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汽车流水线拆解研究

2020-10-21吴振宇

吴振宇

摘 要:目前我国报废拆解行业已逐渐完善,但拆解技术水平有待提高,存在发展瓶颈。针对目前情况,对报废汽車(主要指乘用车)拆解工艺进行深入研究,通过提高自动化率,并应用流水线作业,设计完整的工艺流程,同时明确机械化设备选型需求,从而形成一套完整的报废汽车拆解的解决方案。

关键词:报废汽车;自动化率;拆解工艺;流水线作业

0 前言

近几年,我国汽车产业高速发展,报废汽车的数量逐年增加,报废汽车的处理已成为人们关注的焦点之一。根据国际经验,汽车上的各种再生资源90%以上可以回收利用,玻璃、塑料等回收利用率可达50%,经过处理后的报废汽车零部件有很高的使用价值。目前,汽车产业发达国家的汽车回收利用率相当高,德国、法国、美国等国家的报废汽车再利用率已达到90%。大力推广报废汽车的再利用技术,既有助于节约社会资源,又有助于促进环境保护,符合构建节约型社会和和谐社会大方向。同时报废汽车回收利用是汽车工业产业链的延伸,是完善整个汽车工业产业链的十分重要的环节。

1 报废汽车回收拆解基本概述

1.1 我国汽车报废拆解行业情况

我国报废汽车的市场管理始于20世纪80年代初期,当时汽车保有量刚刚超过200万辆。经过三十多年的发展,报废汽车回收拆解行业的管理体系渐渐趋于完善。国家颁布了一系列法律法规,使报废汽车回收拆解行业管理进入法制轨道。

1.2 报废汽车回收利用流程

报废汽车处理流程发起于报废汽车的最终用户,终止于最终处理公司(如钢厂、橡胶厂、塑料厂等等)和维修企业(再制造零部件重新应用),其中,回收、拆解、再制造、破碎是连接报废汽车和最终处理公司的四个核心环节。

收购公司从性质上属于流通性环节,同时也是社会回收体系的一部分,主要负责从用户手中收购报废汽车,销售给拆解公司。拆解公司主要负责对报废汽车进行拆解,得到可翻新零部件、塑料、电子产品和车体等等,一般情况下,一个区域的回收、拆解环节多为一个拿到当地特许权的有资质牌照的公司。再制造公司也是需要再制造资质和牌照的,主要负责可翻新零部件的再制造。破碎公司负责对拆解后的无法再直接进行利用的车体进行破碎,加工成合格原材料,如废钢精料,作为原材料送至最终处理公司,如钢厂。上述环节各司其职,构成报废汽车循环利用的整体产业链。

其中回收拆解是报废汽车处理的基础。

对报废汽车进行处理时首先需要经过的是拆解步骤,主要目的为抽取废油(防止破碎过程中爆炸),拆除能够重新利用的零部件、轮胎、塑料、电子电气设备等等。在拆解过程中会用到废液回收设备、安全气囊引爆器、氟利昂抽取机、液压剪等等设备。目前半自动人工拆解仍是报废汽车拆解处理的主流方式,日本丰田等大型车企也在对自动拆解流水线进行开发,但完全基于逆向工程的自动拆解流水线比较“挑食”,对不同车型的适应性不高,通常只能对同系列车型进行自动拆解。

2 报废汽车拆解工艺设计

报废汽车拆解作业的组织是否合理,不仅影响到汽车拆解质量、生产效率、拆解成本,而且关系到汽车拆解任务的完成。

汽车拆解作业的组织方法,包括汽车拆解作业方式、作业流程及基本方法、劳动组织形式等。汽车拆解作业方式,一般分为定位作业法和流水作业法。

(1)定位作业法:汽车车架、驾驶室的拆解等,被放置在一个固定工位上进行作业,拆卸后的总成拆解,则可分散至专业组进行。

(2)流水作业法:汽车拆解作业是在间歇流水线上的各工位上完成的。

2.1 目前国内汽车拆解工艺

目前,国内仍然是以单工位的拆解为主,即定工位作业法,该方法一般效率较低,且大多是破坏性的拆解。报废汽车回收拆解行业处在发展的初期,生产设施简陋,拆解全靠氧气切割,并且存在露天作业、拆解工人劳动强度大、技术含量低、零部件利用率低等问题,而且二次污染严重,社会效益不显著。

人工拆解,不仅无法对报废汽车进行拆解后的资源细分回收,造成大量的资源浪费,而且在拆解时无视环保,废油、废气等随意排放对环境造成很大的污染。

正规的报废汽车自动化水平也不高,总体的业务量较少且不稳定导致了企业在做投资决策时十分谨慎。总体而言,报废汽车回收拆解的零部件及材料附加值很低,环保拆解、科学拆解、资源利用率、工作效率等都有待提高。表2-1显示了国内外的报废汽车拆解业务的差距。

意大利 意大利菲亚特公司成立汽车拆解试验中心、研究简易拆解技术,为拆解厂家研制专业工具,编写拆解手册,按照他们的技术,只要20秒就可迅速拆下塑料油箱,10秒拆一根保险杠,拆下车窗和风挡也仅需10秒钟。

2.2 基于流水线的拆解工艺设计

本研究基于国内报废汽车拆解技术和工艺上存在的问题,通过提高自动化率,利用汽车工业装配的逆向思维,创新性地对拆解工艺进行设计,并结合我国报废汽车回收拆解行业适用的国家法律、法规,最后形成一套完整的、安全的、环保的、有较大包容性和柔性化的、基于流水线的拆解工艺流程。

本研究的工艺流程主要分为四部分,由四条主流水线组成,按照如下布置:预处理线→内饰拆解一线→底盘拆解线→内饰拆解二线。工位之间实现自动输送,转接点人工辅助。在安全操作的原则下,提高生产效率,降低劳动力成本。

(1)预处理线工序:根据国家法律法规要求,在对报废汽车进行拆解前,首先要进行预处理工作:主要包括拆卸蓄电池和车轮、拆除危险部件(如安全气囊等)、抽排液体(如燃料、制动液、机油、变速箱油、制动液、挡风玻璃洗涤液、制冷剂等)。

(2)内饰拆解一线工序:内饰拆解一线主要拆除车辆内部的整体模块,主要包括车门、座椅、天窗、仪表板等零部件。

(3)底盘拆解线工序:底盘拆解线主要拆除车辆的底盘零部件及模块化总成。

(4)内饰拆解二线工序:主要拆除仪表盘、空调系统、内饰地毯、胶条、安全带等零部件,并清理车厢内部管线。

3 流水线拆解设备

目前国内汽车拆解设备需满足以下几个条件:

其一,低成本。目前,国内报废汽车拆解项目的投资环境不明朗,各公司的预算投资并不大,而且高成本的设备直接影响了各再生资源公司的利润,因此机运设备应在满足功能的前提下,选择投资小的设备。其二,柔性化。中国的汽车品种繁多,几乎覆盖全世界的汽车品牌,并且各品牌的差异明显,针对国内报废汽车种类的复杂情况,机运设备的选型上必须满足柔性化,选择通用性极强的设备。其三,间歇或低速运行。中国报废汽车拆解行业情况复杂,各公司能收购的报废汽车数量远不及汽车生产工厂的纲领。就目前情况,一个再生资源公司能收到的报废汽车数量是有限的,实际节拍较小,因此机运设备要能够实现间歇运行或者低速运行。

下面就每条流水线进行具体分析:

3.1 预处理线

预处理工艺流程中存在高低工位,而且高低工位的高度差距比较大,故考虑采用两种设备选型。

低工位主要工作内容是打开引擎盖抽吸废液,最佳的工艺高度约为400mm。此外还要满足低成本、柔性化和间歇运行。

高工位的工作内容有:抽取燃油、机油和变速箱油,最佳的工艺高度约为1700mm(裙边离地)。根据工艺高度的不同,增加适度的升降功能。

此外,该输送线还能将预处理后车辆转运到拆解工位,起到输送的作用,满足转运功能。

3.2 内饰拆解线

内饰拆解线的主要工艺需要高度约为400mm,与预处理低工位设备选型相同。考虑到人机工程,设备可以安装在水平面以下,方便工人拆解操作。

此外,考虑到报废汽车的特殊性,存在无法拆除的可能,故在工艺方案布置中考虑增加拉出工位,即将无法在节拍时间内完成拆解工作的车辆移出拆解线,这样可以避免拆解困难的车辆影响整条线体的运行,满足节拍需求。

3.3 底盘拆解线

底盘拆解需要较高的工艺高度,满足底盘拆解工艺需求。

底盘拆解中最重要的内容是发动机动力总成和前后悬架的拆除。由于这两部分的重量较大,且拆解复杂,故需考虑增加辅助工装。

4 结语

目前我國汽车报废拆解行业的自动化率很低,大多为人工拆解。本文通过对汽车拆解工序研究,应用汽车制造行业的流水线作业方式提升自动化率,并对设备选型提出需求,最终形成一套可以提升汽车拆解自动化率的方案。

参考文献:

[1]杨利芳,孟继军,张蓉.报废汽车回收利用及无害化处理[J].广州化工,2014(21).