工程機械(xiè)是對各(gè)類用于工程建設(shè)的施工(gōng)機械的總(zǒng)稱,廣泛用于建築、水利、電力、道路、礦(kuàng)山、港口和國防等工(gōng)程領域。工程機械再制造是以廢舊工(gōng)程(chéng)機械産品為對象,用先進技術将廢舊的工程機械(xiè)設備進行(háng)徹底拆解翻修,生(shēng)産出完全(quán)等同于新(xīn)産品性能和質量的再制造産品,從而達到高效的二(èr)次利用。
一(yī)個完整(zhěng)的工程機(jī)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(chāi)解
第一階段是工(gōng)程機(jī)械的拆解,即是将工(gōng)程機械裝(zhuāng)置的單元機構拆卸成單一的(de)零部件。拆解作為工程機械再(zài)制造的頭道工序,直接影響再制造的加工效率和(hé)舊件再利用率。
傳統的拆解方法缺乏科學和綜(zōng)合評估,盲目性和随意性大,造成拆(chāi)解過程耗時、耗能(néng)、耗力,效果不佳。目前比較(jiào)科學的方法是根據拆解對象的設計圖紙及裝配工(gōng)藝,結合相(xiàng)對應的拆解工具和拆(chāi)解方法,應(yīng)用高(gāo)效無損拆解技(jì)術和分類回收技術,可有效提高(gāo)廢舊零部件的回收利用率(lǜ),達到無損(sǔn)、高效、節能的目的,提高工程機械再(zài)制造企業的規模化和自動化水平(píng)。
(二)工(gōng)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械(xiè)再制造過程的重要環節。工程機(jī)械在使用過程中零部件會産生各(gè)種污垢,如外表面沾(zhān)染灰塵、油泥,漆層的老化(huà)變質,機械(xiè)潤滑及燃油系統殘留的潤滑油和(hé)燃油污垢(gòu),金屬(shǔ)表面産生的腐(fǔ)蝕物等。因此,将已拆卸的零部件進行(háng)清洗很有必要。通常使用烘焙爐進行保溫烘焙、表面(miàn)抛丸、噴砂、高壓水射(shè)流、超聲波等的清理技術可實現無損清洗,同(tóng)時可(kě)減少清洗過程中的(de)環境影響,避免二次污染。
目前,國外先(xiān)進再制造企(qǐ)業已能做(zuò)到清洗物理化(完全取消化學清洗),拆洗水平已完全達到零(líng)排放。應用無污染(rǎn)、高效率、适用(yòng)範圍(wéi)廣、對零件無損害(hài)的自動化超聲清洗技術、熱膨脹不變形高溫除垢技術、無損噴丸清洗技術與設備,可以顯著提高再制造生産過程(chéng)的排污标準(zhǔn)。
(三)工程機械零部件的檢測和(hé)壽命評估
工程機械再制造的壽命評估包含兩方(fāng)面内容:(1)廢舊零件的(de)剩餘壽命評估。通過它回答廢舊零件能否再制造(zào),能再制造幾(jǐ)次(剩餘疲勞壽命是否足夠)的問題。(2)再制造零(líng)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否具有足以維持下一(yī)個服役周期的使用壽命。
廢舊零件的剩餘壽(shòu)命評估:将金屬(shǔ)磁記憶技術(shù)用于廢舊零件的剩餘壽命評估(gū)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(tiě)磁材(cái)料具有磁疇結構和自發磁化的特點,當外力作用于鐵磁材料,會引起材料中磁疇的變化,變化會以漏磁場的形式被“記憶”,外力消除後仍然保(bǎo)留。通過對“記(jì)憶”内(nèi)容的檢測,即(jí)可知應力集中和宏微觀裂紋,實現損傷早期(qī)診斷和壽命評估。
借助(zhù)無損檢測技術(如渦流檢測(cè)、超聲波檢測、X射線檢測、磁(cí)粉(fěn)檢測等),結合力學和材料學等多學(xué)科理論和技術,探索再制造無損壽命評估理論與方(fāng)法,進行零部件的損傷檢測和壽命(mìng)評估(gū)。多年來,在(zài)多種無損(sǔn)檢測技術(shù)方面進行(háng)了較(jiào)系統的研究:(1)無損檢測裝置(發動機零件檢測裝置(zhì)、特殊(shū)管道檢測(cè)機器人,等);(2)零(líng)件表面缺陷檢測(視頻、渦流(liú)、磁記憶、表面波超聲(shēng)等);(3)零件内部缺陷檢測(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(líng)件服役過程狀(zhuàng)态監測(聲發射等(děng));(6) 廢舊零件損傷程度(dù)檢(jiǎn)測評估理論(lùn)與方法;(7)再制造塗層質量無損評價理論和方法。
(四)工(gōng)程機械零部件的(de)修複和再制造
工程機械零部件的修複和再制造是(shì)工程機械再制造的核心階段,将廢舊零部件(jiàn)進行修複和再制造,并進行相關的(de)測試、升(shēng)級,使其性能能夠滿足使用要求。表面工程技術(包括(kuò)納米表面工程技術和自動化表面工程技術)是工程(chéng)機械再制造的核心關鍵技術。 納米技術是21世紀的三(sān)大高新技術之(zhī)一(信息技術、納米技術、生物技術)。整體納(nà)米化(huà)技術的應用估計還需20~30 年時(shí)間。在現階段,将納(nà)米顆粒(lì)彌散(sàn)分布在表面塗層(céng)内,使納米材料與傳統表面工程技術相融合,發揮納米材料的優異效果,我國開發了具有(yǒu)自主知識産權的納米表面工(gōng)程技術。具體技術包括:納米顆粒複合電刷鍍技術、納米熱噴(pēn)塗技術和納米減摩自(zì)修複添加劑技術(shù)等。納米(mǐ)顆粒複合電(diàn)刷鍍技術(shù)是通過在電刷鍍液(yè)中添(tiān)加納米顆粒以進一步提高塗層效果的電刷鍍技術,它是在20世紀80年代開發出來的電刷鍍技術的基礎上發(fā)展起來(lái)的,它對失(shī)效零(líng)部件的修(xiū)複和再制造方面有重要(yào)作用。納米熱噴塗技術是以現有(yǒu)熱噴塗技術為基礎,通(tōng)過噴塗納米結構顆粒粉末或含納(nà)米結構顆(kē)粒的絲材,得到具有納米結構塗層的新技術。納米減摩自修(xiū)複添加劑技術是一(yī)種通過摩(mó)擦化學作用,在摩擦副表面形成具(jù)有減摩潤滑和自修複功能的固态修複膜,達到磨損和(hé)修(xiū)複的動(dòng)态平衡,從而(ér)在不停(tíng)機、不解(jiě)體狀況下實現磨損表面減摩和自修複的(de)技術。
工程(chéng)機械再制造過程是産業化、批量化的生産加工過(guò)程。為(wéi)了更好地适應再制造的産業化(huà)要求,表面工程技(jì)術必須從手工操作發展到(dào)自動化(huà)操作。我國重點開發了自動化高速(sù)電弧(hú)噴塗技(jì)術、自動化納米(mǐ)顆粒複合電刷鍍技術、半自動化微弧等離子熔覆技術和自(zì)動化激光熔覆技術,進一步提(tí)高了(le)表面塗層的性能和再制造質量。自(zì)動化高速電弧噴塗技術适用于結構形狀較簡單,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(zì)動化納米顆粒複合電刷鍍技(jì)術适用于損傷(shāng)超差較小、對配(pèi)合度要求較高的零件的再制造。半(bàn)自動化微束等(děng)離子弧熔(róng)覆(fù)技術适用于(yú)結構形狀(zhuàng)較複雜,結合強度要求高的零件的再制造。自動化激光熔覆技術适用于結(jié)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)
第五個階段是将維修好的零部件進行重新組裝。一旦(dàn)發現裝配過程中出現不匹配的現象,還需進行二次優化的過程(chéng)。裝配好的産品要經過(guò)測試、檢(jiǎn)驗,确(què)保質(zhì)量達到實用标準。