常的配合关系,延长产品的使用寿命;在磨合和试验中调整各机构,使零部件之间相互协调工作。

4 结论

由于机电设备结构复杂、工作条件恶劣、工作环境和介质多变、零部件的损伤形式多样,故在实际的再制造过程中要根据设备的工作特点、受损零部件的受力情况以及不同的损伤部位具体问题具体分析,结合不同的再制造手段合理应用,以取得最佳的制造效果。

[1]徐滨士.再制造工程的现状与前沿[J].材料热处理学报,2010(1):10-13.

[2]田国富,等.我国工程机械实施再制造的可行性分析[J].中国表面工程,2006,(5):97-98.

[3]杨洗陈,等.激光再制造技术及其工业应用[J].金属加工世界,2006,(3):35-37.

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