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刍议工程机械液压缸再制造技术及应用

发表时间：2020/1/13 来源：《防护工程》2019年18期作者：金全明陈向兵杨泗华

[导读] 国家应大力提倡，鼓励液压缸进行再制造，争取为创建资源友好型城市和可持续发展型社会添砖建瓦。

徐州徐工液压件有限公司江苏徐州 221000
　　摘要：随着社会经济和科学技术的发展，我国的工程机械制造也取得了长足的进步。液压缸是工程机械中十分重要的一个部件，对于现代工程行业的发展有着直接的促进作用。液压缸每年的报废数量惊人，如果能将这些废弃缸重新利用起来，不仅能够起到一定的节能环保作用，还能节省企业的制造成本。文章结合过往经验及实际情况，对于工程机械液压缸再制造技术及应用进行分析和研究，以供参考。
　　关键词：工程机械；液压缸；再制造技术
　　
　　
　　当前我国机电产品的报废已经逐渐步入高峰期，如何有效利用这部分报废的资源，减少环境污染，是目前社会各界都在广泛关注的问题。液压缸结构简单、工作可靠并且传动平稳，广泛应用于工程机械的液压装置中。根据相关资料显示，目前国内工程机械的市场保有量已经达到了500万台，截止2015年，工程机械的年销量将达到100万台以上。按照机械设备的使用寿命进行估算，到2020年回收的报废工程机械数量将达到120万台。如果能将这部分工程机械中的液压缸回收再制造，无论是对生产厂家、消费者或是自然环境，都是一件十分有利的事情，以液压缸为对象进行进行再制造研究对于整个再制造行业的推广与应用都有着较大的意义。
　　一、液压缸损坏与失效机理分析
　　1、工程液压缸故障分析
　　液压缸（见图1）在工作过程中可能会因为各种各样的外因和内因而导致损坏，轻则降低液压缸的工作效率，重则直接报废。为了确保液压缸的工作状态能始终维持在一个平稳的状态，当液压缸出现故障时，厂家通常会直接进行更换。但随着使用时间的延长以及更换过后的液压缸越积越多，液压缸再制造成为一个不可忽视的问题。相关数据显示，在所有的工程机械中，液压缸的故障率排名第二，属于高故障类机械设备。液压缸一旦发生故障，工程机械的很多功能就无法正常使用，直接报废又过于浪费，因此液压缸的再制造有着十分广阔的应用前景。
　

　
　　图1 液压缸
　　2、工程机械液压缸的损坏形式
　　导致工程机械液压缸损坏的原因有很多，常见的有内漏、外漏、活塞杆断裂、焊缝漏油以及螺栓断裂等，其中又以外漏、内漏和活塞杆断裂最为常见。另外，液压缸在不同工作时段发生故障的原因也不一样，实践验证表明，在液压缸工作0-300h内，导致故障发生的原因多为不合格制造；300-1000h内，导致故障产生的原因多为设备的可靠性降低。
　　3、液压缸零部件损坏形式分析
　　通过对已损坏的液压缸进行分析，能够找出导致损坏的原因，方便下次工艺改进。对液压缸进行再制造的前提就是拆解液压缸，检查各个零部件的使用情况，分析整体寿命剩余时间，这是液压缸再制造的前提。上文已经表述过，导致液压缸损坏的原因有内漏、外漏、活塞杆断裂等等。以焊缝漏油为例，导致焊缝漏油最主要的原因就是焊缝砂眼。焊缝漏油多发于液压缸的缸底位置，包括缸底部位的锁座焊缝漏油、油管焊缝漏油等[1]。
　　二、液压缸再制造技术
　　1、液压缸再制造技术概述
　　再制造的根本目的在于使旧的液压缸焕发出新的生命活力，它以旧液压缸为毛坯，以专业的技术和工艺为支撑，在原有液压缸的基础上进行二次制造，制造的结果要求与新液压缸无论是在性能或是外观上都没有太大的区别。液压缸再制造是一个统筹考虑各个零件使用寿命的系统工程，使各个零部件恢复原有的性能、形状和尺寸，其内容包括在新的液压缸上使用经过再制造的零件或是将经过再制造的零件组装成一台全新的液压缸。再制造的核心宗旨为减小污染、减少投资及提高资源利用率，是二十一世纪最具潜力的新兴产业之一。
　　2、液压缸再制造的工艺流程
　　液压缸的再制造流程包括拆解、分类、清洗、检测、加工、组装、实验以及包装等，具体再制造流程如下：
　　1.1拆解
　　液压缸再制造过程中的拆解主要针对的是缸筒、活塞杆以及密封圈的零件，拆解完成后进行清洗。在拆解过程中如果发现个别零件的损坏程度已经无法支撑再制造则需要淘汰，淘汰掉的零件用新零件直接代替。拆解工作必须由专业人员完成，确保熟悉液压缸结构，避免使用暴力对液压缸造成二次损坏。
　　1.2分类清洗
　　液压缸的清洗分为两个步骤，第一次清洗是在拆解之前，对整个液压缸进行初步清洗，清理掉妨碍拆解的机油、锈迹等；第二次清洗是在拆解并对零件进行分类后，针对各个零件进行二次清洗，不同的零件要使用不同的清洗方式，如缸体和活塞杆可以使用超声波进行清洗等。
　　1.3检测
　　零件清洗完成后需要进行再次检测，在拆解过程中已经过滤掉绝大多数损坏明显的零件，而本次检测则是使用更加先进的技术对零件进行更加仔细的检测，比如零件是否存在微变形、尺寸是否符合标准、内部结构是否完整、表面是否平整光滑等。本次检测完成后仍需进行分类，确定可以再次使用的进行入库存放，不合格的直接淘汰即可[2]。
　　1.4加工
　　已经入库存放的零件可以进行再制造加工，加工的方法比较多，应酌情选择。比如针对被磨损或腐蚀的活塞杆可以使用电镀的方式对表面进行加工，使其恢复到原先零件的防腐水平；对于尺寸异常的零件可以使用机加工的方式，使尺寸符合制造标准。
　　1.5组装
　　加工完成后的零部件可搭配新零件即可开始组装液压缸，组装过程中要保证各个零件的位置准确，零件没有毛刺且密封性良好，确保组装完成后的液压缸在性能、外观等各个方面均符合标准。
　　1.6实验
　　再制造完成后的液压缸应按照标准完成各类实验以确保性能达标，例如可以使用专用工具推动活塞杆并观察活塞杆是否能够正常工作。当活塞杆推至中间位置时，查看是否有漏油现象。不合格的产品严禁流入市场，应重新进行再制造。
　　1.7包装
　　经实验检测符合标准的液压缸即可进行涂装，涂装前要对液压缸表面进行处理，清理灰尘并确保表面干燥。涂装完成后使用专业仪器对涂装面进行厚度和光洁度检测，查看是否有漏涂及涂抹不均等现象。检测完毕后将再制造的液压缸进行包装入库即可[3]。再制造工艺提及比较少，比如激光熔覆，超音速喷涂，再制造的技术应用提及太少了
　　3、再制造过程中所使用的主要技术
　　3.1激光熔覆
　　激光熔覆是一种全新的表现改性技术，主要是通过在液压缸表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使熔覆材料和液压缸表面融为一体，在液压缸表面形成添料熔覆层。激光熔覆能够显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性。与传统的表面修复方式相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点，因此广泛应用于液压缸再制造过程中。
　　3.2超音速喷涂
　　超音速喷涂技术是根据空气动力学和火箭发动机原理成功研制出的喷涂技术。目前主要分为超音速电弧喷涂技术（HVAS）和超音速火焰喷涂技术（HVOF）这两种。该技术能为液压缸再制造提供优异的耐蚀、耐磨、导电、绝缘涂层。其中超音速电弧喷涂可制备金属、合金及基于管状丝材的复合涂层，涂层均匀致密，孔隙率低，结合强度高，在长效防腐、耐磨强化方面有广泛的应用；而超音速火焰喷涂技术实现了焰流速度和温度大范围内连续可调，可制备金属、合金、金属陶瓷、塑料涂层，特别是其制备碳化物陶瓷涂层，综合机械力学性能和耐磨蚀性能好，目前在液压缸再制造领域应用广泛。
　　三、再制造液压缸的应用探究
　　再制造液压缸因其较低的生产成本和较高的经济效益受到广大机械设备厂商的欢迎，再制造液压缸的实际应用应当从可靠性及售后服务两个方面来考虑。对于可靠性来讲，毕竟是再制造产品，从某种意义上来讲与“官方翻新”没有什么区别，因此生产商要着重查看液压缸的活塞杆和缸筒，这两个部位是最容易出问题的，在实际应用过程中也要注意检查缸筒的尺寸和外观是否有变形，通过工作时间来判断再制造液压缸的可靠性；售后服务是企业能够长久发展的根本之一，液压缸再制造厂家必须建立完善的售后服务体系，及时对客户的问题进行反馈，根据不同的液压缸制定不同的维修保养政策，争取使厂家和客户都能够满意[4]。
　　结束语
　　再制造作为一种全新的绿色制造方式，能够大量的节约生产资源、减少环境污染并提高厂家的经济效益。文章对液压缸再制造技术进行了简要分析，并对未来主要的应用方向进行了大致规划，主要成果如下：第一，对液压缸损坏及失效的机理进行了分析，包括液压缸故障、液压缸损坏以及缸内零件的损坏分别进行了阐述，并在此基础上对液压缸的再制造流程进行描述；第二，对再制造液压缸未来的应用方向进行了分析，未来应用与发展应结合可靠性和售后服务这两个方面展开，确保再制造液压缸能够顺利投放市场。虽然液压缸再制造的效果非常好，但目前市场上专业从事这方面的企业还是比较少，国家应大力提倡，鼓励液压缸进行再制造，争取为创建资源友好型城市和可持续发展型社会添砖建瓦。
　　
　　参考文献：
　　[1]张明本，张玉明.工程机械液压缸维修要点[J].工程机械与维修，2019（3）：10-11.
　　[2]王博.液压缸基础零件制造车间MES的研究与设计[D].南京理工大学，2017：26-27.
　　[3]翟新颖，赵书祥，郑圆圆.液压缸反弹发响故障分析与解决方法[J].液压气动与密封，2018（6）：66-67.
　　[4]李成平.液压缸结构设计及运行特点分析[J].山东工业技术，2018（15）：6-7.