報廢汽車綠色柔性拆解生產線及設備的研究

李國威，張海峰

報廢汽車綠色柔性拆解生產線及設備的研究

李國威1，張海峰2

（1.清華蘇州環境創新研究院，江蘇 蘇州 215163；2.天奇自動化工程股份有限公司，江蘇 無錫 214000）

報廢汽車綠色柔性拆解生產線包括主線及總成分拆線。通過線上、線下環保預處理作業的結合，配合后續拆解節拍要求，空中和地面線體分別采用不同輸送設備和拆解方式，設計柔性生產線結構，用不同的自動化線體和設備組合設計實現拆解汽車連續作業，通過混流算法、模糊算法進行柔性配置提高生產效率。

報廢汽車；綠色拆解；流水線；手工拆解

1 引言

近十幾年來，中國汽車保有量大幅增長，產銷量連續多年達到2 000萬輛左右，同時報廢量快速增加，各類拆解廢油液、廢電瓶和重金屬等處理以及二次污染也給環境帶來巨大壓力。為了資源化利用未來每年800萬輛以上的各類報廢汽車，改變現有低效率生產拆解方式，有必要對汽車拆解流水線裝備系統做高效、綠色、深度三方面的提升，研究開發出滿足零部件高附加值再利用條件、與再制造需求相適應，并與資源化相關聯的成套關鍵技術與裝備，不斷在應用與示范中推動中國汽車業回收再利用新興產業的發展。

2 報廢汽車綠色柔性拆解生產線

在環保要求日益提高的情況下，報廢汽車綠色柔性拆解生產線將加快替代傳統作業方式和經營模式，在報廢汽車拆解過程中控制污染，開發資源化利用，實現由主要依靠人工到主要利用機械化設備進行自動化控制的轉變，既能降低工人勞動強度、安全風險，又能大幅度提高生產效率、節約成本，有利于增強汽車拆解企業的盈利能力和拆解模式的轉變，對行業升級轉型具有重大意義。

3 汽車拆解現狀

報廢汽車拆解行業總體技術水平落后既有歷史原因，也有社會、經濟的限制，又有行業其他條件的限制，主要表現在規模管理、作業方式、回收效率、二次污染、場地條件等方面。

行業大多數企業限于回收地域問題，回收規模較小，對小規模企業的管理相對松散。由于經濟價值的影響，常常簡單地在簡陋的拆解場地上開放操作，臨時工為主要從業人員，技術人員偏少，汽車專業技術人員留不住，企業業務和技術水平難以積累發展，造成整體素質偏低。在近幾年國家開展行業升級改造后，多數企業才有了操作車間和廠房，而不是在存放零部件的工棚工作。

手工拆解和手工氣割作為曾經的主流拆解方式，作業粗放，很多企業沒有配置專用的拆解設備，機械化程度低，使用簡單的半自動剪切機、吊車、叉車等設備作為輔助生產工具，需要進行設備集成，以適應自動化流水操作。

目前，國內報廢汽車回收率還不高，對可再生的零部件的確認技術標準尚不完善，進行歸類、整理、整修等工作時不規范，大多數回收拆解企業的業務水平有待提升。

汽車拆解容易產生二次環境污染。污染物包括難以回收的塑料海綿類固體廢棄物，傳統的廢棄塑料海綿主要的處置方法是填埋法，其會占用土地并污染土壤，危害很大；對其不正當的焚燒處理會產生大量的有毒有害氣體，嚴重污染大氣；其他廢礦物油、廢溶劑、潤滑油、剩余燃油、蓄電池等危廢也會造成水污染、鉛污染和酸污染等。

拆解場地沒有做防滲處理，拆解分區不明確，操作過程不規范，對不易處理的材料，比如塑料、橡膠、廢油等廢物料的處理隨意性大；隨意堆放、傾倒、燃燒垃圾，甚至滲入地下，嚴重污染了土壤和地下水資源；如果不對汽車空調中的氟利昂進行無害化處理，將極大地危害環境。

通過采用報廢汽車拆解流水線，規范化管理場地設備及拆解物料，可以克服上述缺陷。

4 技術方案

4.1 報廢汽車綠色拆解的技術工藝流程

傳統報廢汽車拆解企業以廢鋼資源為主，兼有少量報廢汽車回用件銷售，報廢車輛拆解采用堆場拆解方式，工藝過程憑經驗進行。針對傳統報廢汽車回收拆解作業方式的不足，從有利于加強拆解過程污染控制、開展再制造坯料業務的目標出發，根據中國國情和回收拆解行業企業特點，報廢汽車綠色拆解設計按照以下工藝流程進行：①報廢汽車進場檢查、稱重、信息登記。②進行環保預處理。引爆安全氣囊后進入油液收集，排空和收集燃油、發動機油、變速器油、動力轉向油、差速器油、制動液、制冷劑，之后拆卸蓄電池。③按工序和拆解計劃拆卸可直接再使用的零部件后再使用，

拆卸可再制造坯料后再制造。④按工序和拆解計劃拆卸內外飾件，拆卸發動機、變速箱。⑤按工序和拆解計劃拆卸包含有毒物質的部件并分類放入危廢存儲箱和場地。⑥按工序和拆解計劃拆卸催化轉化器及消聲器、倒車雷達及電子控制模塊并分類利用。⑦按工序和拆解計劃拆卸轉向鎖總成、停車裝置并分類利用。⑧按工序和拆解計劃拆卸有色金屬部件、塑料部件、橡膠部件及玻璃等并分類利用處理。⑨切割大型部件并分類。⑩再制造坯料熱清潔處理。包括運用高溫分解清潔處理技術，在不對零件產生損傷的前提下，高效環保地清除發動機缸體、缸蓋等再制造坯料的表面污物。

4.2 報廢汽車拆解流水線關鍵技術

報廢汽車拆解流水線，包括主線及總成分拆線；主線包括順序布置的環保預處理及地面拆解線、空中底盤拆解線及地面完成線。

4.2.1 總體介紹

整條生產線采用先進的自動化物流系統。環保預處理及地面拆解線與空中底盤拆解線之間、空中底盤拆解線與地面完成線之間分別設置有轉接工位；環保預處理及地面拆解線采用雙板鏈結構，所述空中底盤拆解線采用EMS自行小車式輸送結構，地面完成線采用雙板鏈結構；總成分拆線包括車門分拆線、儀表板分拆線、車懸架分拆線及發動機副車架分拆線，分別采用積放式機動輥道輸送結構。其中，車門分拆線、儀表板分拆線、車懸架分拆線及發動機副車架分拆線分別位于主線的兩側。

4.2.2 環保預處理及地面拆解線

環保預處理和部件拆解線包括環保預處理段和部件拆解段。該結構主要由輸送系統、面板及蓋板、軌道及軌架、鏈條、頂升臺、車身支撐等組成。輸送系統采用單機驅動，設有驅動裝置和張緊裝置，驅動站采用減速機直聯變頻電機。輸送板上設有車身支撐，叉車或其他頂升裝置將車放置在支撐上，支撐架形式采用固定式并滿足所需各種車型。該輸送線可設置手動與自動切換。在手動狀態下，可分別進行點動和連續運行的操作。

4.2.3 空中輸送線

空中底盤拆解線采用EMS自行小車方式，用于完成退役乘用車底盤部分零件與總成的拆解及輸送。輸送系統全線運行車組行走速度控制采用變頻調速，整體結構設備主要由驅動車組吊具、升降裝置、軌道、滑觸線、維修道岔和鋼結構等組成。輸送設備采用設有壓緊裝置的門式可開合吊臂結構并由電動葫蘆提供升降驅動，與地面板鏈線重合段同步運行，吊臂形式采用可打開式并滿足所需各種車型，同時考慮抱起車體時與吊臂的配合過程。

為了配合運行，還包括隨行頂升裝置，其底部設有導向輪，導向輪與輸送導軌配合，沿輸送導軌運動。此承接裝置循環運行且與空中線工作站同步，承載裝置在拆解線外的路線上還需設計工作站，以便進行總成的拆解工作。隨后拆解的總成由承載裝置送上總成輸送線，然后承載裝置返回空中線繼續承接總成作業。

4.2.4 地面完成線

本文提供的報廢汽車拆解流水線設備還包括雙板鏈地面完成線，所述雙板鏈地面完成線是由空中線吊臂隨行后將車體放置在板鏈支撐上。板鏈支撐保證車體底部距地面高度0.25 m，支撐架形式采用固定式，滿足各種車型，同時需要考慮放置車體時與支撐架的配合度。

4.2.5 拆解工位（總成拆解線）

拆解工位包括車門總成拆解線、儀表板總成拆解線、發動機副車架總成拆解線、車懸架總成拆解線。各總成拆解線采用輥道輸送方式，分為拆解段和空托盤返回段。輸送線的上層為拆解段，采用積放輥道連續輸送的工作方式完成總成的分拆和輸送，其兩端設有升降裝置完成托盤的轉換工作。總成拆解線下層積放輥道完成空托盤的返回。工藝托盤有合理的操作空間和接近性，符合人機工程學要求，滿足總成的工藝拆解要求。輸送線上、下層設置接油盤，便于污油的收集，在各個工位設置停線按扭及警示燈。

5 結語

本文研究的報廢汽車柔性拆解流水線設備，除了可以采用雙板鏈，還可以采用自動滑板或單板輸送等方式配置地面輸送，輸送待拆解汽車至不同的拆解工位；空中式輸送除了采用EMS單軌小車，還可以采用摩擦系統；配合采用隨行承接、移載裝置，便于對報廢汽車底盤拆解作業以及對總成件的移載分拆都實現自動化生產。通過合理的仿真分析和模擬技術手段的實施，在拆解技術水平參差不齊的情況下，采用模糊算法應對報廢汽車市場的變化，使報廢汽車的回收利用更加綠色，最大限度地減少企業的風險和環境壓力，真正實現“再生資源”。

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F426.471

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.12.038

2095－6835（2020）12－0090－02

李國威（1977—），男，遼寧人，博士，高級工程師，研究方向為環保裝備、循環經濟等。

〔編輯：張思楠〕