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文档简介
1、 毕 业 设 计题 目: 废旧汽车回收再利用技术的研究 学院: 机械工程学院 专业: 班级: 学号: 学生姓名: 导师姓名: 完成日期: 诚 信 声 明本人声明:1、本人所呈交的毕业设计(论文)是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果;2、据查证,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,毕业设计(论文)中不包含其他人已经公开发表过的研究成果,也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料;3、我承诺,本人提交的毕业设计(论文)中的所有内容均真实、可信。作者签名: 日期: 年 月 日毕业设计(论文)任务书 题目: 废旧汽车回收再利用技术的研究 姓名 郭盼 学院 机械工程学院 专业 汽车服务工程
2、班级 汽服0901班 学号 05 指导老师 职称 教研室主任 一、 基本任务及要求: 1. 查阅资料、调查研究,完成文献综述1篇(2500字以上,参考文献15篇以上); 2. 完成国内外废旧汽车回收再利用行业发展现状的调查; 3. 完成废旧汽车整车回收再利用技术的研究与调查; 4. 完成废旧汽车材料回收再利用技术的研究与调查; 5. 撰写毕业论文(字数15000字以上)。 二、 进度安排及完成时间: 1. 调研、查阅相关文献资料(2月21日至3月1日)。 2毕业实习及撰写毕业实习报告(3月1日至3月22日)。 3撰写文献综述、开题报告(4月1日至4月15日)。 4撰写毕业论文(5月1日至5月2
3、6日)。 5毕业论文审阅及修改(5月27日至5月 31日)。 6毕业论文评阅(6月1日至6月3日)。 7毕业答辩(6月3日至6月7日)。 8. 毕业论文最终修改、打印及资料归档(6月8日至14日)。 目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1 论文内容简介11.2 废旧汽车回收再利用技术的研究背景11.3 汽车回收再利用技术研究的意义2第2章 废旧汽车回收再利用行业的发展现状32.1国外废旧汽车回收再利用现状32.1.1 美国废旧汽车回收再利用现状32.1.2 日本废旧汽车回收再利用现状32.1.3 欧盟废旧汽车回收再利用现状42.2 我国废旧汽车回收再利用的现状42.2.1 相
4、关法律法规42.2.2 相关产业政策42.2.3 拆解企业现状52.2.4 废旧汽车回收再利用的环境保护问题6第3章废旧汽车整车的回收再利用技术73.1 汽车的绿色设计73.1.1 原始材料的选择与管理73.1.2 汽车的可拆卸设计83.2 废旧汽车回收设备103.3 废旧汽车的拆解103.3.1 废旧汽车拆解工艺103.3.2 废旧汽车零部件拆解方法133.4 废旧汽车回收再利用的方式14第4章废旧汽车各类材料的回收再利用技术164.1 废旧汽车各类回收材料所占的比重164.2 废旧汽车有色金属的回收再利用174.3 废旧汽车黑色金属的回收再利用184.4 废旧汽车塑料的回收再利用204.5
5、 废旧汽车玻璃的回收再利用214.6 废旧汽车轮胎的综合利用21结 论25参 考 文 献26致 谢27废旧汽车回收再利用技术的研究摘要:本文主要是对废旧汽车回收再利用技术的研究。论文首先先介绍了文章的研究背景及意义,然后是对各国废旧汽车回收再利用的现状进行分析,接着重点研究与介绍了废旧汽车整车与材料的回收再利用技术 。对汽车回收再利用技术的研究,主要是为了提高回收再利用率、降低回收成本以及更好的在汽车回收的同时做好环境保护工作。以我国现状来看,实现以上目标需从以下几方面努力:国家加快的法律法规及相关支持政策的建立与推行,企业的回收效率需要提高、社会责任意识需要加强,同时还需要所有社会公民的环保
6、意识的增强并由此主动的实现对相关企业的监督。关键词:回收技术;回收再利用率;回收效率;环保意识The research of abandoned cars recycling technology Abstract:This paper mainly studies automobile recycling technology. First the paper introduced the research background and significance.Next we analysed the status quo of automotive recycling in China
7、and all over the world.Then we focus on research and introduces the automobile vehicle recycling technology and materials recycling technology. The study of automotive recycling technology, mainly in order to improve the recovery and utilization, reduce the cost of recycling and protecte the environ
8、ment . With the current situation in our country, to achieve this goal still has far to go. National laws and regulations and the relevant support policy have to keep pace.enterprises need to improve the efficiency and strengthen social responsibility consciousness.the improving of citizen's con
9、sciousness of environmental protection is as important, So that people will take the initiative to supervise enterprise environmental behavior.Keywords:recycle technology ; The proportion of recycling and reusing;recovery efficiency; environmental awareness27 第1章 绪 论1.1 论文内容简介本文主要是对汽车回收再利用技术的研究。汽车销售
10、量的迅速增长必定导致未来报废汽车的数量迅速增长,而废旧汽车回收再利用行业发展的重中之重就是回收再利用技术的发展。论文分别从整车的回收再利用技术以及汽车材料的回收再利用技术两方面研究介绍了汽车回收再利用的技术。之后根据国内外汽车回收再利用技术现状以及现有技术等,得出未来废旧汽车回收再利用行业的发展趋势以及回收再利用技术的发展方向。1.2 废旧汽车回收再利用技术的研究背景 汽车工业既是拉动国民经济发展的支柱产业,也是高消耗、高排放、高污染的重点行业。根据中国汽车工业协会2013年1月11日公布数据显示,2012年我国汽车产销双双突破1900万辆,再次突破纪录,增速都超过了4%蝉联世界第一。而根据公
11、安部发布数据则显示,至2012年底,全国汽车保有量1.2亿辆,年增长1510万辆,增长量超过1999年底全国汽车保有量1。按照每年大约7的报废量,仅报废汽车的重量就超过1200万吨。中国汽车工业协会预测:2013年我国汽车销售将达到2000万辆,汽车报废数量也在相应的快速增长,这令人欣喜,但同样也给社会带来诸多问题。 德法美日等发达国家报废汽车的再利用率已达80以上。美国在2009年再制造业的规模已经突破2000亿美元,其中废旧汽车回收再利用行业占到了700亿美元。汽车回收再利用行业将可以成为一个产值巨大的产业2。 但如果报废汽车重新回流进入社会,危害极大,由于报废车辆本身已不符合道路行驶条件
12、,被再次被改装后进入路面行驶,这给民众的生命财产安全和社会稳定造成严重危害。报废汽车处理不好也会产生环境污染,汽车生产过程中含有大量有害物质,除主要制造原料钢材、生铁外,大量橡胶、塑料、有色金属被采中,砷、硒等也存在于汽车中。汽车报废后被非正确处理过程中,所产生废气、废油、废电瓶以及报废零部件,对环境的污染也十分严重3 。 按照报废汽车回收管理办法,如果达到国家报废标准,经检验不符合国家机动车运行安全技术条件或国家机动车污染物排放标准的,都将进行报废处理。从2009年开始,我国调整了部分车型老旧汽车报废更新的补贴标准。比如说报废大型载客车的补贴标准,由原来的6000元提高到了1.8万元。这在一
13、定程度上改善了报废汽车回收的情况,一些报废汽车回收企业短时间内出现了车源增加、效益提升的现象。然而,由于以旧换新的车型范围限制过严、补贴金额少、手续复杂等原因,这一政策并未带来持久的助推力。3现在一个正规的汽车回收再利用工厂平均一年拆掉500辆左右的汽车,原因是大量应当报废汽车流入了二手市场。这样,汽车报废回收企业拆解汽车的数量十分有限,规模效益也根本出不来。所以,我国的废旧汽车回收再利用企业也处在一个艰难的发展阶段。拆解工艺落后,再利用渠道不畅,拆解企业生存状况不妙。商务部公布的数据显示,目前我国具有一定规模的报废汽车回收拆解企业有400多家,但大多拆解水平低,场地简陋,设备、设施落后。汽车
14、是一个由成千上万零件组成的组合体,这些零件由性能各异的不同材料组成。因此,报废汽车的回收并不是简单的回炉所能解决的。它必须采用科学的方法,先进行分解,然后再分别进行处理。另外,我国目前报废汽车回收之后能循环利用的主要限于废金属,其他材料回收利用率不高,橡胶、塑料、玻璃等多作为垃圾处理,报废汽车的总体利用率还较低。这些问题的解决都有赖于我国汽车回收再利用技术的发展。1.3 汽车回收再利用技术研究的意义随着我国经济水平的快速发展,汽车已迅速的进入普通家庭之中,随之而来的是汽车销售量与保有量的迅速增长,汽车以逐步成为我们日常生活一种不可缺少的运输与代步工具,但它的大量存在也带来许多现实的问题。面对这
15、一产业发展的难题,我们必须建立一套高效的汽车回收体系,这需要加大对汽车回收技术及装备的研究,同时也需要国家出台一系列相关法律法规的规范以及相应的扶植政策。而研究此课题的目的主要在于通过了解世界发达国家的汽车回收现状、技术及其产业模式等,并结合我国汽车回收行业发展的实际情况,对我国现有的汽车回收技术的现 状进行分析,以使我国汽车回收再利用行业的发展实现以下目标:(1)迅速的提高专业回收率,使该报废的车都正常实现再利用;(2)提高专业分工,实现材料的高效利用;(3)研究适合我国回收再利用技术,使回收更加高效,实现产业效益的最大化;(4)完善法律法规,明确各方责任与分工,更好的保护环境。 第2章 废
16、旧汽车回收再利用行业的发展现状2.1国外废旧汽车回收再利用现状2.1.1 美国废旧汽车回收再利用现状美国的汽车平均使用寿命约为13年。在这个使用寿命内,一辆美国汽车的行驶总里程约为19万公里。在美国,报废汽车必须送到专门的报废汽车回收利用企业进行处理。报废汽车作为一种重要的材料资源,具有较高的残值,能够完全按照市场化运作方式进行回收利用。经过多年摸索,特别是采用了先进的回收技术和设备后,美国已能把每辆汽车80%的零部件进行回收并重新利用起来4。据统计,目前全美共有1.2万多家报废汽车拆解企业、2万家零部件再制造企业和200家拆后报废汽车粉碎企业。它们中的多数与汽车生产企业联合经营,将有再利用价
17、值的发动机、电机和其他零部件拆卸翻新后,重新出售。此外,由于美国对每辆报废车给予4000美元左右的高补贴,所以美国人一般不会把报废汽车卖到黑市。2.1.2 日本废旧汽车回收再利用现状日本国内汽车报废速度很快,一般乘用车平均报废年限为10年。每年报废车辆约550万辆,与新车销售量基本持平。在2005年之前,由于缺乏行之有效的法律,日本每年有十几万辆旧车被非法丢弃。鉴于此,2005年日本颁布了汽车循环法案。该法案规定,日本消费者要在购买新车时缴纳回收再利用费,并要求在用车辆在法律实施后3年内缴纳回收再利用费。这些费用包括5项,分别是汽车破碎残渣费、安全气囊费、氟里昂处理费、资金管理费和信息管理费。
18、缴费后车主会获得盖章的证明。如果没有这个证明,车辆不能通过年检。回收再利用费由汽车生产企业来设定。由于消费者在购买汽车时会考虑这个费用,所以汽车生产企业不能对费用随意设定。有了立法做后盾,日本政府将2015年实现95%的回收利用率确定为今后汽车回收利用发展的目标。为此,许多制造商在设计和制造汽车时也将易于循环利用这一因素考虑在内。2.1.3 欧盟废旧汽车回收再利用现状2000年,欧盟发布报废汽车回收指令,开始将报废车辆的回收利用纳入法制化管理体系。指令规定,汽车制造厂商在欧盟国家上市新车时必须出具证明,证明其投入市场的新款汽车的材料回收率至少要占重量的85%,可利用率至少为95%,才能获得市场
19、准入许可证。2007年1月1日起,成员国开始全面执行该指令。这一报废汽车回收指令在欧洲范围内推动了旧车分解及粉碎业务的发展。许多欧洲国家将报废车辆回收的责任交由汽车制造商和产品进口国来承担,报废汽车所有者无须支付处理旧车的费用。在欧盟国家中,德国是报废汽车回收利用做得最好的。德国8100万人口共拥有各类汽车5000多万辆,每年注销机动车350万辆,其中,在德国报废拆解的不到100万辆,其余200余万辆会通过不同途径卖到俄罗斯、波兰等东欧国家以及西班牙等欧盟国家5。德国的汽车平均使用年限为7到8年。按照德国的规定,新车在前3年是免检的,以后每年都要年检。一般说来,汽车使用的年限越长,通过年检需要
20、的修理或维护成本就越高,达到汽车排放标准也就越难。因此,虽然德国法律并没有规定汽车在使用多少年后必须报废,但车主一般都将根据自己的经济实力,使用几年就更换或淘汰。2.2 我国废旧汽车回收再利用的现状2.2.1 相关法律法规虽说汽车回收产业正处在朝阳期,但这个行业眼下却很尴尬。当前,我国汽车报废标准遵循的还是2001年由国务院颁布的报废汽车回收管理办法,其中对不同车型的使用年限进行了详细的规定。按照这一规定汽车如果达到报废标准,或者虽未达到国家报废标准,但如果发动机或者底盘严重损坏,经检验不符合国家机动车运行安全技术条件或国家机动车污染物排放标准的,都将报废处理。2.2.2相关产业政策从2009
21、年开始,我国调整了部分车型老旧汽车报废更新的补贴标准,以调动车主报废旧汽车的积极性。比如说,报废大型载客车的补贴标准由原来的6 000元提高到了1.8万元。这在一定程度上改善了报废汽车回收的情况,一些报废汽车回收企业短时间内出现了车源增加、效益提升的现象。然而,由于以旧换新的车型范围限制过严、补贴金额少、手续复杂等原因,这一政策并未带来持久的助推力。像以旧换新的车辆主要是针对符合一定使用年限要求的中、轻、微型载货车和部分中型载客车,限制条件太多;补贴金额虽然较以往有了明显提高,但与车辆转让出售相比,还是没有绝对的吸引力;由于补贴金额并不是现场发放,而是需要申请的车主办理一系列审核手续,非常复杂
22、,这也把很多车主拒之门外。2.2.3拆解企业现状商务部公布的数据显示,目前我国具有一定规模的报废汽车回收拆解企业有400多家,但大多拆解水平低,场地简陋,设备、设施落后。拆解工艺落后,再利用渠道不畅,这些也使得拆解企业生存状况不佳。按照400万辆汽车的年报废量计算,平均一家报废汽车拆解企业每年可以接收报废汽车1万多辆。实际上,一个厂一年拆掉500辆汽车已经是非常不容易的事情了,根本吃不饱。原因是大约60%的应当报废的汽车流入了二手车市场,没有经过报废拆解处理,就又上路行驶了。这样,汽车报废回收企业拆解汽车的数量十分有限,规模效益根本出不来。由于车辆的拆解主要靠人工完成,企业人力成本也比较高。此
23、外,汽车拆解再利用渠道单一,也使拆解点难有好的收益6。技术水平跟不上也是重要原因。由于汽车是一个由成千上万零件组成的组合体,这些零件由性能各异的不同材料组成。因此,报废汽车的回收并不是简单的回炉所能解决的。它必须采用科学的方法,先进行分解,然后再分别进行处理。这一切都建立在高端技术和先进装备的基础上,因为修复一件产品往往比生产一件新品所需的技术水平还要高。而目前我国汽车零部件修复、改造等产品设备和技术的发展还远远不够。在很多拆解点,报废汽车回收之后能循环利用的主要限于废金属,其他材料回收利用率不高,橡胶、塑料、玻璃等多作为垃圾处理,报废汽车的总体利用率还较低。沈阳一家报废汽车回收企业负责人说,
24、目前报废汽车拆下来的玻璃、玻璃钢等材料因为数量很少还没有人来收购,只能作为垃圾填埋。报废回收汽车企业希望对拆下来的废料进行更细致的分类,不同类型的材料能有不同的用途,这样可以增加回收利用的附加值。可是,这些想法要变成现实,除了企业自身拆解回收技术的提高外,还需要形成更细的产业分工。2.2.4废旧汽车回收再利用的环境保护问题目前,我国报废汽车回收之后能循环利用的主要限于废金属,其他材料回收利用率不高,橡胶、塑料、玻璃等多作为垃圾处理,报废汽车的总体利用率还较低。由于目前对报废汽车在拆解处理过程中产生的环境污染及材料回收利用率还没有详细规定,报废汽车零部件的再使用率、拆解材料的再利用率不高,废液和
25、废弃物处理不当导致的污染问题日益突出。此外,我国还面临报废汽车非法延长使用期和使用报废汽车非法拼装车的严重问题7。第3章废旧汽车整车的回收再利用技术3.1 汽车的绿色设计多数人可能认为,汽车回收就是把汽车直接报废拆解然后回收材料就可以了,而传统的设计观念也主要是依据用户对产品提出的功能、性能、质量及成本要求,设计以满足功能、工艺、质量、成本要求为主的产品,很少考虑产品的拆卸回收性、废弃产品的处理以及对生态环境的影响8 。传统汽车生命周期框架如图3.1所示。制造与装配备件与使用使用与服务原材料加工用后废弃原材料提取地球生态圈图3.1 传统汽车生命周期框架而事实上,一个真正成熟的汽车回收市场,做到
26、这些还是远远不够的。做好汽车回收必须做好从汽车设计到使用报废及材料回收的各个环节。而其中汽车的设计则是其中非常重要的一环。汽车的绿色设计是指从汽车的设计上就将节约资源和环境保护等因素考虑进来。其主要考虑的几个方面:一是原始材料的选择与管理;二是产品部件的可拆卸性;三是产品的回收利用9。3.1.1 原始材料的选择与管理绿色材料是指在原料采取,产品制造使用和再循环利用以及废物处理等环节中与生态环境和谐共存并有利于人类健康的材料,它们要具备净化吸收功能和促进健康的功能。绿色材料主要可分以下几类。一是循环材料,循环材料主要指利用固体废物制造的可再生循环制备和使用的材料,如再生纸,再生塑料,再生金属;二
27、是净化材料,净化材料指能分离分解或能吸收废气废液的材科,如三元催化剂;三是与环境具有良好协调性的材料,传统的材料很少考虑材料的加工过程及其对环境的影响,所选材料有的难以加工,耗能高,有的有毒有害,如含铅、镍、镉等元素的金属材料的使用既造成了环境污染,又严重威胁操作者的身体健康。3.1.2 汽车的可拆卸设计可拆卸性设计是一种使产品容易拆卸并能从材料回收和零件重新使用中获得最高利润的设计方法学。可拆卸性是产品绿色设计的主要内容之一,也是产品绿色设计中研究比较早而且比较系统的一种方法。它研究如何设计产品才能高效率、低成本地进行组件、零件的拆卸以及材料的分类拆卸,以便重新使用及回收。可拆卸性设计要求在
28、产品设计初级阶段将可拆卸性作为结构设计的一个目标使产品的连接结构易于拆卸,制造工艺性好,维护方便,并在产品废弃后可重复使用部分充分有效地再利用,达到节约资源和能源保护环境的目的。也就是说在产品生产之前已经对产品的虚拟原型进行了可拆卸性分析,以此减少产品维护及回收时的拆卸成本及时间10。如下图3.2为可拆卸性设计在产品设计生产链中的位置。产品使用产品制造产品设计 产品模型 真实产品 产 可拆 品 卸性 模 分析可拆卸性准则 型图3.2 可拆卸性设计流程传统的产品设计通常将注意力集中在面向制造和面向装配环节,更多地考虑组装方便经济,而对产品的可拆卸性考虑得较少。因此,当产品在使用中某个零件失效时,
29、往往由于拆卸困难只好将整个部件全部废弃;当产品生命周期终止后大量可重用零部件及组成材料也由于拆卸困难或拆卸成本太高而不能获取,既浪费了资源,又可能造成环境污染。产品或零部件拆卸困难通常由三个方面因素造成:首先是产品的设计结构不易于连续拆卸和回收,例如采用焊接、铆接、过盈配合等连接结构。产品的连接方式在传统设计中是根据简化装配和安全连接而选择的,存在不可拆连接以及难以接近的连接要素,难以进行拆卸;材料的多样性选择,材料选择是从经济性和最佳性能的角度考虑,采用了大量不同种类甚至不可回收的材料;产品结构是基于功能完善和装配要求而优化的,可能导致了大量不必要的拆卸步骤。其次是使用损坏因素,产品在使用阶
30、段由于修理、污染、腐蚀等原因发生了变化造成难以拆卸。最后是缺乏完整的拆卸产品信息,造成当产品发生某些失效时许多零部件就被废弃。可拆卸性设计一是为汽车产品的绿色设计,包括拆卸可能性、拆卸路径、拆卸工具和方法、拆卸难度和深度等,对象往往是整个产品;二是为产品设计提供集成的拆卸分析工具,可拆卸设计要与计算机辅助设计CAD并行工作,需要分析的可能是零件、组件、部件或整车。由于在设计阶段便已经决定了拆卸的难易程度,因此要从根本上解决产品易于拆卸的问题,应从产品设计着手。为了使设计出的产品具有良好的可拆卸性,在拆卸设计时,常用的设计准则如图3.3所示 拆 卸 设 计 准 则易于操作准则易于分离准则产品结构
31、的可预估紧固连接 准则减少材料种类准则简化产品功能准则减少零件变异模块化采用防腐蚀联接避免老化腐蚀标准化非刚性零件便于拆卸零部件布局合理紧固件类型统一拆卸运动简单工具的可达性紧固件数量减少有害材料的集成材料的相容性零件合并合理的的寿命图3.3 常用的设计准则上述这些准则是以利于拆卸回收为出发点的,在设计过程中有时会发生冲突或矛盾,此时应根据产品的具体结构特点、功能、应用等综合考虑,进行全局优化和决策。3.2 废旧汽车回收设备 汽车回收中,若完全依靠人工作业,费时费力,而且效率低下。特别在人力成本较高的国家和地区,汽车拆解的成本就尤为昂贵不。所以现在研发出了许多汽车回收的设备。这些设备主要有拆解
32、设备、翻转设备,压实设备。拆解设备:汽车拆解设备有大型拆解机,辅助拆解机。大型拆解机用于拆解金属零部件和车内外树脂饰件很多都由其它工程机械改装而来,可实现拆解、分离、堆高等功能;辅助拆解设备也可以缩短作业时间,减轻作业人员劳动强度,用拆车改装的辅助拆解机可用于保险杠、座椅、仪表板、车门饰件等的拆解。翻转设备:翻转设备主要用于定位作业手工拆解车底零部件时车辆的翻转,以提高拆解效率及车辆横放的稳定性。压实设备:拆解后乘用车辆仅留下一个空壳,体积较大,不便于运输,也不便于钢铁厂钢材的回收。所以设计了压实设备对车身进行压缩。压缩机按照压缩方式可分为滚压和挤压两大类。滚压分为单级、双极和多级,常与破碎机
33、组成废旧金属处理生产线;挤压及一般称压方机,可将废旧金属挤压成长方形包块。上述拆解设备都未实现高度的机械化、自动化。这主要因为不同汽车的结构、形态都各有不同。而目前的机械拆解也很难保证零件完好的拆解,所以当前机械拆解都是以材料为重点回收对象。3.3 废旧汽车的拆解3.3.1 废旧汽车拆解工艺(1)废旧汽车拆解业务的主要步骤包括:1)废旧汽车的接收:报废汽车拆解企业接收的车辆应具有机动车报废证明并建立拆解文档。2)废旧汽车的存放:废旧汽车拆解企业必须有足够的地方存放废旧车辆,拆解厂各部分区域应与拆解车型和数量相协调,一般可划分为以下区域;运输区、待拆解区、预处理区、拆解区、零部件存放区、压实区以
34、及辅助区。3)废旧汽车拆解:废旧汽车的拆解包括预处理、拆解及分类。其操做必须遵守国家的相关规定及法律法规,从而更好的保护环境,更充分的利用好回收资源。4)拆解物品存储:根据拆解物品的种类不同,可将其分在不同区域进行存储,以便更加有效的管理与使用。一般存储区可分为;可用件存储区、循环材料存储区、液体存储区、固体废弃物存储区等。5)拆解车体压实:将可拆卸的材料及零部件分类存储后,将剩余车体压缩,运输到破碎厂进行处理。(2)废旧汽车的拆解方式及其选择:废旧汽车拆解方法的选择过程是根据废旧汽车的状态或零部件损坏程度,首先选择拆解方式,然后确定拆解深度。对于报废汽车零部件的拆解不能完全按照装配的逆顺序来
35、考虑,其主要原因是对废旧汽车进行非破坏性拆解时应满足以下要求:1) 有效性: 选择非破坏性拆解,既要有效率,也要有效益。2) 有限性: 以经济效益最大和环境影响最小为原则,确定拆解深度。3) 有用性: 对具有使用价值零部件,选择非破坏性拆解; 由于变形或腐蚀等原因损坏而不具有使用价值的零部件,选择回收材料。如,对于事故造成损伤的汽车,应根据损伤程度确定可拆卸的零部件。但汽车顶棚被压扁时,其内部零部件的拆解受到了限制,一般只能作为材料回收。对于可再使用的零部件,在满足经济效益的前提下,应选择非破坏性和准破坏性方式进行拆解。对以材料回收利用为目的的拆解方式的选择,还应满足可有效分离各种不同类型材料
36、、可提高剩余碎屑程度和可分离危险有害的物质等要求。因此拆解方式的确定应从实际所接收的废旧汽车状况考虑。所以,在做汽车拆解是首先应考虑非破坏性拆解,当非破坏性拆解无法实现或成本过高时,可考虑准破坏性拆解和破坏性拆解。(3)拆解工艺流程1)预处理:预处理是汽车正式拆解之前对汽车拆解进行的无害化和安全化处理,以起到保护环境的目的。如各种液体的集中抽取,安全气囊的处理及氟利昂的回收等。如下图3.4是汽车回收预处理工艺流程。 预处理 抽取液体与其他项 移出引爆的气囊 把汽车放上平台 把汽车放下平台 拆卸电池 抽发动机液 拆除空调单元 引爆气囊 拆燃油箱盖 抽传动液 拆除洗涤油箱 拆轮胎平衡盖 抽冷却液
37、拆制动器、离合器 抽制动液 拆动力转向总成 拆除催化器 抽干油箱 抽除减震液 拆除吸油器图3.4 汽车拆解预处理工艺流程拆卸危险部件,如气囊、安全带汽车送到拆解线,固定在移动拆解平台上预处理:拆卸蓄电池、车轮回收液体、拆解滤清器外部件拆卸:灯、保险杠、玻璃内饰件拆卸:座椅、地板、内饰、电器件总成拆卸:发动机、变速器、催化器压实: 车身图3.5 轿车拆解工艺流程图2)汽车的正式拆解由于拆解车型的不同,因此拆解操作也会因其车辆不同而会有所区别,而其拆解流程一般都没太大区别。但轿车与货车结构差异较大,所以拆解程序也会存在区别。如上图3.5是轿车的拆解工艺流程图。 货车的拆解有很多拆解程序与原则与轿车
38、拆解相似,但由于结构的差异,其拆解方式依旧有较大的区别。下面是一种国产货车全车分解的一般作业程序:拆吊车厢:拆解车厢与车架连接的U型固定螺栓,把车厢吊下。拆卸全车电气线路、仪表和照明设备以及蓄电池、启动机、发电机、调节器、点火和信号装置等。拆卸机器盖和散热器:拿下机器盖,拆卸散热器与车架连接处的螺母、橡胶软垫、弹簧以及橡胶水管、百叶窗拉杆、拉手和百叶窗等,最后拆下散热器。拆卸叶子板及脚踏板。拆卸汽油箱:拆卸与汽油箱连接的油管!带衬垫的夹箍,再把汽油箱拆下。拆卸方向盘和驾驶室:拆卸方向盘,拆卸驾驶室与车架连接处的橡胶软塑及螺栓螺母,吊下驾驶室。拆卸转向器:先将转向盘臂与直拉杆分开,拆下转向管柱和
39、转向。拆卸消声器:先卸消声器与排气歧管夹箍的固定螺栓,拆下消声器。拆卸传动轴:先拆万向节突缘与变速器,主传动器突缘接头的连接螺栓,拿下中间支承,拆下传动轴。拆卸变速器:先拆变速器与发动机固定连接处的螺栓,拆下变速器。拆卸发动机附离合面:拆卸发动机与车架的支承连接,吊下发动机附离合面。拆卸后桥:将车架后部吊起,拆卸后桥与车架连接的钢板弹簧和吊耳,或先将后桥与钢板弹簧的U型螺栓拆下,将后桥推出车架。拆卸前桥:将车架前部吊起,拆卸前桥与车架连接的钢板弹簧及吊耳,或先将前桥与钢板弹簧的U型螺栓拆下,将前桥推出车架。3.3.2 废旧汽车零部件拆解方法(1)线束:现在线路传输都已采用多路传输的方式,为减少
40、线束使用,采用标准线束布置结构。线束的拆解要求主要是高效和高回收率。其目标拆解时间不超过30min,回收率100%。较粗的线束可用J型吊钩和拉链,使用拉链拆解可减少大量的操作步骤,并节约大量的时间。(2)保险杠:保险杠拆解主要研究的是如何提高拆解效率。其回收时间要求控制咋3min之内。因保险杠的回收的目的是材料回收,故其拆解基本是使用机械拆解。其拆解方式是先用夹具将保险杠固定,然后牵引拉升。(3)仪表盘:仪表盘的拆解方法以提高效率为主要目标。其拆解方式有后拉式拆解和吊拉式拆解两种。(4)玻璃:玻璃的回收,由种类、固定方法的不同,采用不同的回收方式,并要求10分钟内完成,回收率在75%以上。挡风
41、玻璃原来一般采用金刚石切割机、凿子进行拆解。而目前较先进的方法有气动切割、钢丝切割。气动切割可减少40%50%的切割时间,并减少切割过程中的粉尘和振动;而钢丝切割可减少50%的用时,并且操作更加简单和安全。3.4 废旧汽车回收再利用的方式根据回收处理方式,废旧汽车零件回收再利用可分为以下几类。(1)再使用件。经检测合格后可直接使用的零部件。因为同一辆车的各个零件设计使用寿命是不同的,所以当汽车报废时,其中一部分零件任然性能完好,这些零件可作为维修配件,也可以作为在生产制造时的零部件。(2)在制造件。可通过采用包括表面工程技术在内的各种新技术、新工艺,实施在制造加工或升级,以提高零件的性能,使其
42、达到使用的标准。(3)再利用件。对于无法再使用并且在制造不经济的零部件,通过循环再生加工成原材料的零部件。(4)能量回收件。因能量回收方式回收的零部件。(5)废弃处理件。无发再使用、在制造和循环再利用的零部件,通过填埋方式处理的零部件。如下图3.7,是汽车拆解过程中回收再利用的基本流程。粉 碎拆 解报废汽车 分 选零部件再制造检验合格的零部件新车制造维修市场 固体废弃物工业材料工业材料其他产品制造 图3.7 汽车回收再利用的基本流程综上,废旧汽车回收再利用的基本方式可分为:再使用、在制造、再利用和能量回收四种方式。第4章废旧汽车各类材料的回收再利用技术4.1 废旧汽车各类回收材料所占的比重汽车
43、制造中主要有金属材料、塑料及其它材料类型.以下是美国USAMP(United States Aircraft,pilot&Mechanics Associatian)提供的数据。包括表4.1,美国1995年汽车使用的主要材料、质量及比例;表4.2,美国1978年以后汽车制造中使用的金属和塑料材料比例的变化11。 表4.1,美国1995年汽车使用的主要材料、质量及比例 材料质量(kg)比例(%)材料质量(kg)比例(%)铸铝714.663聚丙烯251.6压制铝型材221.438聚亚胺酯352.3铜181.10氯乙烯聚合物201.3铅130.85其他634.11其他140.91塑料总质量1
44、439.33有色金属总重1389.00乙烯丙烯橡胶100.68铸铁1328.59地毯110.73生铁231.48玻璃422.8冷轧钢1147.46轮胎453.0电炉钢21413.94橡胶(除轮胎)231.5镀锌钢35723.29合成橡胶372.4热扎钢1268.23其他241.57不锈钢191.24其他类型材料19212.53黑色金属总质量98564.29液体744.83车辆总重:1532kg表4.2,美国1978年以后汽车制造中使用的金属和塑料材料比例的变化(单位%)材料类型1978年型1995年型2001年型2020年型金属79.3073.2975.1075.00塑料5.009.337.6
45、015.00其他15.7017.3817.3010.00由上表中数据可知,汽车中含大量金属、塑料及其他材料,其中绝大部分是可以有效回收的。而汽车中金属和塑料的比例也在增加,这意味着汽车也在朝着更加便于回收的方向发展。4.2 废旧汽车有色金属的回收再利用一般认为, 最理想的有色金属回收方法是原零件的重用,这是一种人工为主的回收方法,即人工分解汽车, 然后将各种材料和零部件分类放置。这样,铝、镁、铜等合金零部件可按变形或铸造合金,或者按不同合金系进行回收再生。但是,目前工业发达国家用人工拆卸旧车逐年减少,而使用机械拆解部分的比例越来越高。其原因有:(1)人工拆卸的费用高;(2)拆卸下来的零部件直接
46、利用性不大,特别是轿车更新换代很快,拆卸下的互换性不大;(3)市场上对零部件的需求量很小。这样,经人工拆卸下的汽车零部件还需重熔回收, 而拆卸费加重熔回收费促使总费用很高。目前回收旧车上的材料, 已从回收零部件的旧模式向回收原材料的新模式, 即从人工拆卸零部件转向机械化、半自动化回收原材料。现在已较多采用切碎机切碎旧车主体后再分别回收不同的原材料,方法如下:1)旧车内所有液态物质排放后用水冲洗干净;2)局部地将易拆卸下来的大件 (车身板、车轮、底盘等)拆卸下来;3)将旧车拆卸下的大件和未拆卸的旧车剩余体,分别进入切碎机系统流水线,先压扁,然后在多刃旋转切碎装置上切成碎块;4)流水线对碎块进一步
47、处理,其顺序是:全部碎块通过空气吸道, 利用空气吸力吸走轻质塑料碎片;通过磁选机,吸走钢和铁碎块;通过悬浮装置,利用不同浓度的浮选介质分别选走密度不同的镁合金和铝合金;由于铅、锌和铜密度大,浮选方法不太适用,利用熔点不同分别熔化分离出铅和锌, 最终余下来的是高熔点铜。这种回收方法流程合理,成本相对不很高,但对回收铝、镁合金也并非完美无缺,最大的缺点是轿车上用的铝、镁合金属于不同的合金系,既有变形合金又有铸造合金,经破碎和浮选后,不能再进一步分离,成为不同合金的混合物, 这就给随后重熔再生合金的化学成分和杂质元素控制带来相当大的困难,大多数情况下仅能作为重熔铸造合金使用, 降低了使用价值和广泛性。为了解决铝、镁合金重熔回收后成分混杂、使用价值低的问题,汽车设计师和材料工作者分别在车上主要部件设计以及材料选用上进行了努力。另外,新的分离方法也在不断被开发出来,如铝废料激光分离法、液化分离法等。下面是铝合金液化分离法的简要介绍。铝合金材料含量很高的汽车会大量使用铝板类材
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