大型報(bào)廢客車綠色拆解方法研究

張亦衡，朱亮亮，譚翰墨

（1.常熟長(zhǎng)城軸承有限公司技術(shù)質(zhì)量部，江蘇常熟 215500；2.常熟理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，江蘇常熟 215500）

大型報(bào)廢客車綠色拆解方法研究

張亦衡1，朱亮亮2，譚翰墨2

（1.常熟長(zhǎng)城軸承有限公司技術(shù)質(zhì)量部，江蘇常熟 215500；2.常熟理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，江蘇常熟 215500）

在分析大型報(bào)廢客車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了對(duì)其進(jìn)行綠色拆解的目標(biāo)與要求，研究了實(shí)施綠色拆解的方式和工藝過程，提出兩種拆解方案，并對(duì)方案進(jìn)行了分析評(píng)價(jià).

大型客車；綠色拆解；工藝

至2011年底，我國(guó)的汽車保有總量已突破1億輛，大中型客車800萬輛，按照我國(guó)《汽車報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)》，我國(guó)報(bào)廢汽車的數(shù)量在快速增長(zhǎng).據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，至2020年，我國(guó)年報(bào)廢汽車將達(dá)到600萬輛，其中大中型客車近40萬輛.報(bào)廢汽車的處置已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)重的社會(huì)和環(huán)境問題.對(duì)報(bào)廢汽車采用科學(xué)的、綠色的回收和拆解方法，提高其可用資源的再利用率，減少拆解過程的環(huán)境污染，是破解這一問題的關(guān)鍵所在.從目前國(guó)內(nèi)的情況來看，針對(duì)小型乘用車（小轎車）拆解的研究已取得了一定成果，各種拆解設(shè)備已相繼面世，而大型客車由于其本身的特殊性，其拆解方法完全不同于小轎車，小轎車拆解裝備對(duì)大型客車基本上無法使用；傳統(tǒng)的鐵錘砸頂、氣割肢解的方法拆解效率和材料再利用率低下，同時(shí)拆解時(shí)會(huì)帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此必須研究大型報(bào)廢客車的綠色拆解方法、開發(fā)相關(guān)的拆解裝備.

1 報(bào)廢客車拆解現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 大型報(bào)廢客車拆解特點(diǎn)

相對(duì)報(bào)廢小轎車拆解而言，大型報(bào)廢客車拆解具有如下特點(diǎn)：

1）體積大、車身重，拆解時(shí)不易搬運(yùn).一般地，轎車的整車外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）不超過5.5 m×2 m×2 m，質(zhì)量不超過2000 Kg，拆解時(shí)可以利用專用設(shè)備，將轎車進(jìn)行翻轉(zhuǎn)、移動(dòng)、升降，使其處于最佳的拆解位置.而大型客車的整車外形尺寸大多在8 m×2.4 m×3 m以上，質(zhì)量在7000 Kg～10000 Kg之間，拆解時(shí)很難搬運(yùn).

2）非金屬材料比重大，材料附加值小，拆解效益低.報(bào)廢轎車的非金屬材料一般占整車質(zhì)量的25%左右，金屬材料占75%左右，而大型客車的非金屬材料比例達(dá)到30%～35%，就材料的附加值而言，大客車的拆解經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)低于小轎車.

3）車身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、堅(jiān)固，拆解效率不易提高.大型客車的車身采用全框架焊接結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)比轎車復(fù)雜，由于拆解時(shí)整車無法移動(dòng)，故其總成拆解也比轎車?yán)щy，拆解效率低下.

1.2報(bào)廢大型客車的拆解現(xiàn)狀

由于大型拆解設(shè)備的欠缺，以及拆解工藝的落后，目前國(guó)內(nèi)報(bào)廢大客車主要采用氧氣切割的方法.這種拆解方法使得工人勞動(dòng)強(qiáng)度很大，而且工作效率很低，除此之外，廢舊汽車上的廢油液如果在預(yù)處理的時(shí)候處理不到位，有殘留油液，那么在氧氣切割時(shí)就很容易發(fā)生燃燒、爆炸等危險(xiǎn)情況，對(duì)工人的人身安全造成很大的危害.除此之外，氧氣切割產(chǎn)生的二次污染也嚴(yán)重威脅工人的身體健康.同時(shí)由于設(shè)備落后，拆解不到位，導(dǎo)致拆解后部件的回收利用率很低，很難實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)效益.

2 報(bào)廢客車綠色拆解工藝流程

表1 廢舊客車的拆解方式

圖1 大型報(bào)廢客車拆解流程圖

圖2 預(yù)處理工藝流程圖

2.1 拆解目標(biāo)與要求

對(duì)報(bào)廢大客車實(shí)行綠色拆解的目標(biāo)為：減少拆解污染、提高拆解效率、提高拆解經(jīng)濟(jì)效益.根據(jù)該目標(biāo)，對(duì)大型客車實(shí)施拆解需達(dá)到如下要求：（1）用機(jī)械拆解取代氧氣切割，（2）廢油（液）進(jìn)行專門的收集，（3）對(duì)汽車玻璃采用無損拆解.

2.2 拆解方式選擇

按照拆解過程中被拆汽車位置是否變動(dòng)，汽車拆解可分為流水線拆解和定點(diǎn)拆解；根據(jù)對(duì)廢舊客車回收利用的目標(biāo)（材料再利用還是零件再利用），拆解方式分為無損拆解（目標(biāo)是零件再利用）、準(zhǔn)破壞性拆解和破壞性拆解（目標(biāo)是材料再利用）三種，三種拆解方式特性如表1所示.

根據(jù)報(bào)廢客車體積大、整車重、搬運(yùn)不便的特性，宜采用定點(diǎn)拆解的方式，對(duì)零部件的拆解將采用破壞性、準(zhǔn)破壞性以及無損拆解三者相結(jié)合的方式，從整體上提高拆解效益.

2.3 拆解工藝流程

根據(jù)拆解目標(biāo)與要求，結(jié)合報(bào)廢汽車拆解相關(guān)法律規(guī)定，并借鑒轎車拆解工藝過程，確定大型報(bào)廢客車的拆解工藝流程如圖1所示.

2.3.1 預(yù)處理

在開始拆解客車前，為了拆解過程更加安全高效，同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的污染，必須對(duì)客車進(jìn)行預(yù)處理.將報(bào)廢客車運(yùn)至指定拆解場(chǎng)所后，操作過程如下：

（1）拆除客車上的蓄電池.

（2）拆卸危險(xiǎn)部件.由具有認(rèn)定資格機(jī)構(gòu)培訓(xùn)后的人員按照相關(guān)技術(shù)要求，拆解或處置易燃易爆部件，并進(jìn)行無害化處理.

（3）抽排液體.在其他任何進(jìn)一步的處理前，必須抽排下列液體：燃料（液化氣、汽油、天然氣等）、制動(dòng)液、冷卻液、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油、減振器油、擋風(fēng)玻璃清洗液、制冷劑、變速器齒輪油、差速器齒輪油、液壓傳動(dòng)液等.液體必須被抽吸干凈，所有的操作過程中都不應(yīng)出現(xiàn)泄漏，廢油液貯存應(yīng)符合要求.根據(jù)制造商提供的說明書，處置拆卸液體箱、燃?xì)夤藓蜋C(jī)油濾芯等.

客車拆解預(yù)處理的工藝流程如圖2所示.

2.3.2 車身拆解

車身的拆解主要分為外飾拆解、內(nèi)飾拆解、車身解體三大部分.廢舊客車的車身拆解應(yīng)按照由表及里、由附件到主機(jī)，并遵循先由整車拆成總成，由總成拆成部件，再由部件拆成零件的原則進(jìn)行.

（1）外飾拆解.主要包括玻璃、車輪、車燈、保險(xiǎn)杠、后視鏡、輪轂罩等外部件，由于這些部件大部分為非金屬件，如果采用破壞性拆解，其附加值將大大降低，特別是汽車玻璃，如果按照傳統(tǒng)的擊碎拆解方法，不但失去了再利用價(jià)值，同時(shí)將成為后續(xù)拆解的障礙，因此，對(duì)外飾拆解應(yīng)盡量采用非破壞性拆解的方式.

（2）內(nèi)飾件拆解.與小轎車、大貨車不同的是，客車內(nèi)很多的座椅、行李架、地毯等非金屬件，回收利用價(jià)值也相對(duì)較高.對(duì)這些非金屬件應(yīng)進(jìn)行人工拆卸并加以利用，例如可以將其中的聚氨酯發(fā)泡材料加工成隔音材料、建筑用保溫材料或其它產(chǎn)品進(jìn)行利用，能夠大大減少破碎分選的工作量.實(shí)際拆解作業(yè)過程中，經(jīng)過破碎分選后得到的有機(jī)材料中通常成分較為復(fù)雜，其再利用價(jià)值因此很低.按照上述方法進(jìn)行拆解后，所得到的空車身基本都為品質(zhì)較高的廢鋼材料，進(jìn)行壓縮后即可送入鋼鐵企業(yè)進(jìn)行冶煉，從而無需進(jìn)行多次分選，也避免了對(duì)大型分選設(shè)備的投資]1-2].

（3）車身解體.由于客車體積較大，重量也較重，所以不能像小轎車那樣輕易的翻轉(zhuǎn)、移動(dòng)、升降，因此客車車身的解體只能由上至下、由表及里進(jìn)行.考慮到客車體積較大，拆解場(chǎng)地有限，不便于拆解設(shè)備來回移動(dòng)，拆解時(shí)建議采用兩臺(tái)多功能拆解機(jī)]3]在大客車前后同時(shí)工作.

2.3.3 底盤系統(tǒng)拆解

底盤是客車重要組成部分，上面集合了傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)及底盤附件五大部分，其結(jié)構(gòu)如圖3所示.

底盤上的部件是整輛車的核心要素，其中有許多具有再制造價(jià)值的零部件，因此對(duì)這些部件往往采用無損拆解或準(zhǔn)破壞性拆解的方式，將各大總成總體拆解下來.

圖3

3 拆解方案及分析

基于前述的工藝流程，大型客車綠色拆解可采用如下兩種方案：

3.1 基于小型機(jī)械切割機(jī)的拆解

此方案的主要設(shè)備為手持式小型金屬切割機(jī)、固定式鋼材切割機(jī)以及普通五金工具.整個(gè)拆解過程以手工操作為主，可多個(gè)人同時(shí)工作，對(duì)車身及內(nèi)外飾采用手持式小型切割機(jī)進(jìn)行切割，對(duì)可直接再利用的零部件，使用準(zhǔn)破壞性或無損拆解的方式.對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、減速器等總成，使用五金工具拆卸掉聯(lián)接螺栓后，整體拆卸下來，對(duì)底盤的一些較厚的鋼結(jié)構(gòu)采用固定式切割機(jī)切割.

此方案能夠較好的實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)破壞性拆解，同時(shí)也能較好完成精細(xì)的拆解.但是由于這種類型的切割機(jī)功率以及切割能力都有限，即便是多人同時(shí)進(jìn)行拆解作業(yè)，拆解效率也是非常低的.同時(shí)由于長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)切割不同類型的材料，對(duì)于刀片的磨損也非常大，需要經(jīng)常更換刀片；除此之外，這樣的拆解方式對(duì)于工人來說工作強(qiáng)度非常大，切割、分揀、搬運(yùn)、擺放等一些列步驟都要需要人工完成.

3.2 基于多功能報(bào)廢汽車拆解機(jī)的拆解

多功能拆解報(bào)廢汽車拆解機(jī)是一種能對(duì)報(bào)廢汽車實(shí)行剪切、撕扯、夾持等拆解動(dòng)作的大型拆車設(shè)備，使用一臺(tái)拆解機(jī)，能完成預(yù)處理后汽車的整個(gè)拆解過程.

使用拆解機(jī)拆解客車的過程為：拆解外飾、剪開車頂、拆解內(nèi)飾、剪開車身、拆解底盤上的總成、剪切底盤、收集材料、車身壓包.

用此方案拆解客車，所需設(shè)備、人員少（一人一機(jī)就可以對(duì)大客車實(shí)施拆解），效率高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低；在對(duì)客車實(shí)施拆解的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)拆解物料的分類和搬運(yùn)，減少了用工成本，降低了后續(xù)的處理難度.但該方案無法對(duì)高附加值的零部件實(shí)施無損拆解，同時(shí)拆解機(jī)的價(jià)格昂貴，一次性投入成本大.

4 結(jié)束語(yǔ)

大型報(bào)廢客車由于其體大身重，拆解時(shí)無法進(jìn)行移動(dòng)，目前常用的拆解方法拆解效率低，環(huán)境污染嚴(yán)重，本研究為大型客車的報(bào)廢拆解提供一種思路，可作為報(bào)廢汽車拆解回收企業(yè)建立大型客車拆解系統(tǒng)的參考.

[1]周自強(qiáng)，戴國(guó)洪，章泳健.適合中國(guó)國(guó)情的報(bào)廢汽車拆解模式研究[J].江蘇技師師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，17（10）：18-21.

[2]劉志峰，張少亭，宋守許，等.報(bào)廢汽車拆卸回收的經(jīng)濟(jì)性分析[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（3）：347-360.

[3]www.kobelco-kenki.co.jp/english_index.html.

A Study on the Green Dismantling of Large Scrapped Buses

ZHANG Yi-heng1,ZHU Liang-liang2,TAN Han-mo2
(1.Technology Quality Department,Changshu Great Wall Bearing Co.,Ltd.,Changshu 215500,China; 2.School of Mechanical Engineering,Changshu Institute of Technology,Changshu 215500,China)

In this paper,the objectives and requirements of green dismantling were presented on the basis of the analysis of large scrapped buses'structural characteristics,and implementation methods and processes of green dismantling were studied as well.Finally,two disassembly schemes were proposed and evaluations were conduct?ed respectively.

large buses;green dismantling;process

TH164

A

1008-2794（2013）04-0075-04

2013-01-26

譚翰墨，副教授，工學(xué)博士，研究方向：數(shù)字化制造技術(shù)與裝備，E-mail：Tanhanmo@tom.com.