再制造一种低成本、低消耗,环保节能、经济效益好的制造产业。再制造工程不仅其产品在能够达到甚至超过新品的质量和性能,而且成本低、节能节材,能实现经济发展与环境保护的协调发展,符合可持续发展战略,是对科学发展观的贯彻践行,目前已经是促进我国经济又好又快发展的重要推动者。
作为再制造重要对象的工程机械,有着数量多、涉及范围广的特点,是我国机械行业有着举足轻重的地位。经过几十年的发展,已经有了一定的规模和实力,产品种类涵盖面广,数量多。
1.工程机械整机再制造的概念和特点
传统工程机械制造技术在产品的性能、结构、材料、成形、加工工艺及造价等方面考虑较多,而从全生命周期的观点看,还应重点考虑产品的可靠性、维修性、保障性、安全性和可测试性,以及考虑产品损坏或报废后如何迅速地再制造,恢复其应有的性能等。因此,对工程机械进行再制造工程的研究及应用具有十分重要的意义。现在国内外实施再制造的企业基本都是针对产品的某一零部件实施再制造,这样对使用整机的用户诸多不便,天津工程机械研究院根据市场要求,首次提出了工程机械的“整机”再制造工程。全面实施工程机械整机的再制造,这是一次机遇,更是一次对自身的挑战。
一个完整的整机再制造过程可以划分为三个阶段,第一阶段是清洗与拆解阶段,将工程机械设备的单元机构拆散为单一的零部件;第二阶段是将已拆解的零部件进行检查(主要检查零件的几何形状精度、表面位置精度、表面质量、零件内部缺陷、机械物理性能、零件重量与平衡等),根据实际情况分为可使用件、可再制造件、报废件三种,对可制造件进行再制造处理(如热喷涂法、激光表面强化法,电刷镀修复法、焊修法、熔敷法、塑性变形法以及机加工修理法等),并进行相关的测试、升级,使得再制造后的零部件性能能够满足使用要求;第三阶段是将整机的各个零部件(包括可直接应用的零部件,再制造加工的零部件,更换为新品的零部件)进行重新装配。
这三个阶段的每一个阶段与其他两个阶段紧密相连,且相互制约。
2.再制造过程中的清洗
对产品的零部件表面清洗是其再制造过程中的重要工序,是检测零件表面尺寸精度、几何形状精度、粗糙度、表面性能、磨蚀磨损及黏着情况的前提,是零件进行再制造的基础。零件表面清洗的质量,直接影响零件表面分析、表面检测、再制造加工、装配质量,进而影响再制造产品的质量。再制造过程中的清洗主要包括拆解前废旧产品的外部清洗和拆解后零部件的清洗。整机拆解前的清洗主要对回收的废旧产品的外部清洗,除油,除污垢、泥沙等以便于拆解,但是由于工程机械使用工况比较恶劣,使得清洗起来困难很大。拆解后主要的零部件清洗还是除油为主,同时还包含锈蚀、水垢、积炭、油漆等内容,采用特定的设备清洗零件必不可少,如喷砂机、抛丸机、通过式清洗机、振动研磨机等。
3.再制造过程中应用无损检测技术
无损检测技术是在不损伤被检测对象的条件下,利用材料内部结构异常或缺陷所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化,来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺陷,并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化做出判断和评价。通过无损检测技术,可以定量掌握缺陷与强度的关系,评价构件的允许符合、寿命或剩余寿命;检测设备(构件)在制造和使用过程中产生的结构不完整性及缺陷情况。因此,无损检测技术是再制造工程体系中不可缺少的一个重要环节。
再制造工程中的再制造性能评价、服役环境行为与失效机理研究、寿命预测与剩余寿命评估以及质量控制,都要使用各种无损检测技术。以平地机为例,整机拆解后的各个关键零部件,包括齿轮,链轮,油缸,太阳轮等关键修复部位,通过肉眼观察无法得到一个可靠的数据,必须通过设备来获得实施再制造工程需要的一些关键数据,例如表面磨损状况,内部是否存在裂纹,零件内部应力分布等,测量时为了保证现有零件的完整,必须采用一些对零部件表面及内部均没有损害的设备及技术,这样,无损检测技术在该过程中的作用就显得尤为重要,无损检测技术可以说是再制造工程的一部分。
4.表面工程技术在再制造过程中的作用
再制造工程和表面工程的关系概括地说,即表面工程是再制造工程的关键技术之一,再制造工程是表面工程在废旧机电装备中应用的载体。工程机械产品的故障往往是个别零件失效造成的,而零件失效基本是由于局部表面问题造成的,例如腐蚀从零件表面开始,摩擦磨损发生在零件表面,疲劳裂纹也是由零件表面向内延伸的。如果应用表面工程技术将机械产品中那些零件易损表面的失效期延长,则产品的整体性能就可以得到提高。所以,表面工程技术是工程机械产品再制造过程中应用最广、节能、节材最大的关键技术。
再制造件的成本一般都低于新品的50%,其中有些仅为5%~30%。根据各零部件失效的形式和损坏程度以及工况条件,对失效零部件进行分类、归属。针对失效零部件的不同类别,成功地运用了表面工程技术中的耐磨合金堆焊法、脉冲冷焊法、电刷镀、氧—乙炔火焰喷涂、氧—乙炔火焰喷焊等工艺方法及新材料,对平地机中的导板、铲刀体、油缸活塞杆、链轮、液力变矩器齿轮箱体、变速箱箱体、齿轮套、车轮轴、制动毂等10多种零部件进行了再制造,这些再制造件在装机后,经整机性能检验和一定时间段作业运转,均达到了较为理想的效果。
5结论
再制造一种低成本、低消耗,环保节能、经济效益好的制造产业;不仅能够提升产品性能,缩短生产周期,实现我国制造业的技术更新、优化改造,提升总体水平;而且对于节能减排起着重要的作用,可以实现社会经济和生态环境的协调发展。再制造符合可持续发展战略,是对科学发展观的贯彻践行,在我国制造业中有着举足轻重的地位,必将推动我国从制造业大国跨入制造业强国的行列。
参考文献
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