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起重機械再制造研究

發布時間:2018-12-27 17:16:06  來源:  作者:

 機械工程與自動化起重機械再制造研究于善啟鄭州輕工業學院機電工程學院,河南鄭州450002性分析模型與再制造一般工藝過程模型,介紹了起重機械可再制造性評價方法,提出了起重機械再制造應發展的關鍵技術。

  引言再制造是重用的一種形式,是以產品全壽命周期設計和管理為指導,以廢舊產品實現性能跨越式提升為目標,以優質、高效、節能、節材、環保為準則,以先進技術和產業化為手段,對廢舊產品進行修復和改造的一系列技術措施或工程活動的總稱[1]。作為先進制造、綠色制造的重要支撐,它最大限度地利用零部件的使用價值,減少資源與能源消耗,減少環境污染,具有顯著的節能、節材、減排、綠色的特點,是實現循環經濟發展模式的重要技術途徑。

  起重機械既是現代工業生產和物流機械化系統中的重要設備,也是國民經濟的支柱產業之一。開展起重機械再制造研究,推動起重機械再制造的發展,意義重大。

  起重機械再制造的特點與要求分析起重機械是用來對物料進行起重、運輸、裝卸或安裝等作業的機械設備。其工作特點是:種類多,功能與結構差異大;運動復雜,既要完成起升運動、水平運動,又要在較大的空間范圍內運行;承受的載荷多變,所吊運的重物多種多樣,吊運過程復雜而危險,有的起重機械還需要直接載運人員,其可靠性直接影響人身安全;外露的運動零部件多,且常與吊運作業人員直接接觸,潛在的偶發的危險因素多;作業環境復雜,作業場所常有高溫、高壓、易燃易爆、強磁等危險因素起重機械的這些工作特點,尤其是它對可靠性、安全性的特殊要求,決定了起重機械再制造與其他產品的再制造相比具有顯著的特點與要求:①要求實施起重機械再制造企業資格認證制度,推進起重機械再制造產業化、規?;l展;②要求高度重視起重機械再制造產品的質量監督,實施起重機械再制造產品質量認證工作,增加再制造產品的可信度與市場認同度;③要求按起重機械的種類進行專業化再制造生產,提高起重機械再制造的可行性、生產效率與經濟效益;④要求重視起重機械再制造品與新品的市場細分,在起步階段應以零部件再制造加工與銷售為主,成熟后再逐步向整機再制造過渡;⑤在再制造方法的選擇上,要求更多地采用換件裝配和尺寸再加工的再制造方法,確保再制造產品的可靠性與安全性。

  起重機械可再制造性分析與評價起重機械可再制造性決定著其再制造的可行性、經濟性。起重機械可再制造性是指廢舊起重機械在規定的條件下和規定的費用內,按規定的程序和方法進行再制造時,恢復或升級到規定性能的能力,主要包括再制造的技術可行性、經濟可行性、資源可行性、產品服役性、環??尚行缘萚3]。起重機械可再制造性分析模型見圖1.

  起重機械可再制造性分析與評價,要在廣泛收集原始制造商、再制造商、市場與用戶等多方面信息的基礎上,采用信息分析、設計分析、費用分析、案例分析、對比分析、風險分析等手段與方法,對起重機械再制造的產品類型、生產條件、工藝技術、成本指標、環保費用等因素進行綜合分析,并對其可制造性進行綜合評價??稍僦圃煨栽u價可以采用定性評價、定量評價、定性與定量評價3種方法。定性評價可以按照德國RolfSteinhilper教授的七標準法或美國LundR.教授的七準則法來評價起重機械及其零部件的可再制造性;定量評價可以采用費用―環境―性能評價法、模糊綜合評價法、層次分析法等方法。定性與定量評價主要采用專家評分法。

  圖1起重機械可再制造性分析模型起重機械再制造一般工藝過程與關鍵工藝技術起重機械再制造一般工藝過程起重機械再制造工藝過程是運用再制造技術對廢舊起重機械進行加工、生產規定性能的再制造產品的過程。盡管起重機械功能與結構差異較大,再制造的生產目的、生產組織形式不同,再制造的工藝過程會有差異,但總體來說,起重機械再制造工藝過程一般都包括回收、拆解、清洗、檢測分類、再制造加工、再制造裝配、測試等環節。起重機械再制造一般工藝過程見圖2.

  圖2起重機械再制造一般工藝過程起重機械再制造的關鍵技術起重機械再制造工藝技術主要有:再制造拆解技術、再制造清洗技術、再制造檢測分類技術、再制造表面工程技術、再制造加工技術、再制造裝配技術、再制造質量測試技術、再制造信息化技術等。其中,再制造檢測分類技術與表面工程技術是起重機械再制造的關鍵技術。

  3.2.1再制造檢測分類技術起重機械再制造方法主要有換件裝配、尺寸加工和表面修復加工等方法。選用何種方法取決于零部件的剩余使用壽命與再制造的價值。因此,通過再制造檢測分類技術對零部件進行全方位的檢測分析,準確判斷零件是否具有再制造價值至關重要。再制造檢測分類技術是利用專業測量工具、無損檢測設備和人體的感覺器官,在不損害零件的情況下,對零件進行綜合檢測,判斷零件為可再使用件、再制造加工件和廢品件的檢測判斷技術。不同類型的起重機械需要有不同的檢測技術與分類標準。

  目前,起重機械再制造檢測分類技術還很不成熟,尤其是針對不同類型起重機械再制造的分類規范與標準還沒有形成,要積極開展起重機械再制造檢測分類技術的研究,重點研究零部件剩余使用壽命的估算方法與質量檢測方法,研究不同類型起重機械再制造加工的判斷標準。要根據起重機械結構龐大、不便運輸與物流成本高的特點,針對回收企業與再制造加工企業,形成兩級檢測分類標準,避免無再制造價值產品與零部件的繼續流轉。

  3.2.2再制造表面工程技術起重機械零部件的報廢大多源于尺寸與表面的損壞,表面工程技術在起重機械再制造加工中至關重要。應重點研究納米復合電刷鍍技術、高速電弧噴涂技術、脈沖電阻焊技術、激光熔覆技術等先進的表面工程技術在起重機械再制造中的應用。

  納米復合電刷鍍技術是在傳統電刷鍍技術基礎上把具有特定性能的納米顆粒加入鍍液中,使得被修復的表面獲得納米顆粒彌散分布的復合涂層的工藝技術。用于起重機械零部件的再制造,可以在被修復的零件上刷鍍一層超硬、高強、高韌的復合鍍層,修復和強化磨損的零件。

  下轉第216頁快速成型技術存在的問題及發展趨勢快速成型技術尚處于發展階段,但其發展速度非???,很多快速成型工藝已經可以用于制作實際工作的零件。目前的研究重點是提高零件的精度、發展廉價與高效的成型材料和提高成型件的力學性能。

  當前RP技術的主要發展趨勢有:①提高RP系統的速度、精度和可靠性,開發出實用適宜的設備;②提高數據的處理速度和精度,減小由于數據處理造成的誤差;③開發適宜于不同快速成型方法的材料,從RP的特點出發,發展全新的材料;④開發更多的與RP工藝特點相適應的廉價、高效能源;⑤在零件成型的思路上突破立體平面化―離散―堆積的思路;⑥努力研究擴大快速成型的應用范圍。

  脈沖電阻焊技術是在有缺陷的零件表面覆以片狀、絲狀、粉狀的修補材料,在高能電脈沖的作用下,在補材和基材之間的微小局部產生金屬熔焊的焊接方法。用于起重機械再制造,既適合一般零件,也適合大型金屬構件,可以修復劃傷、坑蝕等表面缺陷,具有焊接熱輸入與熱影響區小、補材和基材的結合強度高、機件變形小等優點。

  激光熔覆技術是隨著大功率激光器的發展而興起的一種新的表面改性技術,用于起重機械再制造,具有熱影響區小、工件變形小、界面冶金結合、稀釋率低、過程易于實現自動化等優點,不僅能修復已有裂痕等廢舊零件,還能提高零件的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等性能。

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