报废汽车绿色柔性拆解生产线及设备的研究

李国威，张海峰

报废汽车绿色柔性拆解生产线及设备的研究

李国威1，张海峰2

（1.清华苏州环境创新研究院，江苏 苏州 215163；2.天奇自动化工程股份有限公司，江苏 无锡 214000）

报废汽车绿色柔性拆解生产线包括主线及总成分拆线。通过线上、线下环保预处理作业的结合，配合后续拆解节拍要求，空中和地面线体分别采用不同输送设备和拆解方式，设计柔性生产线结构，用不同的自动化线体和设备组合设计实现拆解汽车连续作业，通过混流算法、模糊算法进行柔性配置提高生产效率。

报废汽车；绿色拆解；流水线；手工拆解

1 引言

近十几年来，中国汽车保有量大幅增长，产销量连续多年达到2 000万辆左右，同时报废量快速增加，各类拆解废油液、废电瓶和重金属等处理以及二次污染也给环境带来巨大压力。为了资源化利用未来每年800万辆以上的各类报废汽车，改变现有低效率生产拆解方式，有必要对汽车拆解流水线装备系统做高效、绿色、深度三方面的提升，研究开发出满足零部件高附加值再利用条件、与再制造需求相适应，并与资源化相关联的成套关键技术与装备，不断在应用与示范中推动中国汽车业回收再利用新兴产业的发展。

2 报废汽车绿色柔性拆解生产线

在环保要求日益提高的情况下，报废汽车绿色柔性拆解生产线将加快替代传统作业方式和经营模式，在报废汽车拆解过程中控制污染，开发资源化利用，实现由主要依靠人工到主要利用机械化设备进行自动化控制的转变，既能降低工人劳动强度、安全风险，又能大幅度提高生产效率、节约成本，有利于增强汽车拆解企业的盈利能力和拆解模式的转变，对行业升级转型具有重大意义。

3 汽车拆解现状

报废汽车拆解行业总体技术水平落后既有历史原因，也有社会、经济的限制，又有行业其他条件的限制，主要表现在规模管理、作业方式、回收效率、二次污染、场地条件等方面。

行业大多数企业限于回收地域问题，回收规模较小，对小规模企业的管理相对松散。由于经济价值的影响，常常简单地在简陋的拆解场地上开放操作，临时工为主要从业人员，技术人员偏少，汽车专业技术人员留不住，企业业务和技术水平难以积累发展，造成整体素质偏低。在近几年国家开展行业升级改造后，多数企业才有了操作车间和厂房，而不是在存放零部件的工棚工作。

手工拆解和手工气割作为曾经的主流拆解方式，作业粗放，很多企业没有配置专用的拆解设备，机械化程度低，使用简单的半自动剪切机、吊车、叉车等设备作为辅助生产工具，需要进行设备集成，以适应自动化流水操作。

目前，国内报废汽车回收率还不高，对可再生的零部件的确认技术标准尚不完善，进行归类、整理、整修等工作时不规范，大多数回收拆解企业的业务水平有待提升。

汽车拆解容易产生二次环境污染。污染物包括难以回收的塑料海绵类固体废弃物，传统的废弃塑料海绵主要的处置方法是填埋法，其会占用土地并污染土壤，危害很大；对其不正当的焚烧处理会产生大量的有毒有害气体，严重污染大气；其他废矿物油、废溶剂、润滑油、剩余燃油、蓄电池等危废也会造成水污染、铅污染和酸污染等。

拆解场地没有做防渗处理，拆解分区不明确，操作过程不规范，对不易处理的材料，比如塑料、橡胶、废油等废物料的处理随意性大；随意堆放、倾倒、燃烧垃圾，甚至渗入地下，严重污染了土壤和地下水资源；如果不对汽车空调中的氟利昂进行无害化处理，将极大地危害环境。

通过采用报废汽车拆解流水线，规范化管理场地设备及拆解物料，可以克服上述缺陷。

4 技术方案

4.1 报废汽车绿色拆解的技术工艺流程

传统报废汽车拆解企业以废钢资源为主，兼有少量报废汽车回用件销售，报废车辆拆解采用堆场拆解方式，工艺过程凭经验进行。针对传统报废汽车回收拆解作业方式的不足，从有利于加强拆解过程污染控制、开展再制造坯料业务的目标出发，根据中国国情和回收拆解行业企业特点，报废汽车绿色拆解设计按照以下工艺流程进行：①报废汽车进场检查、称重、信息登记。②进行环保预处理。引爆安全气囊后进入油液收集，排空和收集燃油、发动机油、变速器油、动力转向油、差速器油、制动液、制冷剂，之后拆卸蓄电池。③按工序和拆解计划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按工序和拆解计划拆卸内外饰件，拆卸发动机、变速箱。⑤按工序和拆解计划拆卸包含有毒物质的部件并分类放入危废存储箱和场地。⑥按工序和拆解计划拆卸催化转化器及消声器、倒车雷达及电子控制模块并分类利用。⑦按工序和拆解计划拆卸转向锁总成、停车装置并分类利用。⑧按工序和拆解计划拆卸有色金属部件、塑料部件、橡胶部件及玻璃等并分类利用处理。⑨切割大型部件并分类。⑩再制造坯料热清洁处理。包括运用高温分解清洁处理技术，在不对零件产生损伤的前提下，高效环保地清除发动机缸体、缸盖等再制造坯料的表面污物。

4.2 报废汽车拆解流水线关键技术

报废汽车拆解流水线，包括主线及总成分拆线；主线包括顺序布置的环保预处理及地面拆解线、空中底盘拆解线及地面完成线。

4.2.1 总体介绍

整条生产线采用先进的自动化物流系统。环保预处理及地面拆解线与空中底盘拆解线之间、空中底盘拆解线与地面完成线之间分别设置有转接工位；环保预处理及地面拆解线采用双板链结构，所述空中底盘拆解线采用EMS自行小车式输送结构，地面完成线采用双板链结构；总成分拆线包括车门分拆线、仪表板分拆线、车悬架分拆线及发动机副车架分拆线，分别采用积放式机动辊道输送结构。其中，车门分拆线、仪表板分拆线、车悬架分拆线及发动机副车架分拆线分别位于主线的两侧。

4.2.2 环保预处理及地面拆解线

环保预处理和部件拆解线包括环保预处理段和部件拆解段。该结构主要由输送系统、面板及盖板、轨道及轨架、链条、顶升台、车身支撑等组成。输送系统采用单机驱动，设有驱动装置和张紧装置，驱动站采用减速机直联变频电机。输送板上设有车身支撑，叉车或其他顶升装置将车放置在支撑上，支撑架形式采用固定式并满足所需各种车型。该输送线可设置手动与自动切换。在手动状态下，可分别进行点动和连续运行的操作。

4.2.3 空中输送线

空中底盘拆解线采用EMS自行小车方式，用于完成退役乘用车底盘部分零件与总成的拆解及输送。输送系统全线运行车组行走速度控制采用变频调速，整体结构设备主要由驱动车组吊具、升降装置、轨道、滑触线、维修道岔和钢结构等组成。输送设备采用设有压紧装置的门式可开合吊臂结构并由电动葫芦提供升降驱动，与地面板链线重合段同步运行，吊臂形式采用可打开式并满足所需各种车型，同时考虑抱起车体时与吊臂的配合过程。

为了配合运行，还包括随行顶升装置，其底部设有导向轮，导向轮与输送导轨配合，沿输送导轨运动。此承接装置循环运行且与空中线工作站同步，承载装置在拆解线外的路线上还需设计工作站，以便进行总成的拆解工作。随后拆解的总成由承载装置送上总成输送线，然后承载装置返回空中线继续承接总成作业。

4.2.4 地面完成线

本文提供的报废汽车拆解流水线设备还包括双板链地面完成线，所述双板链地面完成线是由空中线吊臂随行后将车体放置在板链支撑上。板链支撑保证车体底部距地面高度0.25 m，支撑架形式采用固定式，满足各种车型，同时需要考虑放置车体时与支撑架的配合度。

4.2.5 拆解工位（总成拆解线）

拆解工位包括车门总成拆解线、仪表板总成拆解线、发动机副车架总成拆解线、车悬架总成拆解线。各总成拆解线采用辊道输送方式，分为拆解段和空托盘返回段。输送线的上层为拆解段，采用积放辊道连续输送的工作方式完成总成的分拆和输送，其两端设有升降装置完成托盘的转换工作。总成拆解线下层积放辊道完成空托盘的返回。工艺托盘有合理的操作空间和接近性，符合人机工程学要求，满足总成的工艺拆解要求。输送线上、下层设置接油盘，便于污油的收集，在各个工位设置停线按扭及警示灯。

5 结语

本文研究的报废汽车柔性拆解流水线设备，除了可以采用双板链，还可以采用自动滑板或单板输送等方式配置地面输送，输送待拆解汽车至不同的拆解工位；空中式输送除了采用EMS单轨小车，还可以采用摩擦系统；配合采用随行承接、移载装置，便于对报废汽车底盘拆解作业以及对总成件的移载分拆都实现自动化生产。通过合理的仿真分析和模拟技术手段的实施，在拆解技术水平参差不齐的情况下，采用模糊算法应对报废汽车市场的变化，使报废汽车的回收利用更加绿色，最大限度地减少企业的风险和环境压力，真正实现“再生资源”。

［1］陈铭.中国报废汽车的回收利用技术创新与产业发展［J］.汽车与配件，2014（50）：46-47.

［2］张春亮，陈铭.基于拆解难度和模糊聚类的泛化报废汽车拆解成本预测［J］.中国机械工程，2019（7）：840-845.

［3］蒋波，周自强.国内外报废汽车拆解回收技术和行业现状［J］.常州工学院学报，2019，3（3）：14-20.

［4］王元荪.报废汽车拆解流水线［J］.再生资源与循环经济，2019（6）：45.

［5］王雷，解鹏.报废汽车拆解现状及工艺探讨［J］.资源再生，2016（4）：48-51.

F426.471

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.12.038

2095－6835（2020）12－0090－02

李国威（1977—），男，辽宁人，博士，高级工程师，研究方向为环保装备、循环经济等。

〔编辑：张思楠〕