工程機械結構損傷的膠粘修復技術

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了工程機械結構損傷的膠粘修復技術范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：隨著我國各種土建工程項目越來越多，施工建設過程中施工單位因操作不當或保養維護不當，導致很多工程機械出現結構性損傷；利用再制造膠粘修復技術對其進行修復再制造，能減少相關企業在工程機械方面的成本，從而提高經營效益。但目前，我國再制造技術方面研究較多，而對于再制造膠粘修復技術研究較少。基于此，著重探究工程機械結構損傷再制造膠粘修復技術，以供相關企業參考。

關鍵詞：工程機械結構損傷修復

1再制造技術簡介

再制造技術就是對處于壽命周期內的舊機械結構進行分解或清洗，將其中損傷部件進行修復或重新裝配，然后通過合理、有效的試驗手段進行驗證，最后通過這種手段再次制造機械，在結構性能與可靠性方面達到或者接近原制造精度。相較于新品制造，再制造產品能夠節省一半以上成本，同時還能減少60%能源消耗和70%原材料消耗，而且幾乎不產生固體廢物，所以再制造產業發展前景十分廣闊。工程機械是一種使用在土石方施工工程、路面建設與養護、流動式起重裝卸作業和各種建筑工程所需的綜合性機械化施工工程所必需的機械裝備。從其工作內容來看，工程機械工作環境十分復雜，其金屬結構承受著復雜的交變載荷，這很容易導致工程機械在全壽命周期內發生疲勞性損傷，導致出現結構損傷，在其表面或內部出現裂紋。這些含有疲勞性裂紋的損傷結構，會成為該工程機械薄弱環節，如果不對其進行再制造修復，就會出現生產事故；而通過再制造膠粘修復，借助特殊膠層中膠粘界面，將工程機械結構損傷部位所承受載荷傳遞給補片，能有效應對施工中應力集中現象，從而延緩該工程機械結構損傷生長，提升其整體結構強度與承載能力，進而延長工作壽命周期。

2工程機械結構損傷的再制造的意義分析

指出人與自然是生命共同體，而我國要建成人與自然和諧共生的社會主義現代化。為此，提出了綠色發展理念。在新時期新時代下，既引導社會經濟健康發展，又兼顧生態環境保護，實現經濟與環境和諧發展，實現產業綠色發展就成為我國各行各業共同的發展目標。在上文已經說過，對工程機械進行再制造，能節省50%的成本，同時還能減少60%的能源消耗和70%的原材料消耗，而且幾乎不產生固體廢物。因此，工程機械結構損傷再制造就具有如下幾點重要意義。

2.1節能環保

工程機械大都是重型裝備，構件結構比較復雜，成本較高，如果購買新的會造成企業成本增高，而采用再制造技術不僅會節約大量成本，還能提高資源利用率。以汽車再制造為例，根據相關部門統計數據顯示，制造一輛新車在能耗方面幾乎超過再制造的10倍以上，而通過再制造能將汽車原本發動機價值提升80%以上。同時，再制造幾乎不產生固體廢物，對環境污染程度會降低30%以上。因此，對工程機械進行再制造具有節能環保的顯著特點。

2.2增加效益

我國自2005年應用再制造技術以來，經過十多年探索，在再制造方面已經取得了巨大成就，如工程機械再制造成本不到新品制造一半，且有巨大提升空間。此外，在能源消耗和原材料消耗上也能節約一半以上，有效提高相關企業經濟效益。

3工程機械結構損傷分析

工程機械金屬結構出現損傷，主要包括變形、裂紋、磨損、腐蝕以及連接失效。本文所研究的主要是裂紋類結構損傷，這種結構損傷一般分為軋制裂紋、焊接裂紋與疲勞裂紋。在實際工程作業中，因金屬結構裂紋導致工程機械金屬結構斷裂而造成的事故具有極大危害性。例如起重機械的主受力構件一旦出現裂紋，并逐漸擴展，就會造成起重機械承載能力不斷下降，并造成局部失穩，嚴重時甚至會出現整機傾覆現象，造成重大安全生產事故。

4工程機械結構損傷再制造膠粘修復技術分析

當前，在工程機械結構損傷再制造膠粘修復技術中，主要由兩種形式構成：第一，復合材料制成的補片；第二，膠粘劑。針對不同類型、不同幾何形態的裂紋，修復作業人員應采用不同的復合材料補片以及膠粘劑。目前，在工程機械結構損傷再制造膠粘修復中，使用的復合材料補片主要有硼/環氧樹脂、碳/環氧樹脂和玻璃纖維材料，其中，硼/環氧樹脂補片對于工程機械表面裂紋修復的效果最優越，比碳/環氧樹脂及玻璃纖維分別高出3%～5%左右；而且，硼的預浸料是單向的，帶有一層纖細的聚酯纖維織品材料，能強化補片材料強度。例如，硼纖—環氧樹脂和硼纖維—鋁這兩種復合材料，在飛機及航天航空中因具有良好的力學性能、彈性模量與剪切模量，能承受更多膠層傳遞載荷而得到廣泛應用。在工程機械結構損傷再制造膠粘修復中，使用硼/環氧樹脂材料補片能有效提高結構損傷部位力學性能，從而延長工程機械工作壽命周期。

5再制造膠粘技術的優勢分析

在工程機械再制造中，傳統方法一般是采用螺接、鉚接或焊接手段，但這幾種手段較膠粘修復技術而言，都存在或多或少不足。接下來，本文就詳細分析膠粘修復技術較上述三種傳統再制造手段的顯著優勢。

5.1修復作業周期更短

對工程機械進行再制造膠粘修復，作業人員只需要根據施工企業提供的結構損傷裂紋參數、載荷類型與實際工況設計修復方案，然后選擇相應參數與力學性能補片與膠粘劑即可。而且，補片和膠粘劑都便于攜帶，到了施工現場，修復作業人員只需要采用微波固化工藝就可以對工程機械結構損傷部位進行修復，所使用時間很短，所以再制造膠粘修復技術較傳統三種修復技術作業周期更短。

5.2修復作業效果更好

因為補片材料與膠粘劑都屬于柔性材料，對工程機械受損傷部位進行二次共固化，能在很大程度上調整補片形狀，使其從容應對工程機械損傷結構表面復雜曲面；而且這種復合材料制作補片，具有極強的力學性能，在抗拉和抗剪切強度方面具有良好性能，借助相應膠粘劑將其與損傷結構粘和在一起，能提高結構損傷部位承載能力。另外，借助膠粘修復技術，不需要像傳統修復工藝對工程機械進行打眼螺接、鉚接或焊接，所以不會形成新的應力集中現象，這樣就極大地提高了工程機械損傷結構抗疲勞性，延長了該工程機械工作壽命。此外，符合材料補片密度較小，具有較高的強度和剛度，同時還具有耐酸堿、抗油與抗水的顯著特點，能有效抵御復雜工況下施工環境對機械的腐蝕。

5.3對再制造修復結構進行智能監測

當前，在對工程機械損傷結構進行再制造膠粘修復時，修復作業人員在復合材料制成的補片中添加了碳納米管，這樣一來，補片就具有了更好的導電性與導熱性；將其粘合在工程機械損傷結構部位，當產生破損時，其中添加的碳納米管會隨之產生一定破損，工作人員只需要觀察補片導電率信號變化情況，就可以監測到補片完整性及發生破損位置；然后提取該位置應力變化信息，就可對其進行相應處理，從而提高工程機械結構安全性。

6結語

隨著我國城市化建設進程加快，各種土建工程不斷開工建設，使得我國工程機械保有量不斷上漲，但其中很大一部分工程機械都或多或少存在著一定結構損傷，影響到了這些機械正常使用。采用再制造膠粘修復技術對其進行修復處理，能有效提高工程機械結構損傷部位承載能力及抗疲勞性，從而延長工程機械工作壽命。本文系統闡述了再制造膠粘修復技術在工程機械結構損傷方面的應用和作用，僅為筆者個人淺見，希望能對相關企業工程機械再制造膠粘修復工作提供參考。

參考文獻

[1]王子朋，殷晨波，徐歡.金屬損傷結構的再制造膠粘修復技術研究[J].機械制造與自動化，2019，（1）：39-41.

[2]周丹，高鑫，易利祥，等.面向低拆解損傷需求的過盈配合優化設計[J].機械設計與制造，2019，（2）：211-213.

[3]錢正春，黃海鴻，韓剛，等.面向再制造的金屬磁記憶檢測技術研究綜述及工程應用案例[J].機械工程學報，2018，（17）：235-235.

作者：馮國平 單位：浙江銘仕興新暖通科技有限公司