張紅耀,康寶生
(1.中鐵隧道局集團有限公司設(shè)備分公司,廣東 廣州 511458;2.中鐵隧道局集團有限公司,廣東 廣州 511458)
再制造是對廢舊產(chǎn)品的零部件進行專業(yè)化修復(fù)或升級改造,使其質(zhì)量不低于原型新品水平的過程。再制造成本不超過原型新品的50%,節(jié)能60%、節(jié)材70%,對環(huán)境的不良影響顯著降低,具有很高的綠色度,有力促進了資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的建設(shè),在世界范圍內(nèi)的眾多領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用。
《中國制造2025》提出“大力發(fā)展再制造產(chǎn)業(yè),實施高端再制造、智能再 制造、在役再制造,推進產(chǎn)品認定,促進再制造產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展”。
在國家的大力推動下,我國的再制造產(chǎn)業(yè)也呈現(xiàn)出民蒸蒸日上全面發(fā)展的良好局面,在工程機械領(lǐng)域也廣為應(yīng)用。在此大環(huán)境下作為工程建設(shè)的重要施工設(shè)備的錨桿臺車的再制造研究工作也將迎來春天。
錨桿臺車屬于隧道和礦山專用設(shè)備,在隧道和礦山工程中廣泛應(yīng)用,但錨桿臺車的再制造研究在國內(nèi)則很少,網(wǎng)絡(luò)上也很難查到有關(guān)錨桿臺車再制造方面的信息,本文以我單位的某錨桿臺車再制造為例對錨桿臺車再制造的工作流程和質(zhì)量控制措施進行總結(jié)和研究,供行業(yè)相關(guān)人員借鑒,同時在總結(jié)設(shè)計、系統(tǒng)匹配和質(zhì)量控制方面的部分成果也可應(yīng)用于錨桿臺車的科研開發(fā)、加工制造等領(lǐng)域。
錨桿臺車是隧道錨護作業(yè)的專用施工設(shè)備,具有快速、高效、便捷的優(yōu)點,具有鉆孔、錨桿施作、注漿、地質(zhì)探測等功能,是隧道和礦山施工的關(guān)鍵設(shè)備之一。錨桿臺車一般由底盤行走機構(gòu)和工作機構(gòu)兩大部分組成。底盤行走機構(gòu)主要完成臺車移動功能,由發(fā)動機提供動力,并可為工作機構(gòu)提供支撐平臺。工作機構(gòu)安裝在底盤行走機構(gòu)上,主要完成鉆孔、錨桿施作、注漿、地質(zhì)探測等施工作業(yè),總體結(jié)構(gòu)見圖1。
圖1 臺車總體結(jié)構(gòu)
錨桿臺車結(jié)構(gòu)復(fù)雜,由眾多系統(tǒng)和部件組成。臺車的再制造包括系統(tǒng)性能升級改造、各系統(tǒng)之間的匹配設(shè)計、零件再制造、組裝調(diào)試和試驗驗收等八個過程,總結(jié)為“八步法”,見圖2。
圖2 臺車再制造“八步法”流程
1)再制造設(shè)計 再制造設(shè)計是整個再制造的靈魂,是再制造成功與否的關(guān)鍵。再制造設(shè)計主要包括市場調(diào)查、方案制定、方案論證和決策等方面的工作,以確定再制造產(chǎn)品的產(chǎn)品定位、主要技術(shù)參數(shù)、主要系統(tǒng)和部件的性能和形式、重要毛坯的初步再制造方案等重大事項。編制再制造方案前要進行充分、全面的市場調(diào)查,充分了解市場需求、技術(shù)要求、環(huán)境要求、產(chǎn)品價格等各方面的信息,特別是工作效率、應(yīng)具備哪些功能、對工作所處環(huán)境和道路的適應(yīng)性、質(zhì)量和性能的穩(wěn)定性等,再進行充分的專家論證、科學(xué)決策,選擇最優(yōu)方案進行實施,堅決避免“拍腦袋”決策,任何一項小的失誤都可能造成再制造產(chǎn)品不適應(yīng)市場需求,而導(dǎo)致再制造工作失敗。在系統(tǒng)設(shè)計計算時除了按規(guī)范要求合理選擇安全系數(shù)外,還要充分考慮一些本階段不確定因素可能造成的影響,例如各毛坯重量、安裝位置、附屬部件重量等估算不準(zhǔn)而導(dǎo)致的臺車總重量、重心位置、剎車安全距離等重要參數(shù)達不到設(shè)計要求等嚴重問題。再制造設(shè)計的另一項重要工作是性能提升,性能提升包括技術(shù)性能提升和技術(shù)參數(shù)及功能優(yōu)化。隨著新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用,原舊毛坯有的可能已被淘汰,不再適應(yīng)現(xiàn)行市場需求,需要進行技術(shù)升級改造。而技術(shù)參數(shù)和功能優(yōu)化是為了再制造設(shè)備更加適應(yīng)工程特點而進行的針對性設(shè)計,通過優(yōu)化使再制造設(shè)備更具競爭力。
2)毛坯評估 毛坯是設(shè)備再制造的物資基礎(chǔ),是影響再制造產(chǎn)品成本的重大因素。毛坯選擇時必須對毛坯的再制造性、參數(shù)和功能等進行系統(tǒng)、全面的評估。采購毛坯時不能單方面看價格,應(yīng)對毛坯的技術(shù)狀態(tài)進行全面監(jiān)測和評估,準(zhǔn)確預(yù)估再制造需要投入的全部費用,在保證功能條件下降低再制造總成本。選擇毛坯還要考慮臺車對各毛坯的外形尺寸、安裝方式、毛坯之間連接固定等方面的要求,確保所有毛坯部件組裝后滿足臺車各項的設(shè)計要求。毛坯可以選取同一臺舊臺車,也可以選自不同的舊臺車。從不同舊臺車中選擇性能及技術(shù)狀態(tài)最優(yōu)的部件進行重新組合,這樣可以使再制造成本最低,是臺車再制造的最佳選擇。
3)系統(tǒng)匹配設(shè)計 由于再制造所需毛坯是市場采購,采購回來的毛坯需要根據(jù)臺車的平臺結(jié)構(gòu)和參數(shù)指標(biāo)要求,結(jié)合設(shè)備維修的便利性、設(shè)備和人員的安全性等各方面因素進行合理匹配,特別是設(shè)備布置、管線走向、接口設(shè)計、重心計算、安全防護等,通過合理匹配把各毛坯組成一個最優(yōu)組合體,使再制造產(chǎn)品的性能達到最優(yōu)。系統(tǒng)匹配設(shè)計完成后應(yīng)對各系統(tǒng)對臺車總體參數(shù)的影響進行復(fù)核驗算,如不滿足要求應(yīng)果斷采取措施,避免造成更大的損失。
4)拆解與清洗 拆解是保證再制造質(zhì)量的第一步,毛坯的拆解應(yīng)按照再制造標(biāo)準(zhǔn)的要求進行“全拆全檢”,所有部件均應(yīng)拆解到不可再拆的最小單元,全拆全檢同時也是再制造產(chǎn)品質(zhì)量保證的重要措施。拆解和清洗前應(yīng)制定詳細的拆解和清洗方案,作好標(biāo)識,配置所需要的設(shè)備、工具和材料。拆解后的部件應(yīng)進行清洗、清潔,并做好防護工作,作好標(biāo)識,分類存放。需要送到專業(yè)檢測機構(gòu)進行檢測的可到專業(yè)檢測機構(gòu)進行拆解,避免由于拆解不當(dāng)造成毛坯損壞。
5)檢測 檢測報告是再制造方案的依據(jù),所有毛坯舊件均應(yīng)由專業(yè)的監(jiān)測機構(gòu)或人員進行檢測,并出具檢測報告。檢測報告應(yīng)客觀公正,內(nèi)容全面、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,并有明確的判定標(biāo)準(zhǔn)和意見。檢測標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合公開發(fā)行的國標(biāo)或行業(yè)(團體)標(biāo)準(zhǔn),如果采用檢測單位的企標(biāo)應(yīng)與檢測委托單位協(xié)商,并得到認可。根據(jù)檢測報告把檢測過的毛坯分為沒有再制造價值的部件、經(jīng)過適當(dāng)再制造可以繼續(xù)使用的部件和狀態(tài)良好可以直接使用的部件。沒有再制造價值的應(yīng)重新選購毛坯或購買新部件,原毛坯應(yīng)分類按廢舊物資處理規(guī)定統(tǒng)一處理。有再制造價值的根據(jù)其實際技術(shù)狀態(tài)修正再制造方案。全部檢測完成后進行統(tǒng)計,對再制造成本進行復(fù)核修正。
6)零件再制造 零件再制造一般分為兩類,機械加工法和表面工程技術(shù)法,近年來隨著納米技術(shù)、智能技術(shù)等現(xiàn)代高新科技技術(shù)的應(yīng)用大大提高了再制造產(chǎn)品的性能和經(jīng)濟效益,合理選擇先進的再制造技術(shù)和方法對再制造產(chǎn)品起著決定性作用。再制造的另一下重點是質(zhì)量控制,再制造應(yīng)按照再制造設(shè)計及修正后的方案嚴格進行,再制造后的部件應(yīng)再次進行檢測,達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后才允許組裝。再制造過程中的隱蔽質(zhì)量風(fēng)險點和重要過程應(yīng)按質(zhì)量控制計劃作好檢驗并記錄。質(zhì)量記錄應(yīng)格式規(guī)范、內(nèi)容詳細、數(shù)據(jù)真實、填寫及時,禁止后補質(zhì)量記錄、編制虛假記錄。質(zhì)量記錄應(yīng)由專人統(tǒng)一管理,再制造完成后進行歸檔保存。
7)組裝與調(diào)試 組裝調(diào)試的主要工作是將各部件和設(shè)備按設(shè)計要求安裝固定到臺車平臺上,再將各部件按設(shè)計圖紙進行管線連接,完成后進行系統(tǒng)調(diào)試,將系統(tǒng)各項參數(shù)調(diào)整到設(shè)計要求。組裝調(diào)試也是對再制造設(shè)計和匹配設(shè)計工作的初步檢驗和驗證,組裝調(diào)試必須嚴格按照設(shè)計要求進行,并作好調(diào)試記錄,在組裝調(diào)試過程中如果出現(xiàn)與設(shè)計要求存在偏差,達不到設(shè)計要求,應(yīng)及時向設(shè)計人員進行反饋,由設(shè)計人員進行處理。調(diào)試前應(yīng)編寫調(diào)試大綱,調(diào)試大綱應(yīng)詳細說明調(diào)試的標(biāo)準(zhǔn)值、應(yīng)具備哪些條件、調(diào)試步驟及注意事項等。
8)試驗和驗收 試驗和驗收不但是臺車再制造的重要流程,同時也是重要的質(zhì)量控制措施之一。再制造臺車的試驗和驗收應(yīng)按新機標(biāo)準(zhǔn)進行,應(yīng)包括工廠驗收、工業(yè)性試驗和驗收兩個階段。工廠驗收和工業(yè)性試驗前都應(yīng)制定全面、詳細的驗收、試驗大綱(包括驗收標(biāo)準(zhǔn)),并按管理流程要求審批通過。工廠驗收主要是對臺車設(shè)計的功能和技術(shù)參數(shù)進行驗收,檢驗再制造臺車的技術(shù)參數(shù)和功能是否達到了設(shè)計要求。工業(yè)性試驗需要在各種預(yù)設(shè)的極限條件下進行連續(xù)工作一定期限(本次試驗設(shè)定的期限為3 個月或工作600h,以后到達的為準(zhǔn)),以驗證臺車在極限工作條件下的性能穩(wěn)定性。試驗場地的選擇非常重要,不但要滿足工業(yè)性試驗的期限要求,還要具備工業(yè)性試驗要求的各種試驗條件。
影響再制造產(chǎn)品質(zhì)量的因素很多,涵蓋了產(chǎn)品再制造的全過程。不同的再制造企業(yè)會對不同的再制造對象采取不同的質(zhì)量控制措施和方法,以保證再制造產(chǎn)品的質(zhì)量。再制造企業(yè)的質(zhì)量管理體系及運行狀況、外部市場監(jiān)管力度等同樣會影響到再制造產(chǎn)品質(zhì)量。本文根據(jù)本企業(yè)現(xiàn)狀結(jié)合臺車再制造特點,將臺車再制造的質(zhì)量控制總結(jié)為以下八個方面的措施,見圖3。
圖3 臺車再制造質(zhì)量管理措施
1)計劃控制 臺車再制造工作開始前質(zhì)檢部門根據(jù)再制造設(shè)計方案,深入分析辨識再制造過程中可能存在的質(zhì)量風(fēng)險,辨識質(zhì)量風(fēng)險點是質(zhì)量控制的關(guān)鍵,必須做到風(fēng)險點全面、準(zhǔn)確無遺漏,風(fēng)險級別恰當(dāng)。根據(jù)風(fēng)險的級別制定相應(yīng)的控制方式和控制措施,做到控制有計劃、工作有內(nèi)容、檢查有標(biāo)準(zhǔn)、落實有記錄,確保再制造產(chǎn)品質(zhì)量可控。
2)三級質(zhì)檢 再制造過程應(yīng)堅持操作者自檢、下道工序操作者對上道工序完成情況互檢及專職檢驗人員專檢,層層把關(guān),相互監(jiān)督,保證再制造產(chǎn)品質(zhì)量。
3)方案論證 聘請行業(yè)知名技術(shù)專家組成技術(shù)專家組對設(shè)計方案、再制造方案等技術(shù)方案進行專家論證,形成專家意見,由專家決定方案,按照專家意見落實整改,避免因技術(shù)失誤給再制造產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。
4)全拆全檢 對所有再制造毛坯進行全拆、全檢、全修是保證再制造臺車質(zhì)量的重大原則,也是再制造與維修的不同之處。
5)專業(yè)協(xié)作 對專業(yè)技術(shù)要求高的工作,如精密液壓件、電器的檢測、再制造等,與專業(yè)廠家或機構(gòu)進行協(xié)作,利用其專業(yè)優(yōu)勢保證再制造質(zhì)量。
6)過程記錄 對再制造進行全過程記錄。過程記錄分工作記錄(日志)和質(zhì)量記錄,分別由作業(yè)人員和質(zhì)檢人員負責(zé),應(yīng)全面、及時、真實。記錄的形式分為紙質(zhì)文檔、電子文檔、照片、錄音錄像等,保證與質(zhì)量有關(guān)的過程全部可追溯。
7)質(zhì)量責(zé)任制 再制造作業(yè)人員實行質(zhì)量責(zé)任制和工作實名制,再制造的每項目工作都能找到對應(yīng)的作業(yè)人員,制定相應(yīng)的質(zhì)量獎罰制度,促進作業(yè)人員的質(zhì)量意識。
8)試驗驗收 試驗驗收是再制造產(chǎn)品質(zhì)量控制的最后關(guān)口,通過長時間、大負荷的極限試驗檢驗再制造臺車性能;通過對各個系統(tǒng)的驗收檢驗臺車各項指標(biāo)是否達到了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
目前,工程機械再制造已經(jīng)成為其產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)。它不僅為客戶提供降低產(chǎn)品全生命周期成本的最佳方式,也有效支持了國家提倡的發(fā)展綠色循環(huán)經(jīng)濟的號召,成為工程機械行業(yè)未來發(fā)展的重要方向。錨桿臺車作為工程建設(shè)的重要設(shè)備在國內(nèi)存量巨大,同時臺車的報廢年限一般在10 年左右,由于臺車各部件的使用效率不同,在臺車達到報廢年限后仍然會有很大一部分部件具有很高的再制造性,特別是臺車底盤,正常情況下因其運行時間相比工作機構(gòu)少很多,剩余壽命相應(yīng)也多很多,為臺車再制造創(chuàng)造了有利條件。但由于目前國內(nèi)臺車存有分散、缺乏臺車再制造標(biāo)準(zhǔn)、缺乏行業(yè)協(xié)會監(jiān)管、市場對再制造產(chǎn)品認可不高、產(chǎn)業(yè)鏈不完善等造成臺車再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢、再制造率小,大量剩余價值被浪費,希望相關(guān)企業(yè)和行業(yè)協(xié)會共同努力,促進臺車再制造產(chǎn)品快速發(fā)展,建議:①有條件的臺車制造商、維修單位、產(chǎn)權(quán)單位成立臺車再制造專業(yè)機構(gòu),積極開展臺車再制造業(yè)務(wù),加強質(zhì)量管理,提高再制造臺車質(zhì)量;②國家在政策上給予支持、行業(yè)協(xié)會主動幫扶,多方位共同幫助企業(yè)開展臺車再制造業(yè)務(wù);③行業(yè)協(xié)會盡快出臺再制造臺車相關(guān)制度和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范企業(yè)行為,保證再制造臺車的質(zhì)量;④加大力度宣傳臺車再制造的意義,提高再制造臺車的產(chǎn)業(yè)認可度。