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龙辉起重机械再制造研究

发布日期:2018-12-15



     引言再制造是重用的一种形式,是以产品全寿命周期设计和管理为指导,以废旧产品实现性能跨越式提升为目标,以优质、高效、节能、节材、环保为准则,以先进技术和产业化为手段,对废旧产品进行修复和改造的一系列技术措施或工程活动的总称[1]。作为先进制造、绿色制造的重要支撑,它最大限度地利用零部件的使用价值,减少资源与能源消耗,减少环境污染,具有显著的节能、节材、减排、绿色的特点,是实现循环经济发展模式的重要技术途径。


  起重机械既是现代工业生产和物流机械化系统中的重要设备,也是国民经济的支柱产业之一。开展起重机械再制造研究,推动起重机械再制造的发展,意义重大。


  起重机械再制造的特点与要求分析起重机械是用来对物料进行起重、运输、装卸或安装等作业的机械设备。其工作特点是:种类多,功能与结构差异大;运动复杂,既要完成起升运动、水平运动,又要在较大的空间范围内运行;承受的载荷多变,所吊运的重物多种多样,吊运过程复杂而危险,有的起重机械还需要直接载运人员,其可靠性直接影响人身安全;外露的运动零部件多,且常与吊运作业人员直接接触,潜在的偶发的危险因素多;作业环境复杂,作业场所常有高温、高压、易燃易爆、强磁等危险因素起重机械的这些工作特点,尤其是它对可靠性、安全性的特殊要求,决定了起重机械再制造与其他产品的再制造相比具有显著的特点与要求:①要求实施起重机械再制造企业资格认证制度,推进起重机械再制造产业化、规模化发展;②要求高度重视起重机械再制造产品的质量监督,实施起重机械再制造产品质量认证工作,增加再制造产品的可信度与市场认同度;③要求按起重机械的种类进行专业化再制造生产,提高起重机械再制造的可行性、生产效率与经济效益;④要求重视起重机械再制造品与新品的市场细分,在起步阶段应以零部件再制造加工与销售为主,成熟后再逐步向整机再制造过渡;⑤在再制造方法的选择上,要求更多地采用换件装配和尺寸再加工的再制造方法,确保再制造产品的可靠性与安全性。


  起重机械可再制造性分析与评价起重机械可再制造性决定着其再制造的可行性、经济性。起重机械可再制造性是指废旧起重机械在规定的条件下和规定的费用内,按规定的程序和方法进行再制造时,恢复或升级到规定性能的能力,主要包括再制造的技术可行性、经济可行性、资源可行性、产品服役性、环保可行性等[3]。起重机械可再制造性分析模型见图1.


  起重机械可再制造性分析与评价,要在广泛收集原始制造商、再制造商、市场与用户等多方面信息的基础上,采用信息分析、设计分析、费用分析、案例分析、对比分析、风险分析等手段与方法,对起重机械再制造的产品类型、生产条件、工艺技术、成本指标、环保费用等因素进行综合分析,并对其可制造性进行综合评价。可再制造性评价可以采用定性评价、定量评价、定性与定量评价3种方法。定性评价可以按照德国RolfSteinhilper教授的七标准法或美国LundR.教授的七准则法来评价起重机械及其零部件的可再制造性;定量评价可以采用费用―环境―性能评价法、模糊综合评价法、层次分析法等方法。定性与定量评价主要采用专家评分法。


  起重机械可再制造性分析模型起重机械再制造一般工艺过程与关键工艺技术起重机械再制造一般工艺过程起重机械再制造工艺过程是运用再制造技术对废旧起重机械进行加工、生产规定性能的再制造产品的过程。尽管起重机械功能与结构差异较大,再制造的生产目的、生产组织形式不同,再制造的工艺过程会有差异,但总体来说,起重机械再制造工艺过程一般都包括回收、拆解、清洗、检测分类、再制造加工、再制造装配、测试等环节。起重机械再制造一般工艺过程见图2.


  起重机械再制造一般工艺过程起重机械再制造的关键技术起重机械再制造工艺技术主要有:再制造拆解技术、再制造清洗技术、再制造检测分类技术、再制造表面工程技术、再制造加工技术、再制造装配技术、再制造质量测试技术、再制造信息化技术等。其中,再制造检测分类技术与表面工程技术是起重机械再制造的关键技术。


  再制造检测分类技术起重机械再制造方法主要有换件装配、尺寸加工和表面修复加工等方法。选用何种方法取决于零部件的剩余使用寿命与再制造的价值。因此,通过再制造检测分类技术对零部件进行全方位的检测分析,准确判断零件是否具有再制造价值至关重要。再制造检测分类技术是利用专业测量工具、无损检测设备和人体的感觉器官,在不损害零件的情况下,对零件进行综合检测,判断零件为可再使用件、再制造加工件和废品件的检测判断技术。不同类型的起重机械需要有不同的检测技术与分类标准。


  目前,起重机械再制造检测分类技术还很不成熟,尤其是针对不同类型起重机械再制造的分类规范与标准还没有形成,要积极开展起重机械再制造检测分类技术的研究,重点研究零部件剩余使用寿命的估算方法与质量检测方法,研究不同类型起重机械再制造加工的判断标准。要根据起重机械结构庞大、不便运输与物流成本高的特点,针对回收企业与再制造加工企业,形成两级检测分类标准,避免无再制造价值产品与零部件的继续流转。


  再制造表面工程技术起重机械零部件的报废大多源于尺寸与表面的损坏,表面工程技术在起重机械再制造加工中至关重要。应重点研究纳米复合电刷镀技术、高速电弧喷涂技术、脉冲电阻焊技术、激光熔覆技术等先进的表面工程技术在起重机械再制造中的应用。


  纳米复合电刷镀技术是在传统电刷镀技术基础上把具有特定性能的纳米颗粒加入镀液中,使得被修复的表面获得纳米颗粒弥散分布的复合涂层的工艺技术。用于起重机械零部件的再制造,可以在被修复的零件上刷镀一层超硬、高强、高韧的复合镀层,修复和强化磨损的零件。


  目前的研究重点是提高零件的精度、发展廉价与高效的成型材料和提高成型件的力学性能。


  当前RP技术的主要发展趋势有:①提高RP系统的速度、精度和可靠性,开发出实用适宜的设备;②提高数据的处理速度和精度,减小由于数据处理造成的误差;③开发适宜于不同快速成型方法的材料,从RP的特点出发,发展全新的材料;④开发更多的与RP工艺特点相适应的廉价、高效能源;⑤在零件成型的思路上突破立体平面化―离散―堆积的思路;⑥努力研究扩大快速成型的应用范围。


  脉冲电阻焊技术是在有缺陷的零件表面覆以片状、丝状、粉状的修补材料,在高能电脉冲的作用下,在补材和基材之间的微小局部产生金属熔焊的焊接方法。用于起重机械再制造,既适合一般零件,也适合大型金属构件,可以修复划伤、坑蚀等表面缺陷,具有焊接热输入与热影响区小、补材和基材的结合强度高、机件变形小等优点。


  激光熔覆技术是随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术,用于起重机械再制造,具有热影响区小、工件变形小、界面冶金结合、稀释率低、过程易于实现自动化等优点,不仅能修复已有裂痕等废旧零件,还能提高零件的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能。



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