盾构再制造技术

盾构再制造技术（精选四篇）

盾构再制造技术 篇1

1 工程概况

深圳地铁5号线(环中线)是深圳大运会重要工程之一，是深圳市近期线网的骨干线路。临海站～宝华站盾构区间属5号线中施工难度较大、工期较紧的工程项目，采用两台德国海瑞克Ø6 250mm土压平衡盾构施工。隧道内径5 400mm，外径6 000mm，区间右线长585.702m，左线长607.707m，区间总长1 193.409m。盾构线路从临海站始发西行，到达宝华路后沿宝华路北上，到达宝华站南端盾构吊出井。

宝华站南到达端头地层主要为填土、淤泥、粉质粘土，隧道埋深17.5m。隧道底部以下以砾砂、粉砂层为主，洞身周围为全断面砂层，属软弱地层，地下水丰富，稳定性很差，存在涌砂、坍塌危险。该端头原先采用Ø600旋喷桩进行加固处理，且在洞门镜面进行了水平注双液浆。加固后进行了地面取芯和洞门水平探孔检查，加固效果良好。但当左线盾构碰壁后，再次在洞门处打水平探孔检查，出现大量水夹带中细砂喷出，且压力较大。说明加固体已失效，必需采取再加固处理措施。

2 工程地质

1)水文地质地下水补给来源主要为大气降水、海水等地表水的渗透，地下水与海水存在互补。由于地层的渗透性差异，砂层中的水略具承压性，与海水形成连通性。因南端头属填海区，且靠近海边，地下水极其丰富，前期已经施作的降水井，在不间断抽水的情况下，只能将水位降至16m左右，无法降至洞门范围以下。

2)地层类别根据地质勘察报告以及地质纵断面图，到达端头隧道拱顶及洞身范围主要为：(1)1填土、(2)1淤泥、(3)5粉质粘土，隧道底板以下以(3)11砾砂、(3)7粉砂层为主，洞身周围为全断面砂层属软弱地层。淤泥、砂层厚，地下水丰富，稳定性很差，存在涌砂、坍塌危险(如图1)。

3 原加固方案

到达端头井外地层原采用密排∅600旋喷桩进行加固处理，左线加固平面尺寸为12.1m×6m，右线加固平面尺寸为12.1m×5.1m，旋喷桩深至隧道底部以下2.5m;在地面设置3个降水井，到达期间进行降水，将地下水位降低至洞门范围以下，确保施工安全(见图2)。

由于加固效果不理想，左线盾构碰壁后，洞门处底部探孔出现流水涌砂现象，加上地下水位过高，水量大，不具备正常破除洞门条件。

4 再加固处理技术措施

4.1 再加固处理方案

由于到达端头原有加固体失效，洞门与地下水已连通，而且地下水源补给丰富，因此盾构顺利进洞到达的关键在于隔断洞门与地下水的连接通道，同时采用的再处理措施以不能破坏已成形的管片隧道为原则。

根据以上思路，在左线实施了以连续墙+钢板桩+袖阀管注浆+降水井组合形成止水帷幕的再加固处理方案，即在原加固体四周施作一道素混凝土连续墙+钢板桩的框架，钢板桩在盾构隧道正上方位置，钢板桩与隧道管片间的间隙采用隧道内袖阀管注浆封堵。右线因盾构未到达加固区，则采用连续墙+降水井组合形成止水帷幕。

因为左线盾构已经顶到车站端头连续墙，为了将盾构全部包在止水帷幕中，连续墙+钢板桩形成的框架为13.3m×22.4m，而右线盾构还未到达端头位置，则全部采用连续墙为止水帷幕，尺寸为10.4m×9.9m。具体布置如图3所示。连续墙透过(3)11砾砂层，深度约为22.7m。

左线隧道上方位置使用的钢板桩加固区域长度为7m，每根钢板桩需要打入的深度应经严格计算，保证钢板桩与成型管片保持300mm的距离，以防对成型隧道造成破坏。素混凝土连续墙、钢板桩与隧道关系如图4所示。

4.2 施工重难点

4.2.1 钢板桩、管片、素混凝土连续墙的搭接

要严格控制好三者之间的尺寸，特别是钢板桩、素混凝土两者与管片之间的尺寸，保护好成型隧道。在钢板桩与管片之间、钢板桩与素混凝土连续墙之间、管片与素混凝土连续墙之间或多或少存在空隙，而这些空隙就是本方案实施的最大风险所在，所以需要把这些空隙通过深孔注浆进行封堵，以达到止水的效果。

4.2.2 新旧连续墙的搭接

新旧连续墙之间很难达到紧密搭接。通过采用方锤对接头部位进行修刷，把旧连续墙该部分尽可能的冲刷平整，使新旧连续墙的搭接尽可能紧密的搭接，防止该处渗漏。

4.2.3 降水井的布置

已经施工的素混凝土连续墙、隧道上方的钢板桩围幕，都是减少水源的措施。在保留原有3个降水井的基础上增加5个降水井(见图3)。在素混凝土连续墙加固区内外各有4个降水井，8个降水井同时进行降水，以加固区外侧降水为主，内侧降水为辅的方针，将水位降至隧道底以下。

4.2.4 隧道内注浆

钢板桩、管片、素混凝土连续墙之间缝隙采用注浆封堵。首先计算钢板桩位置对应的管片环号，然后对该环及相邻环管片进行整环隧道内袖阀管注浆。注浆时应注意以下事项。

1)控制注浆压力对隧道的影响此工艺只是对隧道周围地层进行加固，不需太大的压力，而且可以多次重复注浆，能够确保注浆加固的效果。根据以往管片补充注浆经验，注浆压力一般设定为外界水压+0.5～1MPa。注浆加固时每次只作单孔注浆，严格控制在外界水压+1MPa以下。实践经验证明，在该压力以下进行管片补充注浆对管片结构无影响，不会造成管片变形，但注浆时必须要有专人观察，并定期监测管片。

2)防止注浆施工过程喷涌由于隧道埋深大，而且加固区地层主要以粉砂、粗砂层为主，因此在隧道内成孔时，须防止管内产生喷涌。注浆时采用特制的复合袖阀钢管，钢管底部为圆锥型的封闭，确保砂层或地下水不能从管底进入注浆管内。复合袖阀钢管上的注浆孔用橡胶皮套箍住，确保注浆的单向性，即在压力作用下注浆液通过注浆孔撑开橡皮套，将浆液注入地层，而外边的砂或地下水则不能通过注浆孔进入注浆管内。特制复合袖阀钢管构造见图5。

5 加固效果

在止水帷幕及降水井施作完毕后在止水帷幕内外同时进行降水。当水位降至隧道以下1m后，在洞门处打水平探孔检查，无水流出，凿除洞门后也无渗水流出，说明加固效果良好，结果两台盾构均安全顺利到达接收井。

参考文献

[1]　何小玲,张帆.上海翔殷路隧道盾构进洞口地基处理技术[J].地下工程与隧道,2006,(3):30-32.

关于先进制造技术的再思考 篇2

摘要：若干年来，对先进制造技术有了进一步深入的理解。先进制造技术是一项系统工程，也是一项现代制造工程。发展先进制造技术要突出两个重点，即超精密加工和精密成形技术；综合自动化和系统管理技术。自主开发和创新可能是与先进制造技术同等重要的另一个主题。

自20世纪80年代末期，美国根据本国制造业面临的挑战和机遇，为增强竞争力和促进国民经济增长，提出先进制造技术（AMT）的概念以来，通过制订一系列的政策和实施计划，经过10多年的发展，首先在汽车、电子产品提高质量和可靠性、降低成本等方面取得了很大效果，使整个制造业提升了国际竞争力，促进了国民经济的发展。

与此同时，我国机械工业在制订“九五”规划和长远发展纲要时，充分考虑了国际上关于先进制造技术的发展动向和可能带来的影响，通过软科学研究、学术研讨、安排科研开发项目等，对发展先进制造技术在认识上更加深化，在工作上愈益主动，也取得明显的效果。

我们曾以“关于先进制造技术的几点思考”为题目，探讨过若干问题。时隔多年，有必要做进一步思考，探讨未来。先进制造技术的发展

1.1 工程技术界以系统工程和工业工程的思想来审视先进制造技术的产生和发展

20世纪90年代初期，当先进制造技术的概念被引入以后，伴随而来的各种生产经营管理模式，JIT、MRP、MRPⅡ、并行工程（CE）、灵捷制造（AM）、精益生产方式（LP）等相继出现。专家们冷静面对这些新事物，明确提出：以提高制造业竞争力为目标的发展应用先进制造技术，必须在与之相匹配的制造模式内运作，才能充分发挥作用。先进制造模式的特点是以市场为导向，以系统观念、工业工程（IE）为指导，以电子计算机技术为依托，精心组织，合理管理，达到提高产品质量、降低生产成本、缩短交货期的目的。美国以先进制造技术装备汽车工业的同时，在综合日本丰田生产方式的基础上，推?quot;精益生产方式“，于汽车企业推广应用，很快达到了提升国际市场竞争力的目标。

专家们进一步分析认为，各种先进制造模式虽然以不同形式出现，但基本上可以分成两大类：一类是以制造技术发展为基础，从20世纪50年代的高速切削开始，之后的多刀半自动机床、数控机床（NC）、计算机数控机床（CNC）、加工中心（MC）、柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等；另一类则以生产经营管理为中心，20世纪60年代出现的成组技术（GT），之后的JIT、MRP、MRPⅡ、灵捷制造（AM）、精益生产方式（LP）、企业资源计划（ERP）等。这就使我们在面对各种繁多的技术层面时，有一个比较清晰的认识。

1.2 对先进制造技术内涵有了更全面的认识

最早介绍先进制造技术的内涵时，一般包含三个技术群：①主体技术群，包括产品、工艺过程、工厂（车间）设计、加工技术、装配、测试等；②支撑技术群，包括信息技术、控制技术、标准化等；③技术基础设施，包括质量管理、人员培训、用户服务等。不难看出，先进制造技术的内涵具有以下几个特征：

第一，先进制造技术以”制造技术“亦即工艺过程技术（process technology）为主体，把制造过程的设计、生产流程（车间）设计、加工技术、装配、检测等作为第一位的主体技术群，与传统?quot;以工艺为基础”有着惊人的相似。

第二，先进制造技术的三个技术群是生产过程的整体，是一项系统工程，也可以说是一项现代制造工程。从产品设计、制造过程、信息管理、质量控制，到用户服务、人员培训，环环相扣。不难看出，忽视任何一个环节，都不能达到质量、成本、效率的整体目标。这种把市场、技术、经济、管理等融为一体的思想，开阔了我们的视野，与过去各管一段，各自强调自己的重要性，形成鲜明对比。

第三，先进制造技术是动态变化的。反映在不同时期，不同的国家和地区，先进制造技术有其本身重点发展的目标和内容。为确保生产和经济效益持续稳步的提高，按照实际情况，采用不同水准的先进制造技术及与之相适应的生产经营模式，以追求最佳的技术经济效益。

1.3 发展先进制造技术引起了各级管理部门和工程技术界的重视

1994年以来，先进制造技术的有关内容被列入“九五”、“十五”期间多项国家科技发展计划中。科技管理部门在制订研究开发立项计划时，把先进制造技术作为与信息、生物、新材料、新能源等并列的技术领域之一。《中共中央国务院关于加强技术创新、发展高科技、实现产业化的决定》明确提出要“开发和利用先进制造技术、工艺和装备，大幅度提高国产技术装备水平”，“加速传统产业的技术升级”，为发展先进制造技术进一步指明了方向。

有关领导指出：我国工业化任务还远未完成，而工业化是实现现代化和发展高新技术产业的基础。工程科技水平的落后，制约了中国制造业的发展，也制约了工业化的步伐。

值得注意的是，把企业管理或者叫做系统管理技术作为发展先进制造技术的重要环节正式纳入了各级规划、计划之中。例如，机械工业系统在制订“十五”发展思路、目标及重点时，高层专家提出，机械行业先进制造领域的高技术产业构成为：①现代设计技术与软件；②先进制造工艺与装备；③综合自动化技术装置与系统；④现代管理技术与软件；⑤机电信息一体化产品。其结构对现代管理技术的重视具有代表性。制造业面临的挑战与先进制造技术

进入21世纪，我国加入WTO，机械制造业面临重大挑战和机遇，先进制造技术作为机械制造业的一项重要技术领域，将面临各种新任务、新课题。

2.1 对市场的快速响应能力

瞬息万变的市场促使交货期成为竞争力诸因素中的首要因素。为适应市场需求，已有的并行工程、快速原型成形技术、客户化生产方式将得到广泛应用。随着国际互联网的发展与应用，电子商务技术与手段将在企业快速响应能力中进一步扩展。网上询价、网上签约、网上采购、网上交易将大大缩短经营周期和降低生产成本。随着电子商务的发展，与之相配套的第三方物流，将替代企业原有的许多仓库、储运系统，而为实现JIT（准时制）创造了更好的条件。对市场快速响应能力的大小，是企业国际市场竞争力的重要标志。

2.2 超精密加工技术

被加工零件的尺寸精度高于0.1μm、表面粗糙度Ra小于0.025μm以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm，称为超精密加工，亦称之为亚微米级加工技术，并正在向纳米级加工发展。

超精密加工所能达到的精度、表面粗糙度和加工尺寸范围，是一个国家制造技术水平的重要标志之一。超精密加工广泛用于国防军事工业、航空航天工业、计算机芯片、磁板基片、光盘基片等。

现代机械制造中，提高产品的性能、质量、可靠性、自动化程序等均有赖于超精密加工。因此，超精密加工也是先进制造技术的基础和重要支柱之一。

2.3 先进成形与改性技术

成形与改性技术包含了铸造、塑性成形、连接、热处理、表面改性等，成形与改性技术是先进制造技术的一项重要内容。机械产品的零部件，通常都要通过成形与改性才能具有所需形状及实用功能。成形技术已从生产零件毛坯、接近零件形状，向直接制造零件的净成形方向发展。有专家预测，塑性成形与磨削加工相结合，将取代大部分中小零件的切削加工。

先进成形技术与节能、节材、绿色制造密切相关，是当今世界在发展先进制造技术中的关键课题之一。

2.4 环境适应性的挑战

我国机械制造业不仅要解决自身生产过程中的污染和资源浪费问题，更重要的是要为社会提供在全寿命周期内没有污染、节约资源的各类产品。为提高制造企业的环境适应性，有关部门提出了四个准则：不可再生资源应用降低到最低限度；能源消耗最少；对空气和水的污染最低；使工作和生产环境绿色化。绿色产品的设计和绿色制造在21世纪将提到重要议事日程。首先要研究绿色产品、绿色制造的设计理论和方法、产品的描述和建模技术，以及建立绿色产品数据库和绿色产品、绿色制造的评价系统。

2.5 虚拟制造技术和网络制造技术

虚拟制造技术是以计算机仿真技术为前提，在计算机上实现对产品设计、加工和装配、检验、使用全部生命周期的统一建模和仿真。缩短产品开发周期，降低生产成本，提高生产效率。

网络制造是虚拟制造的重要组成部分，针对某一市场需要，利用以网络为标志的国际互联网，把分散在不同地区的现有设备资源、智力资源和各种核心能力，按资源优势互补的原则，灵活而迅速地组合成一种超越空间约束、统一指挥的经营实体--网络联盟企业，以便快速出产品、出效益。网络制造将成为21世纪国际竞争的重要手段之一。

2.6 制造资源的柔性和可重构性

未来社会所需要的不再是目前实行的强制性标准化产品，而是前所未有的非标准化产品和服务。这将导致单一同类规格的大量消耗市场，裂变为一系列满足不同需求的细分市场，细分市场又进一步强化了产品的多样化。个性化需求和不确定的市场环境，要求克服设备资源沉淀造成成本升高的风险。先进制造工艺、智能化软件和柔性自动化设备、柔性发展战略，构成未来企业竞争的软、硬件资源。制造资源的柔性和可重构性是21世纪企业装备的显著特点。

2.7 综合自动化技术

综合自动化技术包含产品研究与过程开发自动化、生产过程和设备自动化、管理自动化等方面。综合自动化是提高劳动生产率的强大手段，是21世纪支持和推动以信息为特征的先进制造技术发展的核心技术。发展先进制造技术与综合自动化技术，实现我国制造业改造升级，已成为制造业界的共识。

21世纪的制造业综合自动化，将主要围绕以下四个方面有所创新和发展应用：①综合自动化总体与集成技术；②产品研究与过程开发自动化技术；③生产过程和设备自动化技术；④管理自动化技术。几点思考与建议

3.1 发展先进制造技术任重道远

50年来，特别是改革开放20年来，我国机械制造业已形成门类比较齐全的机械制造体系。我国基础工业部门80%以上的装备，农业部门绝大部分装备由国内提供，机械产品已成为我国对外出口的支柱之一。我们已经打下了工业化的初步基础，但从整体上，工业化的任务还远未完成，制造业的人均GDP和增加值还很低，而要进一步提高劳动生产率和人民的生活水平，实现工业化的历史使命，还有很长一段路要走。我国振兴机械制造业有待时日，发展先进制造技术任重道远。

3.2 突出两个重点

发展先进制造技术任务繁重，要从实际情况出发，突出重点。超精密加工和精密成形技术、综合自动化和系统管理技术是重中之重。因为两者与下列因素密切相关：

第一，增强核心竞争力。精密、超精密加工技术，是许多国防和民有高级产品的关键技术。所能达到的精度，标志国家的技术水平和竞争实力。

第二，环境适应性关系重大。精密成形技术，可大大减少环境污染，节能节材。

第三，提高劳动生产率。综合自动化技术和系统管理技术，体现现代信息技术改造传统产业的具体途径，提高产品质量和生产效率，提高劳动生产率。

第四，既重视具体技术，也重视管理技术。

3.3 重视教育与培训

据1998年统计，机械工业全部国有企业及销售收入在500万元以上的非国有企业达4.92万家，职工1408万人，其中工程技术人员约占7.5%，亦即100万人左右。职工技术水平和素质的提高直接影响企业的产品质量、生产效率和总体发展水平。而在已经加入WTO的今天，教育与培训更为重要与迫切。

教育与培训要引入市场机制。一方面要坚持持证上岗、竞争上岗；另一方面要建立市场机制，自觉接受新知识、新技术的培训，为择业、应聘创造条件。

国家有关部门要制订继续教育的法律法规，规范教育培训市场。重视教育与培训，规范教育与培训市场，是推进先进制造技术，振兴机械制造业，实现国家工业化的长远大计。

3.4 自主开发与创新是另一个重要主题

在机械制造业，产品自主开发与创新的重要性和迫切性早已被政府部门和工程技术界、企业领导人、教育界理解和关注。有两个情况值得我们进一步思考：一是科技管理部门发现，多年来新产品、新技术的创新点绝大部分来自早期科研项目或前期预研；二是先进制造技术以“制造技术”为主体，对产品开发设计，主要提供方法和手段，如CAD、CAPP、PDM等。因此，自主开发与创新在机械制造业可能是另一个主题。建议有关部门和学术团体对制造业自主开发与创新的内涵、机理、机制、方法、形式和经验等，做广泛深入的学术探讨与交流。从这一重要角度，与发展先进制造技术一起，共同推动制造业的发展。

基于液压马达的再制造修复技术研究 篇3

关键词：液压马达电镀激光熔覆二次利用

0 引言

某机械施工公司6年前购进两台上海生产的同型号挖掘机，在使用过程中，先后出现了行走无力、跑偏、下坡制动不灵的现象。经过拆卸马达总成详细检查发现，故障原因是定子（配油轴）与转子（缸体）承孔严重拉伤而造成的。按常规需要更换马达总成，每个总成1.3万元。但该产品在本地没有售后服务商，液压马达的生产企业远在贵州，通过联系得知该型号液压马达紧缺。无奈之下找到当地一家斗山工程机械产品整机销售、配件供应、售后服务等为一体的专业代理商，最后研究决定对失效的液压马达配油轴和缸体进行再制造加工修复。通过新的表面工程技术，使修复后的零件品质达到甚至超过新的零件。此修复工艺对工程机械大型液压马达的修复有较高的参考意义。

1 液压马达的再制造修复原理

1.1 径向柱塞式液压马达的定子（配油轴）与转子（缸体）承孔属于精密配合偶件，当定子（配油轴）受到径向不平衡的液压力作用时，易与缸体（转子）孔产生磨损，磨损后的间隙不能补偿，泄漏大。再制造修复原理是恢复转子与定子原有的配合间隙，在不影响缸体自身刚度的条件下，根据磨损情况对缸体进行镗削加工；对定子（配油轴）进行电镀硬铬和磨削加工，以恢复机件原有的性能和配合间隙。

1.2 内曲面定子与柱塞的修复。来自液压泵的高压油，经过定子配油轴的进油孔分配给缸体上（转子）的径向活塞，活塞的另一端与滚轮相连，滚轮依靠背压紧贴在具有偏心行程的内曲面定子上，活塞处于上止点位置。当滚轮与定子内曲面的高点接触时，活塞处于下止点位置，被压回的油液经配油轴上的回油孔流回油箱。通过各个活塞在缸体（转子）孔中的往复运动产生的驱动转矩，驱动缸体（转子）转动，并由主轴传出。如果柱塞与转子孔磨损严重会对马达的转矩和转速的脉动带来影响，而柱塞前部的滚轮部件与定子内曲面的导轨如果出现严重磨损，同样会造成压力脉动和冲击现象。内曲面定子整体磨损严重需要更换定子部件，局部磨损采用激光熔覆耐磨合金的方法进行修复；活塞与转子上活塞孔磨损超限，对活塞孔进行镗削加工，同时更换加大尺寸的活塞，个别活塞与孔磨损超限，采取单独加工的方法。

2 配油轴与缸体的修复工艺

2.1 技术要求：对于低速大扭矩液压马达，配油轴与缸体的配合间隙0.028-0.032mm,圆柱度和椭圆度不大于0.008mm，属于精密偶件，对压力油的清洁度要求很高，一般过滤精度不少于25um。

2.2 使用情况：而一些机械施工企业，往往不注意对挖掘机的日常维护保养，特别是一些拥有挖掘机的乡镇企业和个体业户，为了赶工期一年四季昼夜在工地上施工。据了解有的挖掘机从购进连续3年没有更换过压力油，更谈不上保养，直到挖掘机出现了行走无力和流坡的故障才认识到严重性，但是经过拆检配油轴已经对缸体造成严重的拉伤，究其原因都是疏于保养，导致压力油严重污染造成的。一般拉伤的缸体孔，径向拉伤深度都超过0.20-0.50mm，远远大于配合间隙，造成压力泄漏，无法正常工作，必须进行再制造加工修复。

2.3 修复工艺：采取的修复工艺是对磨损严重的缸体承孔进行镗削加工，对配油轴进行电镀加工。考虑到零件本身性能的要求，兼顾到单件加工和互换性的问题，借鉴汽车缸体与曲轴的修复方法，采用尺寸修理法，以0.25mm为第一级修理尺寸，逐级加大。目前采用了四级修理尺寸，按照每级修理尺寸对应2-3年的马达寿命，至少可以延长液压马达寿命5-10年。

2.3.1 缸体进行镗削加工。由于缸体材料采用强度高、减磨性好的球墨铸铁材料，加工后的缸体承孔不需要再进行表面处理，还可以提高接触应力，为了控制加工精度最好在精度较高的座标镗床进行加工。总的加工量应控制在1mm以内，过大的加工量势必影响到缸体本身的强度和刚度，还将改变柱塞的有效行程影响到马达的排量，从而影响整个液压马达的工作性能。

2.3.2 液压马达的配油轴属于耐磨损零件，其表面硬度达到HRC60以上，由于零件尺寸较大一般直径在100mm以上，且结构复杂、单件加工精度高、成本高，特别是表面热处理难度更大，一般的加工企业难以胜任，因此对配油轴采取电镀加工的方法进行修复。首先根据缸体的加工尺寸，选择配油轴的加工方法，一般分两种情况，然后再确定具体的加工工艺和成本。

一种情况是如果缸体镗孔加工尺寸为0.25mm，可采取直接对配油轴进行电镀硬铬的加工方法。为了获得好的电镀效果，在电镀前还要对配油轴的表面进行找正磨削加工，磨削加工量为0.01-0.05mm，再送电镀中心进行电镀硬铬加工处理。在电镀中心还要对配油轴零件进行喷沙、除油、清洗、活化等工艺处理，同时对进、回油孔进行封堵保护。这样不仅可以防止氢脆的发生，还可以保证电沉积硬铬时具有良好的结合力。

在电镀开始的阶段，采用停留较长时间的阶梯小电流法，即5A停留15min，10A停留10min，15A停留5min。停留较长时间的阶梯小电流送电，使阴极(即零件和挂具)在较长一段时间内产生大量的新生态氢原子，且随着电流的增大，新生态氢原子会相应地增加。这些新生态氢原子具有极高的还原能力，使零件表面的钝化膜不断地得到还原，从而使零件表面得到活化，尤其是阶梯小电流中的大电流能充分活化零件的复杂部位。

停留较长时间的阶梯小电流送电，加上喷湿砂的镀前处理，不仅有利于提高镀层与基体的结合力，更有利于保证镀层的完整，确保电镀质量，并且对零件基体的损伤很小。此后用1.5-2.0倍的正常电流密度冲击镀30-60s，可在较短时间内生成致密且结合力良好的薄铬层。对于形状较复杂的配油轴零件这种冲击镀是必不可少的，它可有效地保证镀层的完整性，在这之后恢复正常电流密度进行电镀硬铬，直至达到要求的镀层厚度。

电镀周期一般为12小时，镀层厚度达到0.30-0.35mm，电镀硬度达到HRC62以上。镀后根据配油轴与缸体承孔的配合间隙，对配油轴再进行磨削加工，然后进行配研和浸油处理，就可以装车使用。

另一种情况是如果镗孔加工尺寸在0.50mm以上，加上磨削余量，总的电镀层将达到0.60-1.10mm,这么厚的镀层一不实用，二不经济。按照电镀一级修理尺寸0.25mm计算，每个配油轴的电镀成本在500元左右，每增加一级修理尺寸成本翻一番，加上时间成本还远不止这些，最高可达到2000元左右。因此对于电镀尺寸超过0.50mm以上的配油轴，采取先表面镀铁，经磨削加工后，再镀硬铬的方法，后续工艺与第一级修理尺寸相同。这样就将配油轴的电镀加工成本控制在1000元左右，既经济又有效。

3 内曲面定子与柱塞的修复

从马达的工作原理得知，当工作压力一定时，马达的输出转矩仅与马达的排量有关，即无论内曲面的形状如何，只要保证各个柱塞的有效行程相同时，其平均转矩都是相同的，也就是说与内曲面的形状和平均转矩无关。但是对于不同的内曲面形状，柱塞却有着不同的运动规律，对马达的转矩和和转速的脉动带来影响，还会对内曲面造成冲击。在对缸体和配油轴进行修复后，可以保证各个柱塞的有效行程相等，但是柱塞前部的滚轮部件与定子内曲面的导轨如果出现严重磨损，同样会造成压力脉动和冲击现象，因此必须对内曲面进行修复。如果内曲面磨损严重需要更换定子部件；如果局部磨损可采取激光熔覆镍基合金粉末的工艺进行修复。柱塞与缸体上柱塞孔的配合间隙0.024-0.028mm，圆柱度和椭圆度不大于0.008mm，属于精密偶件，对压力油的清洁度要求很高，一般过滤精度不少于25um。柱塞与柱塞孔磨损超限，需要对柱塞孔进行镗削加工，同时更换相应的加大活塞，个别柱塞与缸体上柱塞孔磨损严重需要单独加工修复，具体方法同前。

4 结果与讨论

首先对两个同型号液压马达的缸体和配油轴进行了再制造修复，取得良好的效果，平均每个液压马达的修复成本控制在3000元左右，修复后的液压马达正常使用3年以上，使用性能稳定。又对回收的不同型号的20台液压马达总成进行了再制造修复，平均使用寿命为3年，使用性能良好。不仅有效解决了回收马达的再利用问题，节约了大量资金，还创造了良好的信誉和经济效益。

从挖掘机的维修实践中发现，大多数挖掘机的故障集中出现在购买后的3-5年期间。究其原因除了超负荷的频繁作业外，主要是疏于保养造成的。从故障分布看，70%的故障出现液压系统，而液压马达的故障又占到液压系统故障的30%。从售后服务实践看，如果挖掘机的故障出现在施工现场，一般都是更换总成，低速行走液压马达更不例外，而更换回收的总成只能拆解清洗，将合格件作为再生件使用。能否对磨损的液压马达总成进行再制造修复，是每个挖掘机维修服务企业十分关心的问题。通过对液压马达再制造修复过程的详细介绍，以期对工程机械液压马达总成的修复工作提供参考。

5 结论

5.1 磨损失效的液压马达总成，完全可以通过电镀硬铬、激光熔覆等再制造修复技术，结合机械加工工艺，恢复机件的性能和配合间隙，满足使用性能的要求。

5.2 一个液压马达总成的修复成本在2500-3500元，约占新总成的20%-30%；使用寿命与新总成相当，甚至超过新总成，性能可靠。

参考文献：

[1]赵文强，苗鸿宾，游小红.矿用液压支柱的激光熔覆强化技术研究[J].矿山机械，2011（12）18-20.

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先进制造与再制造技术的结合与发展 篇4

1 再制造技术是绿色制造的组成部分

绿色制造是指运用再制造技术、环保型制造技术和节省资源型制造技术, 生产出来的即环保节能, 又节省资源以及易于回收利用的绿色产品。绿色制造即体现了循环经济和可持续发展的战略思想, 也是关键、重大工程项目的技术支撑和产业的发展方向。

绿色制造涵盖了绿色产品设计 (产品全寿命周期设计) 和绿色制造系统的内容, 解决了废弃产品处理的环境污染和资源浪费问题, 推动了再制造产业的形成和报废产品回收处理的问题。它包括了干式切削加工技术、净成形制造技术、快速成型加工技术、虚拟制造技术和再制造工程技术等绿色制造的关键技术。

同时, 运用再制造技术生产出的再制造产品的性能要求不低于新产品, 因此采用的再制造技术既要适用, 又要有很高的先进性, 以保证再制造产品的应用性能。再制造技术随着绿色制造技术的发展, 不断地弃旧纳新或梯次更新, 呈现出动态性的特征。这些变化需要再制造技术善于创新, 不断采用新方法、新工艺、新设备, 以解决产品因性能落后而被淘汰的问题。

2 绿色再制造是再制造发展的必然

产品的再制造性是衡量产品再制造能力的基本指标。是否为绿色再制造, 产品再制造性设计是实现基于再制造的产品多寿命周期的前提条件。面向多寿命周期的产品设计及评价技术重点发展方向为再制造性设计建模技术、再制造性指标设计技术和再制造性设计评价技术等。

作为多寿命周期工程中的关键技术, 绿色、先进再制造工程技术重点发展方向是快速再制造成形技术、高效自动化拆装技术和绿色清洗技术等。

表面工程技术是是再制造的重要技术支撑, 其重点发展方向为纳米表面工程技术、自动化表面技术和绿色表面技术等。

产品的再制造质量控制技术是实现再制造产品性能优于或等同于新产品的重要保证, 也是产品多寿命周期的关键技术。其重点发展方向为再制造毛坯剩余寿命评估技术、再制造过程在线质量监控技术和再制造产品的质量检测与评价技术等。

再制造过程中不断地应用信息技术来进行管理, 提升再制造的效益和再制造产品的质量。信息化再制造技术的重点发展方向为信息化再制造提升技术、信息化再制造管理技术与方法和虚拟与柔性再制造技术等。

正确评价并应用多寿命周期产品环境技术, 来促进产品多寿命周期中的环境效益。多寿命周期产品环境技术重点发展方向为环境影响评价技术、环境影响分析技术和再制造清洗技术等。评价并应用多寿命周期产品环境技术, 来促进产品多寿命周期中的环境效益。

3 再制造与先进制造的内在联系

运用传统的产品全寿命周期设计思想, 其物流模式是“研制——使用——报废”的开环系统;而运用再制造产品的全寿命周期设计思想, 其物流模式是“研制——使用——再生”的闭环系统。站在全寿命生产周期的角度考虑制造是处于上游, 而再制造处于下游。再制造与产品全生命生产周期的关系如图1所示。制造与先进制造的内在联系传统的产品全寿命周期设计思想, 其物流模式是“研制——使用——报废”的而运用再制造产品的全寿命周期设计思想, 其物流模式是“研制——使用——再统。站在全寿命生产周期的角度考虑制造是处于上游, 而再制造处于下游。再制生命生产周期的关系如图1所示。

用于再制造生产的多生命生产周期设备的平均使用成本大为降低, 并且随着生命数的增多而下明显降低。用于再制造生产设备的成本平均只占制造生产设备的且再制造生产设备质量不低于原始制造设备 (包括使用寿命) , 因此其单位时间大约也降低到相应数值。如果再考虑环境治理等而减少的社会成本, 其综合社会更为显著。

4 再制造与先进制造的区别

两者除了理论基础、研究对象和研究内容等方面的区别以外, 既有共性技术、兼容性技术和互补技术, 还存在以下几点不同。1) 后者的关键技术包括:先进管理技术、先进工艺技术和先进信息化与自动化技术等;2) 前者的关键技术包括:以微纳米为代表的表面工程技术 (包括如纳米颗粒复合电刷镀技术、纳米固体润滑干膜技术、纳米热喷涂技术、纳米减摩自修复添加剂技术、纳米涂装技术、纳米粘涂技术、纳米薄膜制备技术、金属表面纳米化等) ;高速喷涂技术、热处理修复技术、自修复技术等;3) 原料供应的区别:先进制造新产品以新开采的原始资源为主, 再制造以废旧的可再循环利用的零部件为主;4) 生产及物流方式的区别:新产品生产周期较长, 属于正向物流;再制造产品生产周期较短, 属于逆向物流。

5 再制造与先进制造的发展方向

再制造与制造受两个市场相互关联的制约, 两者要进行决策的协调机制:1) 生产资源的决策协调、资源分配与生产调度的协调等;2) 引导和协调消费者的购买观念:扩大再制造产品与新产品有利的差异性, 应该扩大宣传再制造对于环境污染更少、制造成本更低、节约原材料、降低资源和能量消耗, 投入产出比高的积极作用;3) 缩小再制造产品与新产品不利的差异性:用户可能认为再制造产品的寿命不如新产品的寿命长, 质量也不及新产品的可靠。消费观念上的差异性对再制造产品不利, 如何缩小这些差异性, 让消费者喜欢购买再制造产品, 使之成为信得过的再制造产品是一个新的课题;4) 选择成熟品牌进行再制造, 做好售后服务工作。如何提高再制造产品的技术标准公信力, 制定包括各种产品的报废标准、废旧物资回收再制造的通用技术和关键技术标准完善再制造产品的技术标准, 并将已认定的技术标准向社会公示, 从而提高再制造产品的技术标准公信力;5) 加强政府对再制造产品的监管力度。严把再制造产品质量关, 引导用户形成购买再制造产品的习惯。按照产品质量法, 使再制造产品在质量、性能、耐用性等方面达到甚至超过新产品的水平。

再制造技术和先进制造技术之间的关系越来越密切, 两者之间存在许多互补性、共性和兼容性技术, 运用产品全寿命周期理念, 以面向制造的设计转为面向再制造的设计。从产品生产源头考虑末端产品的再制造, 使政府和制造商制订提高环境和资源的措施和要求。随着再制造生产者获得巨大的经济利益和环境效益, 使得越来越多的制造商投入到自己生产产品的再制造中, 而且因其具有诸多优势 (技术设备、专利等方面) , 使得原设备制造商开展再制造生产经营活动将成为新的生产、发展趋势。

6 结论

进入21世纪后, 节约资源能源和节能减排已成为世界各国关心的重要话题, 再制造作为废旧产品资源化的最佳形式和节能减排的重要途径而得到广泛关注。在科学发展观指导下, 人们对再制造工程的认识不断深化, 再制造工程的内涵也在不断地拓展, 目前再制造工程已成为发展循环经济、构建资源节约型和环境友好型社会的重要组成部分。

先进制造与再制造虽然研究内容不同, 但存在着紧密的本质的联系, 它们之间的关系是辩证的而且内涵深刻。再制造是先进制造中重要的组成部分, 先进制造的发展带动了再制造的发展;同时再制造本身又具有相对的独立性, 与维修工程、表面工程等相关学科密不可分, 由于它的产业化和高科技的自然属性, 有统领和带动这些学科共同发展的积极作用。再制造学科的发展无疑对于先进制造起到了支撑作用, 有力地促进了先进制造技术的发展。

再制造工程作为一门新兴学科, 其学科体系内涵和相关基础理论及应用实践问题值得深入研究。反映了大量国内外学者在先进制造、再制造及其关系的前沿的资料和成果。

摘要：先进制造与再制造虽然分属两个学科, 但存在着紧密的本质的联系, 再制造有机地融合于先进制造之中, 而且这种融合将会随着这两个学科的不断发展越来越紧密, 越来越和谐。制造是将原材料加工成产品, 而再制造是将达到报废阶段后的产品, 通过高技术修复与改造, 使其不低于原型产品质量和性能, 可以说再制造启动了设备新的寿命周期。本文主要阐述再制造与先进制造的结合与发展等问题。

关键词：再制造,先进制造,关键技术,发展趋势

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