裝甲兵工程學院 裝備維修與再制造工程系
習主席提出的“努力形成基礎設施和重要領域軍民深度融合的發展格局”就是今后一個時期軍民融合發展的奮斗目標[1]?傃b備部作為規劃武器裝備發展的重要機構,實行軍民深度融合具有重要意義,結合我軍武器裝備發展的經驗看,開展軍民融合就是利用全國的優勢資源,實現裝備強軍的宏偉目標。
維修保障是高新技術武器裝備戰斗力的重要保證。從世界先進國家的經驗看,把軍隊有限的員額用到作戰上,盡量減少非戰斗人員,是精兵強軍的一個重要方面。因此,不少國家通過合同方式把大量的維修保障任務委托給供應商。美國在伊拉克戰爭中動員了數萬人隨軍保障,保證了武器裝備戰時發揮作用[2-4]。
裝備再制造是裝備維修保障的重要組成及關鍵技術支撐,是廢舊裝備高技術修復、改造的產業化,是提高裝備質量、效益和再生戰斗力的關鍵支撐。在日常訓練中,裝備再制造大大提高了裝備維修能力和維修質量。通過在軍區等單位開展了發動機集中再制造項修的保障試點,依托地方再制造企業,為部隊部分重載車輛發動機進行再制造,顯著降低了維修時間,提高了維修保障效率,提升了裝備性能,受到總部機關和部隊的歡迎和一致好評[5]。因此,裝備再制造水平和能力的提升,對提高裝備維修保障能力,是未來戰爭再生戰斗力的“倍增器”。
英、美兩國的坦克、裝甲車輛及軍用汽車普遍地方再制造企業開展再制造,其中英國李斯特派特再制造公司作為英軍、美軍的發動機再制造合同企業,每年為英、美軍方提供不同型號的再制造發動機3000多臺。美國卡特彼勒公司在英國的“威廉斯”發動機再制造工廠承擔著英軍“挑戰者”坦克、勇士裝甲車用發動機再制造任務。這種依托有資質的地方再制造企業的保障模式顯著提高了軍隊維修保障質量、效率與效益[6]。
汽車發動機再制造是我國最成熟的再制造產業,通過把中國特色發動機再制造工程應用到軍用汽車發動機再制造,可顯著提高我軍裝備維修保障能力。
1 發動機再制造
1.1 發動機再制造的內涵
汽車發動機再制造起源于20世紀30年代,當時美國遭遇經濟大蕭條,由于資金短缺,最早的再制造雛形出現在汽車維修過程中。第二次世界大戰促使美國的汽車制造廠和配件廠轉產軍品,導致民用汽車配件的嚴重缺乏,同時戰場的車輛損壞率高,美軍嘗試成批量地將修理好的發動機在戰場上快速更換,這逐步發展成為一項產業。后來,越來越多的人們逐漸意識到再制造可充分利用附加值,產生豐厚的經濟效益,從而使再制造行業快速發展,成為美國的新興產業[7]。
發動機再制造是將舊發動機按照再制造標準,經嚴格的再制造工藝,恢復成各項性能指標達到或超過新機標準的再制造發動機的過程。汽車發動機再制造不是一般意義上的新發動機制造,也非傳統意義上的發動機大修,而是一個全新的維修概念。
圖1 發動機再制造工藝流程圖
1.2 發動機再制造的工藝特點
新發動機制造是從新的原材料開始,而發動機再制造則以舊發動機為“毛坯”,以可修復基礎件為加工對象,充分挖掘了舊機的潛在價值。發動機再制造省去了毛坯的制造及加工過程,節約了能源、材料、費用,并減少了污染。發動機再制造賦予了發動機第二次生命,具有高質量、高效率、低費用、低污染的優點。
再制造則針對成批量的廢舊發動機,經拆解、清洗和鑒定后所有零件被分為三類:性能與尺寸完好可直接再利用的、可再制造加工的和當前技術條件無法再制造或可再制造而經濟性不佳需列入回爐處理的零件,對可再制造加工的零件經加工和檢驗合格后送入裝配生產線,在發動機組裝前還要完成通過技術改造使發動機性能升級部(組)件的加工及準備工作,裝配后發動機經整機測試合格后包裝出廠[8]。
1.3 發動機再制造與維修/大修的區別
再制造不同于維修。維修是在產品的使用階段為了保持其良好技術狀況及正常運行而采取的技術措施。維修多以換件為主,輔以單個或小批量的零(部)件修復,而再制造是將大量相似的廢舊產品回收拆卸后,按零部件的類型進行收集和檢測,將有再制造價值的廢舊產品作為再制造毛坯,利用高新技術對其進行批量化修復、性能升級,所獲得的再制造產品在技術性能上能達到甚至超過新品。
再制造不同于大修。發動機大修大多是以單機為作業對象,主要采用手工作業方式,其修理周期長、生產效率及修復質量受到了很大局限。再制造汽車發動機則采用了專業化、大批量的流水作業線生產,保證了產品質量和性能。發動機再制造與大修的區別在于生產類型不同、工藝流程及要求不同、裝配標準不同、出廠標準不同、質量保證不同、配件供應不同,以及銷售方式不同[9]。
發動機再制造的優勢在于:(1)質保承諾:一般承諾與新機同樣的質保期,及時完善售后服務;(2)更換快捷:半天或一天即可完成全部工作;(3)技術及設備保障:經過嚴格培訓的技術工人;(4)綠色環保:從大的方面講再制造可以節約能源,降低成本;從生產過程講符合環保要求;從最終產品講滿足排放要求。
2 我軍裝備發動機再制造實踐
中國重汽集團濟南復強動力公司已經形成包括康明斯、斯太爾、桑塔納等二十多個品種的年均2萬臺的發動機再制造能力,該公司再制造發動機的生產規模和技術水平都已達到國際先進水平?偛扛鶕娖嚤S辛亢头蹱顩r,參照外軍集中采購地方企業再制造發動機的保障模式,與濟南復強動力公司簽訂了再制造軍用發動機協議,為某軍區所屬部隊的重卡、獵豹、大眾、依維柯等軍用車輛發動機進行再制造,顯著降低了維修時間,提高了維修保障效率。以民為主的軍民融合保障模式不僅節約了經費,還保證了再制造發動機的質量,顯著提升了裝備性能,受到使用部隊高度贊可。
2.1 發動機再制造拆解
拆卸作為再制造的首要步驟,直接影響再制造效率和舊件再利用率。發動機作為機械裝備的心臟屬于貴重零部件,特別是缸體、曲軸、連桿、凸輪軸、齒輪等零部件在材料選擇、結構設計、強度設計、裝配設計等方面都有嚴格的要求,實現無損拆卸和快速拆卸至關重要,圖2給出了軍用發動機的拆解過程和分類儲存照片。
圖2 發動機再制造拆解工藝
2.2 發動機再制造清洗
拆解后的零件,根據零件的用途、材料、清洗位置的復雜程度,來選擇不同的清洗技術和方法,通常需要連續或者同時應用多種清洗方法。常用的清洗方法有汽油清洗、熱水噴洗或者蒸汽清洗、化學清洗劑清洗或者化學凈化浴、擦洗或鋼刷刷洗、高壓或常壓噴洗、噴砂、電解清洗、氣相清洗、超聲波清洗及多步清洗等方法。圖3給出了軍用重載車輛斯太爾發動機的清洗工藝照片。
圖3 發動機再制造清洗工藝
2.3 發動機再制造損傷檢測
廢舊發動機零部件的損傷檢測與評估辨識是決定能否再制造的前提,也是保證零部件性能和強度的基礎。主要包括目測外觀、形狀與尺寸測量、強度與力學性能測試、應力集中與裂紋檢測等[10]。圖4給出了不同發動機零部件的損傷檢測照片。
圖4 發動機再制造損傷檢測工藝
2.4 發動機再制造損傷修復
經清洗和無損檢測,可將零件分為三類:一是性能與尺寸完好可直接再使用的,如進氣管、排氣管、油底殼、飛輪殼等零件;二是需要進行再制造加工才可繼續使用的零件,如曲軸、連桿軸、凸輪軸、缸體、缸蓋等金屬零件;三是損傷程度嚴重或老化而無法再制造的零件,如活塞環、軸瓦、密封墊等零件。目前主要針對發動機零部件因磨損、腐蝕、劃傷而失效的零件進行再制造。其中,以高速電弧噴涂修復缸體主軸承孔、以電刷鍍修復凸輪軸軸頸、以電刷鍍修復連桿大頭孔等技術已在軍用車輛發動機中得到實際應用,顯著提高了發動機舊件的利用率,降低生產成本,取得顯著的經濟效益;同時在節能、降耗、減少環境污染方面取得良好的社會效益。
圖5 發動機再制造修復成形工藝
2.5 發動機再制造機械加工
采用多種機械加工手段對修復成形后的零部件或對失效零件進行機械加工,按照新品的尺寸標準使零部件的尺寸達到標準的配合公差范圍。
圖6 發動機再制造機械加工工藝
2.3 發動機再制造裝配與質量檢測
嚴格按照新發動機技術標準,將再制造并檢驗合格的零部件與更新件,裝配成再制造發動機,對再制造發動機按照新機的標準進行整機性能指標測試,發動機外表的噴漆和包裝入庫。還可根據用戶需求,在再制造工序中進行相關模塊更換或嵌入新模塊對發動機改裝或者技術升級。
圖7 發動機再制造裝配與試車考核
發動機再制造的工藝流程和正規的大修有近似之處。但二者最大的區別是再制造后的發動機性能要達到新品質量或超過新品,為此再制造必須采用先進技術和現代生產管理,包括現代表面工程技術、先進的加工技術、先進的檢測技術;不僅要恢復原機的性能還兼有對原機的技術改造;必須形成批量化、規范化生產。從產品的質量到生產的組織,大修都無法和再制造相比。專家預測,以發動機再制造取代發動機大修是未來的必然趨勢。
3 結論
依托民用發動機再制造優勢,積極的利用民用資源為補充,實施軍用裝備再制造是典型的軍民融合保障模式,該模式進一步豐富并拓展了現有的裝備維修保障模式,實現了主動保障、精確保障、系統保障和長期保障,實現了軍隊維修保障模式與社會化保障模式的有機融合。
參考文獻
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[7] 徐濱士. 裝備再制造工程的理論與技術. 北京:國防工業出版社,2007.
[8] 史佩京. 面向軍民一體化的裝備維修與再制造保障模式研究. 國防技術研究報告, 2013.
[9] 徐濱士, 劉世參, 史佩京. 汽車發動機再制造效益分析及對循環經濟貢獻研究. 中國表面工程, 2005, 18 (1): 1-7.
[10] 徐濱士, 劉世參, 史佩京. 再制造工程的發展及推進產業化中的前沿問題. 中國表面工程, 2008, 21 (1): 1-7.
作者簡介:
顧朝軍,男,碩士研究生。工作單位:裝甲兵工程學院政治部。主要從事裝備維修與再制造工程研究。通訊地址:北京市豐臺區杜家坎21號裝甲兵工程學院裝備維修與再制造工程系,郵編:100072。電話:18010092577,傳真:66717144