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《上海交通大学》 2010年
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再制造坯料清洁技术研究

刘诗巍  
【摘要】: 在大力推行循环经济、可持续发展的今天,传统的“高投入,高消耗,高污染”的制造模式已经不再适用,推进可持续制造,实现循环型的生产模式,是建设资源节约型、环境友好型社会的重要举措。废旧汽车零部件再制造作为可持续制造的重要组成部分之一,具有大量的节约能源、资源,减少劳动力耗费、降低产品成本等优势。再制造坯料的清洁是再制造所特有的流程。再制造坯料的清洁目的在于清除污垢,方便对零部件进行检测、分类和机加工;再制造坯料的污垢类型主要为油污、积碳、水垢、锈垢等,而且污染重,分布广;再制造坯料的结构复杂,尺寸多样,清洁处理批量大;另外,再制造坯料的清洁过程往往是再制造中污染产生的主要来源。因此,需要研究和发展创新的再制造坯料清洁技术和工艺装备并建立相应的技术规范,从而获得良好的清洁效果,有效降低清洁成本以及减少环境影响。 本文以发动机为研究对象,对汽车零部件再制造坯料的清洁处理技术进行了深入分析和试验研究,探讨了再制造坯料清洁工艺流程,建立了再制造清洁度评定规范并提出了再制造坯料处理车间的污水处理方案。研究成果的应用可以有效降低再制造清洁处理成本,提高清洁处理效率,降低能耗,同时减少了污染物排放,从而进一步提高再制造产业的市场竞争力,提高再制造产品的社会效益和环境效益。 本文主要研究结论如下: 1.退役汽车零部件再制造坯料传统上采用溶液清洗为主的清洁技术,清洁效率低,环境污染大。因此,课题组针对清洁效率高、环境污染小的再制造坯料机械清洁技术与装备开展了研究,开发了“高温分解式燃油热清洁系统”和“压送式干冰清洗机”。 2.针对热分解清洁、高压水射流清洗、抛丸清理、喷砂清理等四种机械清洁技术开展了清洁效果试验,分析了清洁效率与能耗、清洁成本、污染物排放与控制等因素对清洁效果的影响,并专门针对气动喷砂的清洁效率进行了数值仿真,研究了喷嘴结构对清洁效率的影响。在此基础上,探讨和建立了实用的再制造坯料清洁工艺并提出了相应的清洁度评定规范。 3.针对油污、积碳、水垢、锈垢等四种代表性污垢的再制造坯料清洁效果试验认为:对于污垢严重且结构复杂的零件应进行高温分解前处理;对于污垢不严重或结构不复杂的铝合金零件,采用高压水射流或抛丸清理方法即可完成清洁处理,对于铸铁零件采用抛丸清理方法后表面光亮度、清洁程度明显优于其他方法;对于铝合金零件采用喷砂清理,特别是经湿喷砂后处理,零件的光亮清洁程度明显优于其他方法;发动机缸体、缸盖等含复杂孔道的零件不宜采用抛丸、喷砂清理方法,小批量清洁采用高压水射流清洗方法更可靠。 4.再制造坯料的清洁工艺流程应遵循如下原则:缸体、缸盖等大型结构复杂的再制造坯料在大批量时应采用热分解清洁工艺进行处理,小批量时直接采用高压水射流清洗工艺进行处理;铝合金零件由于采用喷砂处理效果好,同时高温分解前处理可以降低喷砂处理成本,应采用“高温分解前处理+干喷砂清理+湿喷砂后处理”的清洗工艺;对于污垢严重的钢铁零件,采用热分解清洁工艺进行处理,而污垢不严重的简单结构件直接采用抛丸清理工艺,复杂结构件则在抛丸清理工艺后采用高压水射流清洗工艺除去残余污垢。 5.再制造坯料清洁度评定规范主要适用于退役零件表面污垢程度或清洁效果的现场评定,是指导清洁工艺选择和改进的量化评价依据。 本文的创新之处在于: 第一、从节能减排、降本增效的工程目标出发,系统研究了汽车零部件再制造坯料的机械清洁技术、工艺与装备; 第二、根据零件材质、处理批量、零件结构和污垢程度,提出了再制造坯料清洁工艺流程应遵循的一般原则; 第三、建立了适用于退役零件表面污垢程度或清洁效果现场评定的再制造坯料清洁度评定规范。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U468;TB490

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