呂其惠

（廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510650）

LQi-hui

(Guangdong Communication Polytechnic, Guangzhou 510650, China)

0 引言

挖掘機(jī)是工程建設(shè)、資源開采和農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)必不可少的工程機(jī)械設(shè)備，2011年我國(guó)挖掘機(jī)產(chǎn)銷量18.21萬臺(tái)，挖掘機(jī)保有量達(dá)121.8萬臺(tái)，已成為世界最大挖掘機(jī)生產(chǎn)國(guó)和最大的挖掘機(jī)銷售市場(chǎng)。相比挖掘機(jī)制造的成熟狀態(tài)和歐美國(guó)家成熟的產(chǎn)品回收體系及再制造技術(shù)，我國(guó)每年因故障率高、技術(shù)落后和經(jīng)濟(jì)性差等原因報(bào)廢的挖掘機(jī)數(shù)量超過10萬臺(tái)，造成了大量資源的浪費(fèi)，挖掘機(jī)行業(yè)的資源流通狀況令人擔(dān)憂。挖掘機(jī)屬于價(jià)格昂貴、技術(shù)含量高、附加值高、產(chǎn)量大的工程機(jī)械產(chǎn)品，具有非常高的再制造價(jià)值。為了實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展最大限度地利用廢舊產(chǎn)品的剩余價(jià)值，提高資源利用率和加大環(huán)境保護(hù)必須實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)產(chǎn)業(yè)的綠色再制造。挖掘機(jī)再制造領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。

1 挖掘機(jī)再制造工藝流程及技術(shù)

挖掘機(jī)再制造是以產(chǎn)業(yè)化方式對(duì)廢舊挖掘機(jī)進(jìn)行高技術(shù)的修復(fù)和改造。傳統(tǒng)的挖掘機(jī)壽命周期流通是“設(shè)計(jì)→生產(chǎn)→銷售→使用→報(bào)廢”的開環(huán)系統(tǒng)，而綠色再制造挖掘機(jī)的生命周期的流通是“設(shè)計(jì)→生產(chǎn)→銷售→使用→再制造”的閉環(huán)系統(tǒng)［1］。再制造的挖掘機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量和性能等同于新品甚至超過新品，但挖掘機(jī)再制造的成本僅為新品的50%，例如挖掘機(jī)核心部件發(fā)動(dòng)機(jī)再制造成本與制造成本相比（如圖1所示）勞動(dòng)成本降低35%，能源消耗降低50%、材料消耗降低82%。挖掘機(jī)再制造對(duì)環(huán)境的不良影響顯著降低，有力促進(jìn)了資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)。

圖1 制造成本對(duì)比圖

1.1 挖掘機(jī)再制造工藝流程

挖掘機(jī)再制造與維修有著本質(zhì)區(qū)別，再制造是經(jīng)過檢測(cè)（劃痕試驗(yàn)、摩擦試驗(yàn)、疲勞實(shí)驗(yàn)和高溫試驗(yàn)等）、仿真和分析，針對(duì)挖掘機(jī)零部件不同的失效原因采取系列再制造加工工藝和先進(jìn)的表面工程技術(shù)手段進(jìn)行再制造修復(fù)、加工，提升挖掘機(jī)的技術(shù)性能和技術(shù)等級(jí)。實(shí)施再制造工程后的挖掘機(jī)達(dá)到甚至超過新機(jī)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)［2］。維修只是通過檢測(cè)（僅對(duì)產(chǎn)品表面磨損狀況簡(jiǎn)單檢測(cè)）后對(duì)局部損壞的零部件進(jìn)行更換和修復(fù)，使設(shè)備回復(fù)到故障前的正常工作狀態(tài)；挖掘機(jī)再制造工程屬于綠色制造，對(duì)老舊機(jī)進(jìn)行技術(shù)性能升級(jí)是再制造工程的核心，挖掘廢舊產(chǎn)品中的潛在附加值是再制造產(chǎn)業(yè)的宗旨。挖掘機(jī)再制造工程需要經(jīng)過拆解、清洗、檢測(cè)、壽命評(píng)估、再制造加工和裝配等流程，工藝流程如圖2所示。

1.2 再制造表面工程技術(shù)

圖2 挖掘機(jī)再制造工藝流程圖

液壓挖掘機(jī)再制造是一個(gè)系統(tǒng)工程，主要包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)總成、液壓件、金屬結(jié)構(gòu)件和電氣件等部件的再制造。挖掘機(jī)再制造工程技術(shù)主要以先進(jìn)的表面工程技術(shù)為主要手段把互相依存、相互分工的零件基體與零件表面構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，綜合失效分析、表面技術(shù)、涂覆層材料、預(yù)處理和后加工、表面檢測(cè)技術(shù)、表面質(zhì)量控制、使用壽命評(píng)估、表面施工管理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、三廢處理和重大工程實(shí)踐等多項(xiàng)內(nèi)容修復(fù)和強(qiáng)化失效零部件［3］。挖掘機(jī)再制造的技術(shù)領(lǐng)域非常廣泛，貫穿產(chǎn)品的全壽命周期，常用的修復(fù)技術(shù)包括：噴涂修復(fù)技術(shù)、電刷鍍修復(fù)技術(shù)和激光修復(fù)技術(shù)。

1.2.1 激光修復(fù)技術(shù)

激光修復(fù)技術(shù)是利用激光器振蕩器產(chǎn)生強(qiáng)烈且集中朝向某個(gè)方向的光，通過透鏡后形成具有恒定光斑大小和能量密度的激光光束聚焦在被加工零件表面進(jìn)行熱處理，實(shí)現(xiàn)切割、表面處理（強(qiáng)化、硬化、退火、熔覆和合金化）等。挖掘機(jī)柴油機(jī)系統(tǒng)部件（如缸體、缸套、曲軸、凸輪軸、閥座和搖臂）、液壓系統(tǒng)部件（如液壓缸合縫線強(qiáng)化、液壓缸和液壓管內(nèi)壁表面硬化）、金屬結(jié)構(gòu)件（切割、熔覆和合金化）等都可以采用激光熱處理。

1.2.2 噴涂修復(fù)技術(shù)

噴涂修復(fù)技術(shù)利用熱源將噴涂材料加熱至熔融狀態(tài)，并通過氣流吹動(dòng)使其霧化后高速噴射到零件表面，形成特定的涂層，以提高零件性能的表面技術(shù)。挖掘機(jī)減速機(jī)構(gòu)、各類磨損的軸類、液壓精密部件、金屬結(jié)構(gòu)件均可以采用此技術(shù)手段進(jìn)行修復(fù)。

1.2.3 電刷鍍修復(fù)技術(shù)

電鍍鍍修復(fù)技術(shù)是利用電解方法使電解液中的金屬離子在零件表面上還原成金屬原子并沉積在零件表面上形成具有一定結(jié)合力和厚度鍍層的一種方法。挖掘機(jī)電氣系統(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)子、液壓系統(tǒng)齒輪泵等都可以采用電刷鍍修復(fù)技術(shù)進(jìn)行處理。

2 挖掘機(jī)再制造工程體系的建立

挖掘機(jī)綠色再制造工程是一種具有專業(yè)性、互換性、批量化、規(guī)范化的生產(chǎn)方式，產(chǎn)品需要面向市場(chǎng)，參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。再制造是挖掘機(jī)生命周期（生命周期流程如圖3所示）的一個(gè)重要組成部分，在實(shí)施再制造過程中應(yīng)以產(chǎn)品全壽命周期設(shè)計(jì)和管理為指導(dǎo)，以優(yōu)質(zhì)高效節(jié)能節(jié)材環(huán)保為目標(biāo)，實(shí)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式；建立再制造的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即建立科學(xué)合理的流通系統(tǒng)、完善的再制造工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等再制造規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)體系。

圖3 挖掘機(jī)生命周期流程圖

2.1 建立再制造挖掘機(jī)科學(xué)的流通體系

科學(xué)的流通體系有利于引導(dǎo)客戶將老舊挖掘機(jī)進(jìn)入再制造工程體系，企業(yè)再制造產(chǎn)品順利返銷市場(chǎng)，是確保再制造工程產(chǎn)業(yè)化可持續(xù)發(fā)展的途徑。再制造挖掘機(jī)的流通體系應(yīng)該包括以下內(nèi)容：

a）合理的價(jià)格評(píng)估系統(tǒng) 科學(xué)的價(jià)格評(píng)估體系包括：老舊挖掘機(jī)的收購價(jià)格和再制造挖掘機(jī)的定價(jià)；建立合理評(píng)估體系，借助計(jì)算機(jī)自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)，有利于供需雙方的互信，以經(jīng)濟(jì)手段確保老舊挖掘機(jī)穩(wěn)定的來源和產(chǎn)品順利返銷市場(chǎng)；

b）再制造挖掘機(jī)物流體系 體系涉及流通和制造成本，包括舊機(jī)的拆解地點(diǎn)和運(yùn)輸方式選擇、再制造采用分布式或集中式等，應(yīng)根據(jù)具體情況作出科學(xué)論證；

c）技術(shù)服務(wù)保障體系 再制造技術(shù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)等同或超過新機(jī)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，完善的售后服務(wù)才能使用戶買的放心、用的安心，有利于改變我國(guó)挖掘機(jī)用戶寧愿多花錢也要購買新機(jī)的消費(fèi)習(xí)慣，培育消費(fèi)市場(chǎng)。

2.2 產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)估體系

完善的再制造工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是保障再制造挖掘機(jī)等同或超過新機(jī)的保障措施。挖掘機(jī)再制造企業(yè)應(yīng)根據(jù)具體產(chǎn)品特點(diǎn)制定出具有良好通用性和可操作性的標(biāo)準(zhǔn)方案，政府部門應(yīng)出臺(tái)相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量和性能檢驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，確保產(chǎn)品的質(zhì)量。產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)估體系涉及以下內(nèi)容。

2.2.1 再制造零部件性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

制定科學(xué)的性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有利于對(duì)零部件狀況準(zhǔn)確的判斷、分級(jí)管理和正確處理。如再制造產(chǎn)品性能評(píng)價(jià)與質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、廢舊零件剩余壽命評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)等。通過建立零部件壽命預(yù)測(cè)評(píng)估模型確定零部件的剩余壽命及可制造性。根據(jù)檢測(cè)和壽命評(píng)估將零部件分為可利用件（一級(jí)件）、可再制造件（二級(jí)件）、可利用材料件（三級(jí)件）和環(huán)保處理件（四級(jí)件），進(jìn)行分級(jí)管理和區(qū)別處理。

2.2.2 再制造加工標(biāo)準(zhǔn)

再制造過程中廢舊零件的尺寸變形和表面損傷程度各不相同，再制造過程需采用更高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的加工工藝，因此必須制定出科學(xué)的加工工藝標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格執(zhí)行。如再制造發(fā)動(dòng)機(jī)工藝流程標(biāo)準(zhǔn)、噴涂修復(fù)工藝標(biāo)準(zhǔn)、電刷鍍修復(fù)工藝標(biāo)準(zhǔn)等零部件加工工藝標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.3 再制造產(chǎn)品的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

建立液壓件質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、金屬件檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、再制造挖掘機(jī)試機(jī)考核標(biāo)準(zhǔn)等整機(jī)和零部件檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，確保產(chǎn)品出廠的質(zhì)量。

3 挖掘機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響因素及對(duì)策

為了促進(jìn)再制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，緩解有限資源和過度消耗之間的矛盾，我國(guó)在總結(jié)世界各國(guó)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地提出具有中國(guó)特色的4R體系（Reduce減量化、Reuse再利用、Recycle再循環(huán)、Remanufacture再制造）；2008年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)成立了“全國(guó)綠色制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)再制造分技術(shù)委員會(huì)”，國(guó)家層面的共性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)已相繼出臺(tái)［4］。但我國(guó)挖掘機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段，需要國(guó)家、行業(yè)、企業(yè)和社會(huì)的大力支持，制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素仍大量存在，主要包括：

a）產(chǎn)業(yè)政策扶持力度不夠 目前國(guó)家已出臺(tái)了包括降低稅率等部分再制造產(chǎn)業(yè)扶持政策，但相關(guān)實(shí)施細(xì)則仍需深化；再制造企業(yè)立項(xiàng)審批周期過長(zhǎng)，按照制造業(yè)政策來管理再制造產(chǎn)業(yè)等因素制約了再制造企業(yè)發(fā)展，國(guó)家應(yīng)盡快實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)法，調(diào)整再制造產(chǎn)業(yè)政策，促進(jìn)再制造產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展；

b）產(chǎn)業(yè)體系不夠完善 廢舊件的回收、物流配送和零部件及總成的產(chǎn)業(yè)化配套能力亟待提高，技術(shù)服務(wù)體系更需要完善，整個(gè)產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)需要整體不斷提高并相互融通，才能形成挖掘機(jī)的再制造產(chǎn)業(yè)體系；

c）消費(fèi)市場(chǎng)尚需培育 盡管再制造挖掘機(jī)的質(zhì)量和性能要求要達(dá)到或超過原型新品，但消費(fèi)者喜歡新東西，寧愿多花些錢買臺(tái)新機(jī)也不愿意選擇再制造產(chǎn)品；轉(zhuǎn)變消費(fèi)者的觀念，培養(yǎng)消費(fèi)習(xí)慣需要政府、行業(yè)及企業(yè)的大力宣傳，更需要過硬的再制造產(chǎn)品質(zhì)量和完善的技術(shù)服務(wù)。

4 結(jié)語

再制造產(chǎn)業(yè)屬于朝陽產(chǎn)業(yè)，對(duì)實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，節(jié)能減排具有重大意義。本文以市場(chǎng)容量最大、附加值最高的挖掘機(jī)作為研究對(duì)象，對(duì)挖掘機(jī)再制造的工藝流程、零部件的修復(fù)技術(shù)及影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素作了分析和探討；構(gòu)建了挖掘機(jī)再制造工程體系，對(duì)完善挖掘機(jī)再制造產(chǎn)業(yè)體系，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有積極意義。

［1］朱紹華，劉世參，朱勝，等.談綠色再制造工程的內(nèi)涵和學(xué)科架構(gòu)［J］.中國(guó)表面工程2001，（2）：5-11.

［2］陳寶慶，張國(guó)勝.平地機(jī)再制造工程及其質(zhì)量控制體系［J］.筑路機(jī)械與機(jī)械化施工，2011，（12）：94-96.

［3］王玉玲, 李劍峰, 李方義，等.工程機(jī)械綠色設(shè)計(jì)與制造技術(shù)研究［J］.工程機(jī)械，2007，38（1）：40-44.

［4］徐濱士.國(guó)內(nèi)外再制造的新發(fā)展及未來趨勢(shì)［A］.湖北科技論壇文集［C］.2009.