王振興

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西 太原 030000）

引言

自20世紀(jì)70年代全球第一臺(tái)全地面起重機(jī)在歐洲西部的德國(guó)誕生起，由于全地面起重機(jī)具有良好的機(jī)動(dòng)性、能夠吊載行駛、適應(yīng)性強(qiáng)等特性，被世人認(rèn)可并得以快速發(fā)展。至此國(guó)內(nèi)外各個(gè)廠家接踵而來(lái)地進(jìn)入該行業(yè)。2013年國(guó)內(nèi)全地面起重機(jī)的銷售量為17 883臺(tái)，2014年下降到14 096臺(tái)。伴隨著全地面起重機(jī)數(shù)量的不斷增長(zhǎng)，之前不被人們注意的報(bào)廢車該如何處理也會(huì)愈顯棘手。因此提前研究全地面起重機(jī)產(chǎn)品的回收利用工作勢(shì)在必行，同時(shí)也能夠提高資源利用率，降低能耗，保護(hù)環(huán)境。

1 再制造

1.1 再制造理論基礎(chǔ)

再制造是指以產(chǎn)品的全周期設(shè)計(jì)和管理為指導(dǎo)，以提高使用效率、節(jié)約能源、節(jié)約材料、保證質(zhì)量、保護(hù)環(huán)境為目標(biāo)，通過(guò)運(yùn)用表面工程、復(fù)合技術(shù)等高新技術(shù)，將已損耗產(chǎn)品重新恢復(fù)到既有經(jīng)濟(jì)價(jià)值又有利用價(jià)值的狀態(tài)。

1.2 再制造工藝流程

在再制造的工藝流程中，報(bào)廢工程起重機(jī)要通過(guò)產(chǎn)品拆解、零部件清洗、分類檢測(cè)、再制造和再裝配等幾個(gè)過(guò)程，如圖1所示。

圖1 再制造工藝流程

拆解時(shí)要盡量保證零部件的原始特性，以便可以直接使用。目前零部件的清洗主要有汽油清洗、高壓清洗、超聲波清洗等方法。通過(guò)無(wú)損檢測(cè)之后，能夠再制造的零部件可以通過(guò)表面工程以及各種修復(fù)技術(shù)進(jìn)行再制造。

2 全地面起重機(jī)再制造

全地面起重機(jī)機(jī)械部分主要包括伸縮臂、支腿、車架、駕駛室、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及傳動(dòng)系統(tǒng)；電氣部分主要包括蓄電池、PLC、傳感器及電纜線束等；另外液壓部分主要包括油缸、泵閥、油箱、管件以及各類油液等。

全地面起重機(jī)的拆解工藝一般是先排放干凈各類油液（燃油、液壓油、冷卻液等），之后依次拆除上車伸縮臂、主臂防后傾油缸、轉(zhuǎn)臺(tái)、下車液壓電氣系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、支腿駕駛室。拆下來(lái)的各個(gè)零部件可以通過(guò)以下方法進(jìn)行回收再制造。

2.1 主要焊接結(jié)構(gòu)件

車架、伸縮臂、轉(zhuǎn)臺(tái)、支腿等主要焊接結(jié)構(gòu)件可以通過(guò)X射線檢測(cè)鑄件焊接件的內(nèi)部缺陷，紅外線無(wú)損檢測(cè)檢測(cè)出金屬材料的損傷程度。這些結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)之初就進(jìn)行過(guò)有限元分析，便可以確定應(yīng)力比較大的結(jié)構(gòu)件，對(duì)這些部位要重點(diǎn)檢測(cè)。對(duì)于這些重要零部件使用的材料一般都是高強(qiáng)板，焊縫要求嚴(yán)格，制造過(guò)程成本巨大，所以一般可以用修復(fù)熱處理技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。這項(xiàng)技術(shù)是一門(mén)在材料受熱允許的形變范圍以內(nèi)，通過(guò)顯微組織結(jié)構(gòu)的恢復(fù)，使零部件的整體性能得以恢復(fù)的技術(shù)。例如裂紋的修復(fù)可以將材料重新奧氏體化，采用合理的回火溫度，通過(guò)碳化物顆粒通過(guò)“搭橋”將已有微裂紋使其自愈合。

2.2 精密零部件

傳動(dòng)系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、分動(dòng)箱和車橋，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的角傳動(dòng)器、液壓助力轉(zhuǎn)向器，以及各類油缸等精密零部件可采用渦流檢測(cè)、金屬磁記憶檢測(cè)等綜合檢測(cè)手段，以便檢測(cè)這些零部件的損傷情況。如果發(fā)現(xiàn)有缺陷的零部件，可以通過(guò)以下手段進(jìn)行修復(fù)。

1）劃傷快速填補(bǔ)技術(shù)。是指將專用材料用微區(qū)脈沖點(diǎn)焊設(shè)備，達(dá)到快速修復(fù)零部件的損傷部位的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)工作原理是通過(guò)高能電脈沖產(chǎn)生的熱量，將補(bǔ)材微區(qū)焊接在經(jīng)過(guò)預(yù)處理的待修復(fù)缺陷表面的技術(shù)。該技術(shù)能夠較好地恢復(fù)零部件的形狀以及尺寸精度。

2）再制造毛坯快速成型技術(shù)。是指將原有廢舊零部件作為再制造的毛坯，主要運(yùn)用堆積成形原理，根據(jù)三維或者二維確定準(zhǔn)確的幾何信息，對(duì)毛坯進(jìn)行金屬熔融堆積成形的技術(shù)。

3）納米涂層及納米減摩自修復(fù)技術(shù)。是一項(xiàng)通過(guò)特定的工藝手段將納米粉體材料對(duì)固體的表面進(jìn)行強(qiáng)化或?qū)p傷的表面進(jìn)行修復(fù)的技術(shù)。鑒于納米材料自身優(yōu)秀的力學(xué)性能，可用于制造高韌超塑性、高強(qiáng)、超硬材料或者高韌性、高硬度涂層，所以當(dāng)前納米材料不僅能夠作為優(yōu)良的原材料，而且能夠用表面工程技術(shù)對(duì)受損零部件進(jìn)行維修或者再制造，從而獲得高性能的零部件。

2.3 司機(jī)室

司機(jī)室要求使用的材料種類比較多，同時(shí)非金屬材料的比例也比較大。部分非金屬材料由于再生技術(shù)的限制或者回收成本比較高，只能選擇直接填埋或者焚燒。所以要想提高司機(jī)室的回收利用率需用從以下幾個(gè)方面著手。

1）盡可能地減少司機(jī)室內(nèi)非金屬材料的種類，相似的零部件盡可能使用同一種材料。

2）如果只能選用不同的材料，盡量采用兼容性良好的材料，以便一起回收。

3）選取并采用便于回收或回收技術(shù)成熟的材料。例如：司機(jī)室的內(nèi)飾件可使用聚丙烯做基材，儀表盤(pán)可用丙烯腈－苯乙烯－丁二烯共聚物。

2.4 蓄電池

全地面起重機(jī)上使用的蓄電池一般都是鉛酸蓄電池，拆卸下來(lái)之后可以通過(guò)檢測(cè)蓄電池電解液濃度來(lái)確定添加多少蒸餾水或者電解液。如果正負(fù)電極變形則可以用火法工藝來(lái)回收正負(fù)極板中鉛以及其他有用物。

2.5 電氣件

對(duì)于全地面起重機(jī)上的各類PLC、控制器等各類電器件主要是由多種金屬和玻璃纖維強(qiáng)化樹(shù)脂制造而成的，因此具有很高的回收利用價(jià)值。一旦這類的元件已損壞均可以考慮使用金屬重熔，濕法提取Cu、Ni、Al等金屬原料。

2.6 輪胎

輪胎經(jīng)過(guò)正常使用以后胎面花紋都會(huì)磨損，如果沒(méi)有超過(guò)磨損的極限標(biāo)志，那么該輪胎可以經(jīng)過(guò)打磨修補(bǔ)、制作胎面、硫化處理等工藝翻新成新的輪胎，否則就失去翻新的價(jià)值，進(jìn)行無(wú)害化處理或者變成熱能利用，如下頁(yè)圖2所示。

圖2 廢輪胎再制造

對(duì)于各類油液可以根據(jù)被污染的程度（按照GB／T 17145－1997），來(lái)決定是過(guò)濾再使用或直接進(jìn)行廢油再生產(chǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以全地面起重機(jī)為研究對(duì)象，著重分析了全地面起重機(jī)各個(gè)零部件的再制造方案，旨在為全地面起重機(jī)的再制造提供一定的借鑒價(jià)值。當(dāng)前再制造是一種較為先進(jìn)的制造技術(shù)，同時(shí)也是一個(gè)新興的行業(yè)，以節(jié)約資源，綠色環(huán)保為特色，以表面工程和再制造技術(shù)為核心的新行業(yè)。然而市場(chǎng)認(rèn)可度不高，還需要進(jìn)一步的理論和實(shí)踐支撐。相信隨著技術(shù)和理論的不斷完善，變廢為寶的意識(shí)深入人心，在不久的將來(lái)起重機(jī)的再制造業(yè)會(huì)有更大更好的發(fā)展。