工程機(jī)械是對各類用于工程建設的施工機械的總稱,廣泛用于建築、水利、電力、道路、礦(kuàng)山、港口和國防等工程領域。工程機械再制造是以(yǐ)廢舊工程(chéng)機械産品為對象,用先進技(jì)術将廢舊的工程機械(xiè)設備進行徹底拆解翻修,生(shēng)産(chǎn)出完全等同于新産(chǎn)品性能和質量的再制(zhì)造(zào)産品,從(cóng)而達到高效的二(èr)次利用。
一(yī)個完整的(de)工程(chéng)機械再制造工藝流程大(dà)緻可劃分為五個階段:
(一)工程機械拆解
第一階段是工程機械的拆解(jiě),即是将工程機械裝置的單元機構拆卸成單一的零部件。拆解作(zuò)為工程機械再(zài)制造的頭道工序,直接影響再制造的加工效率和舊(jiù)件再利用率。
傳統的拆解方法缺乏科學和綜合評估,盲目性和随意性大,造成拆解過程耗時、耗能(néng)、耗力,效果不佳。目前比較科學的方(fāng)法(fǎ)是根據拆解對象的設(shè)計圖紙及裝配工藝,結合相對應的拆解工具(jù)和拆解方法,應(yīng)用高(gāo)效(xiào)無損拆解技(jì)術(shù)和分類(lèi)回收技術,可有效提高廢(fèi)舊零部件的回收利用率,達到無損、高效、節能的目的,提高工程機(jī)械再制造企業的規模化(huà)和自動化水平。
(二)工程機械零部件清洗
工程機械廢舊零部件的清洗工作是工程機(jī)械再制造過程的重要環(huán)節。工程機(jī)械在使用過程(chéng)中零部件會産生各(gè)種污垢,如外表面沾染灰塵、油泥,漆層的老化變(biàn)質,機械潤滑(huá)及燃油(yóu)系統殘留的潤滑油和燃油污垢,金屬(shǔ)表面産生的腐蝕物等。因此,将已拆卸的零部件進行清洗很有必要。通常使(shǐ)用烘焙爐進行保溫烘(hōng)焙、表面抛丸、噴砂、高壓水射流、超聲波等的清理技術可實現無損清洗,同時可(kě)減少清洗過程中的(de)環境(jìng)影響,避免二次污染。
目前,國外先進(jìn)再制造企業已能做到清洗物理化(完全取消(xiāo)化學清洗),拆洗水平已完全達到零(líng)排放。應用無污染、高效率、适用範圍廣、對零件無損害的自動(dòng)化超聲清洗技術、熱膨脹(zhàng)不變形高溫除(chú)垢技(jì)術、無損(sǔn)噴丸清洗技術與設備,可以顯著提高再制造生産過程的排污标準(zhǔn)。
(三)工程機械零部件的檢測和壽命評估
工程機械再制造的壽命評估包含兩方面内容:(1)廢(fèi)舊零件的(de)剩餘壽命評估。通過它回答廢舊零件能否再制造,能再(zài)制造(zào)幾次(剩餘(yú)疲勞壽命(mìng)是否足(zú)夠)的問題。(2)再制造(zào)零件(即再制造之後的零件)的服役(yì)壽命預測。通過它判定再制造零件是(shì)否具有足以維持下一個服役周期的使用壽命。
廢舊零件的剩餘壽命評估:将金屬磁記憶技術用于廢舊零件的剩餘壽命評估的探索研究。該技術基于鐵磁性材料的磁緻伸縮效應,利用地磁場環境中(zhōng)鐵磁材(cái)料具有磁疇結構和自發磁化的(de)特點(diǎn),當外(wài)力作用于鐵磁材(cái)料,會引(yǐn)起材料中(zhōng)磁疇(chóu)的變化,變化會以漏磁場的形式被(bèi)“記憶”,外力消(xiāo)除後仍然保留。通過對“記(jì)憶”内容(róng)的檢測,即可知應力集中和宏微觀裂紋,實現(xiàn)損傷(shāng)早期診斷和壽命評估。
借助無(wú)損檢測技術(如渦流檢測(cè)、超聲波檢(jiǎn)測、X射線檢測、磁(cí)粉檢(jiǎn)測等),結合力學(xué)和材料學等(děng)多學(xué)科理論和技術,探索再制造無損壽命評估(gū)理(lǐ)論與方法,進行零部件的損傷檢測和壽命評估。多年來,在多種無損檢測技術方面進行了(le)較系統的研究:(1)無損檢測裝置(發動機零件檢測裝置、特殊管道檢測(cè)機器人,等);(2)零件表面(miàn)缺陷(xiàn)檢測(視頻、渦流、磁記(jì)憶、表面波超聲(shēng)等);(3)零件内部缺陷(xiàn)檢測(超聲等);(4)零件殘餘應力測定分析(x射線、金屬磁記(jì)憶、超聲,等);(5)再制造零件服役過(guò)程狀态監測(聲發(fā)射等);(6) 廢舊零件損傷程度檢測評(píng)估理論與(yǔ)方法;(7)再制造塗層質(zhì)量無損評價理論和方法。
(四)工程機械零部件的(de)修複和再制造
工程機械零(líng)部件的修複和再制造是工程機械再制造的(de)核心階段,将廢舊零部件(jiàn)進行修複和再制造,并進行相關的測試、升級,使其性能能夠(gòu)滿足使用要求。表面工程技術(shù)(包括(kuò)納米表面工程(chéng)技術(shù)和自動化表面工程(chéng)技術)是工程機械再(zài)制造的核(hé)心關鍵技術。 納米技術是21世紀的三(sān)大高新技術之(zhī)一(信息技(jì)術、納米技術、生物技術)。整體納米化技術的應用估計還需20~30 年時間。在現階段(duàn),将納米顆粒彌(mí)散分布在表面塗層(céng)内,使納米材料與傳統(tǒng)表面工程技術相(xiàng)融合,發揮納米材料的優(yōu)異效果,我(wǒ)國開發了具有(yǒu)自主知識産權的納(nà)米(mǐ)表面(miàn)工程技術。具體技術包(bāo)括:納(nà)米顆粒複合電刷鍍技術、納米熱噴(pēn)塗技術和納米減摩(mó)自修複添(tiān)加劑技術等。納米顆粒(lì)複合電(diàn)刷(shuā)鍍技(jì)術是通過在電刷鍍液中添加納米(mǐ)顆粒以進一步提(tí)高塗層(céng)效果的(de)電刷(shuā)鍍技術,它是在20世紀(jì)80年代開發出來的電刷鍍(dù)技術的基礎上發(fā)展起來(lái)的,它對失效零部件的修複和(hé)再制(zhì)造方面有重要(yào)作用。納米熱噴塗技術是以現有熱噴塗技術為基礎,通過噴塗(tú)納米結構顆粒粉末或含納米結構顆(kē)粒的絲(sī)材,得到具有納米(mǐ)結構塗層的新技術。納米(mǐ)減摩自修(xiū)複添加劑技術是一種通過摩擦化學作用,在摩擦副(fù)表面形成具有減(jiǎn)摩潤滑和自修複功(gōng)能的固态修複膜,達到磨損和(hé)修複的動态平衡,從而在不停機、不解(jiě)體(tǐ)狀況下實現磨損表面減摩和自修複的技術。
工程(chéng)機械再制造過程(chéng)是産(chǎn)業化、批量化(huà)的生産加工過(guò)程。為了更好地适應再制造的産業化要(yào)求,表面工程技(jì)術必須從手工(gōng)操作發展(zhǎn)到自動化操作。我國重點開(kāi)發了自動化高速電弧(hú)噴塗技(jì)術、自動化納米顆(kē)粒複(fú)合電刷鍍技術、半自動化微弧等離子熔覆技術和自動化激光熔覆技術,進一步提(tí)高了表面塗層的性能和再制造(zào)質量(liàng)。自動化高速電弧噴塗技術适用于結構(gòu)形狀(zhuàng)較簡單,磨(mó)損、腐蝕超差較大,以及對修複效率(lǜ)要求較高的零件的再制造。自動化(huà)納米顆粒複合(hé)電(diàn)刷鍍技術适用于(yú)損傷(shāng)超差較小、對配(pèi)合度要求較高(gāo)的零件的再制造。半(bàn)自動化微束等離子弧熔(róng)覆技術适(shì)用于結構形狀較複雜(zá),結合(hé)強度要求高的零件的(de)再制(zhì)造。自動化激光熔覆技術适用(yòng)于結構較複雜、尺寸較小、要求冶金結合的零件的再制造。
(五)工程機械零部件的組裝(zhuāng)
第五(wǔ)個階段是将維(wéi)修好的零部件進行(háng)重新組裝。一旦發現裝配過程中出現不匹配的現象,還需進行二(èr)次優化的過程。裝配(pèi)好的産品要經過測試、檢驗,确保質(zhì)量達到實用标準。