基于绿色制造的设备维修技术

作者：刘超 惠烨

欢迎访问e展厅 展厅 8 CAD硬件/先进制造技术展厅 图形工作站, 绘图仪/大幅面打印机, 3D控制器/3D鼠标, ... 【摘 要】 基于绿色制造的维修技术既要考虑对传统工艺方法的合理利用，更要注意选择有利于优质、高效、清洁、低耗的新工艺、新方法，力求维修过程的整体优化。 引 言 绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目标是使产品在全生命周期中，对环境负面影响最小，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。与绿色制造目标相对应，设备维修技术以最少的资源消耗，保持、恢复、延长和改善设备的功能，实现材料利用的高效率，减少材料和能源消耗，从而提升经济运行质量和效益。一般说来，通过维修恢复一种产品的性能所消耗的劳动量和物质资源，仅是制造同一产品的几分之一甚至十几分之一，这种消耗的减少就意味着对环境污染的减少而有利于社会的持续发展。 1 基于绿色制造的维修技术 1.1 故障诊断技术 故障诊断技术是 20 世纪 70 年代以来，随着电子测量技术、信号处理技术以及计算机技术的发展逐渐形成的一门综合技术。较常用的技术手段有振动监测、噪声监测、温度监测、油液分析、无损探伤等。故障诊断技术可以在设备运行过程或基本不拆卸的情况下，监测设备的运行技术状况，预测设备的可靠性，判断故障的部位和原因。因此，能够防止突发故障和事故的发生，减少事故性停机；较科学地确定设备修理间隔期和内容，降低维修成本，保证安全生产，节约能源。据统计，采用该项技术后，可减少 75% 以上的机械设备事故，维修费用降低 25%-75% ，已成为提高机械设备安全、稳定、可靠、长周期、满负荷地优质运行服务以及实现绿色维修的关键技术。 1.2 表面工程技术 表面工程指表面预处理后，通过进行镀层、涂覆、注入和氧化等表面处理，改变固体材料表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态等，制备出优于本体材料的特殊功能薄层，使机件达到更高的耐磨损、防腐蚀、抗疲劳和耐高温等性能，从而具有延长使用寿命、节约资源、减少环境污染的效用，是使维修工程达到优质、高效、低耗、低污染等目标的一个重要手段。例如，镀铁技术目前被广泛应用于机车、船舶以及柴油机等的过度磨损曲轴修复中，修复后曲轴的使用性能可以恢复到接近新的水平，但维修成本只有新轴的几十分之一，而且大大减少机械设备的维修时间。 表面处理技术的主要加工方法有：原子分子沉积，如镀、气相沉积等；颗粒沉积，如热喷涂等；涂敷覆盖，如喷塑、刷镀等；表面改性处理，如离子溅射注入、激光表面处理等；表面接合，如包金属箔、化学粘接等。表面工程在国家“九五”规划中，被列为节能、节材的示范项目。表面工程技术体系的发展研究及在设备修理领域的应用，对于实现绿色维修，推动我国设备修理工程的发展将起到不可估量的促进作用。 1.3 再制造工程 再制造工程是一个以产品全寿命周期管理为指导，以优质、高效、节能、节材、环保为目标，以先进技术和产业化生产为手段来修复或改造废旧产品的一系列技术措施或工程活动的总称，包括对产品的：(1)修复：通过测试、拆修、换件、局部加工等，恢复产品的规定状态或完成规定功能的能力。(2)改装：通过局部修改产品设计或连接、局部制造等使产品适合于不同的使用环境或条件。(3) 改进或改型：通过局部修改和制造，特别是引进新技术等使产品使用与技术性能得到提高，适应使用或技术发展的需要，延长使用寿命。(4)回收利用：通过对废旧产品进行测试、分类、拆卸、加工等使产品或其零部件、原材料得到再利用。 因此，再制造工程不同于一般意义上的简单维修，多的资源浪费。如旧复印机被送回工厂，重新修整后，不仅更新了磨损部件，还提高了其功能，以适应社会需要，然后再次投入市场。发达国家再制造已经形成了相当规模的产业，专门从事再制造的企业发展非常迅速，并利用再制造产品成为制造业 #如自动化、发动机、日用品、电脑、机械加工等% 降低成本、节约资源、减少污染，提高竞争能力的重要途径。还包含着产品功能的换代和提高，同时并没有造成过 1.4 清洁维修工艺 完善设备检测、管理制度，维护设备完好率、运行率，杜绝使用过程中的跑、冒、滴、漏等低水平的浪费现象，减少资源消耗，降低生产成本，促进环保进程。在设备修理中，采取环保设施和手段降低和处理维修过程中有害物的排放。如在汽车维修中，采用符合环保要求的油漆干打磨 (带吸尘) 装置，防止含有有害化学成分的粉尘污染。在电镀修复技术中，推广使用刷镀工艺，不但设备简单，工艺灵活，操作简便，还可改善劳动条件，减少环境污染。 2 面向绿色维修的产品设计 面向绿色制造的设备维修，要求在产品的设计阶段就必需考虑到产品的易维修性，即产品功能的易替换能力；具有功能扩展的特性，即产品功能的更新；拆解再利用等问题。 2.1 提高维修性设计 (1) 简化结构，减少加工过程中的材料损耗与能量消耗、减少使用故障，一旦发生故障，也便于检查、判断、修复。(2) 提高零部件的标准化、互换性和可更换性，使各种类型的机械设备零部件之间能够通用，有利于维修、更换、回收再利用。(3) 维修人员在检查、拆卸和修理中应有足够的操作空间，并能保证维修人员操作安全。(4)部件和联接件易拆易装，可以通过局部修复、更换零部件延长产品的使用寿命。 2.2 功能可扩展性设计 由于科学技术的进步，产品更新换代的周期越来越短，然而产品的更新、升级并不意味着所有零部件的报废，可能只是对核心部件的升级。具有产品功能的可扩展性，设计不仅需要考虑产品本身的寿命，而且要考虑产品功能的更新。应使产品便于拆卸和改进，采用标准化设计、模块化设计能使产品通过重组零部件而不断更新或完成不同的功能，满足不同的使用要求。如计算机硬件的模块化设计，对计算机功能的更新换代，只要部分“置换”硬件即可达到提升功能的目的，对于实现产品的多生命周期工程具有重要意义。施乐(Xerox)公司为环境而设计—DFE(Design for Environment) 项目中，对整个产品系统的零部件采用标准化与模块设计，通过镶嵌或用螺丝连接起来，而不是采用焊接或胶合的方法，便于产品的再制造，也便于维修；便于用户升级产品，减少了产品由于过时废弃造成的环境影响；增加了产品单元部件再利用的机会。 2.3 材料选择 材料的绿色特性对产品的绿色性能具有重要的影响，因此在选材时应注意：(1) 产品中尽可能不含有毒材料；(2) 使用可再生的材料；(3) 使用较少的材料种类，简化设计，尽可能地少用复合材料，以便于材料的回收再利用；(4) 使用适合于工艺性能的材料，以降低零件加工的难度与废品率，节约加工及维修过程的能量消耗。 3 结 论 (1)将绿色制造理念运用于产品的维护、修理中，进行科学合理的维修和改造是保护生态环境和可持续发展的重要方面。(2)基于绿色制造的维修技术既要考虑对传统工艺方法的合理利用，更要注意选择有利于优质、高效、清洁、低耗的新工艺、新方法，力求维修过程的整体优化。(3)必需使产品具有面向绿色维修的工艺设计，即产品的维修性、可拆卸性、可回收性、功能可扩展性等。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/24/2005)