Lecture11可持續(xù)設(shè)計4-使用拆卸回收

1、1化工設(shè)備可持續(xù)性設(shè)計的主要方面化工設(shè)備可持續(xù)性設(shè)計的主要方面n節(jié)約資源，節(jié)約能源，減少廢棄物污染物節(jié)約資源，節(jié)約能源，減少廢棄物污染物n化工設(shè)備和普通機械設(shè)備的差別化工設(shè)備和普通機械設(shè)備的差別n化工設(shè)備節(jié)能化工設(shè)備節(jié)能n化工設(shè)備使用過程的安全性化工設(shè)備使用過程的安全性2第十一講第十一講機械設(shè)備面向使用、拆卸、機械設(shè)備面向使用、拆卸、回收的設(shè)計回收的設(shè)計3面向使用的設(shè)計面向使用的設(shè)計200sin1FWWWAvWAv：汽車質(zhì)量：滾動阻力系數(shù)：傾斜角：加速度：等價旋轉(zhuǎn)質(zhì)量比：空氣阻力系數(shù)：迎風(fēng)面積：車速減量化設(shè)計減量化設(shè)計 以汽車為例以汽車為例汽車行駛必須克服多種阻力：汽車行駛必須克服多種阻力：n

2、除空氣阻力外的其余三項除空氣阻力外的其余三項均與整車的質(zhì)量成正比。均與整車的質(zhì)量成正比。n降低整車質(zhì)量，有利于節(jié)降低整車質(zhì)量，有利于節(jié)能、排放、安全性能、排放、安全性n材料、結(jié)構(gòu)、加工工藝材料、結(jié)構(gòu)、加工工藝5汽車的結(jié)構(gòu)減量化設(shè)計汽車的結(jié)構(gòu)減量化設(shè)計n結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計：在確保性能和功能的前提下，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計：在確保性能和功能的前提下，消除無用材，尋求零部件壁厚的減薄、數(shù)量的消除無用材，尋求零部件壁厚的減薄、數(shù)量的精簡和結(jié)構(gòu)的整體化、合理化。精簡和結(jié)構(gòu)的整體化、合理化。n研究發(fā)現(xiàn)，生物增長載體（如骨骼、樹木等）研究發(fā)現(xiàn)，生物增長載體（如骨骼、樹木等）會避免應(yīng)力集中，并始終試圖增長為在一種標(biāo)會避免應(yīng)力

3、集中，并始終試圖增長為在一種標(biāo)準(zhǔn)載荷作用下表現(xiàn)為均勻表面應(yīng)力的形狀。準(zhǔn)載荷作用下表現(xiàn)為均勻表面應(yīng)力的形狀。n可借助形狀的變異來降低峰值或是使應(yīng)力分布可借助形狀的變異來降低峰值或是使應(yīng)力分布均勻化，具體做法是向承受高負(fù)荷的部位儲存均勻化，具體做法是向承受高負(fù)荷的部位儲存材料，而從承受低負(fù)荷的部位取出材料。材料，而從承受低負(fù)荷的部位取出材料。n零件的形狀將按照避免出現(xiàn)應(yīng)力高峰并使應(yīng)力零件的形狀將按照避免出現(xiàn)應(yīng)力高峰并使應(yīng)力分布均勻來設(shè)計。分布均勻來設(shè)計。水箱散熱器支架優(yōu)化前后應(yīng)力分布及變形情況水箱散熱器支架優(yōu)化前后應(yīng)力分布及變形情況汽車的結(jié)構(gòu)減量化設(shè)計汽車的結(jié)構(gòu)減量化設(shè)計原始設(shè)計原始設(shè)計優(yōu)化設(shè)計優(yōu)

4、化設(shè)計變化變化最大變形（最大變形（mm）0.60.29減小減小52%最大應(yīng)力（最大應(yīng)力（MPa）19068減小減小64%質(zhì)量（質(zhì)量（g）11976減小減小31%原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化拓?fù)鋬?yōu)化變化變化質(zhì)量質(zhì)量(Kg)0.52370.4409下降下降15.8%位移位移(mm)1.0391.025下降下降1.3%車門鉸鏈優(yōu)化汽車的結(jié)構(gòu)減量化設(shè)計汽車的結(jié)構(gòu)減量化設(shè)計8線圈彈簧如果充分設(shè)置端部磨平圈且圈線圈彈簧如果充分設(shè)置端部磨平圈且圈數(shù)較多的話，按常理，壓縮力可施加到數(shù)較多的話，按常理，壓縮力可施加到中心軸上。中心軸上。但最近出現(xiàn)端部磨平圈及圈數(shù)均減少的但最近出現(xiàn)端部磨平圈及圈數(shù)均減少的趨勢，因此承

5、受壓縮力的軸逐漸偏離了趨勢，因此承受壓縮力的軸逐漸偏離了線圈的中心。受力軸偏離中心，就會出線圈的中心。受力軸偏離中心，就會出現(xiàn)軸與線材的距離有遠有近的地方。近現(xiàn)軸與線材的距離有遠有近的地方。近的地方會受到較大的應(yīng)力，而遠的地方的地方會受到較大的應(yīng)力，而遠的地方會受到較小的應(yīng)力。如果線材的直徑固會受到較小的應(yīng)力。如果線材的直徑固定的話，遠的地方可能就不會承受達到定的話，遠的地方可能就不會承受達到材料極限的應(yīng)力，線材就會出現(xiàn)浪費。材料極限的應(yīng)力，線材就會出現(xiàn)浪費。因此，該設(shè)計對線材的直徑采取了有粗因此，該設(shè)計對線材的直徑采取了有粗有細(xì)的設(shè)計。原來產(chǎn)品的直徑固定為有細(xì)的設(shè)計。原來產(chǎn)品的直徑固定為15

6、.8mm，而新設(shè)計將細(xì)的地方設(shè)定為，而新設(shè)計將細(xì)的地方設(shè)定為12.0mm，將粗的地方設(shè)定為，將粗的地方設(shè)定為16.4mm，由此重量從由此重量從3.07kg減輕到減輕到2.60kg。 鋁合金鋁合金鍛造輪轂鍛造輪轂已經(jīng)很已經(jīng)很輕了，但根據(jù)寶馬的輕輕了，但根據(jù)寶馬的輕量化要求，寶馬的未來量化要求，寶馬的未來輪轂將設(shè)計成中空型，輪轂將設(shè)計成中空型，在其中注入硅化物泡沫，在其中注入硅化物泡沫，在減輕重量的同時保持在減輕重量的同時保持輪轂的堅硬輪轂的堅硬。 10使用空心材料的螺旋使用空心材料的螺旋彈簧彈簧摩托摩托車車用用 汽汽車車用用 11減量化設(shè)計減量化設(shè)計n減少零件數(shù)量，簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)減少零件數(shù)量，簡化

7、產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 例如：采用卡扣式連接方式例如：采用卡扣式連接方式卡扣式結(jié)構(gòu)卡扣式結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點的優(yōu)缺點卡扣式結(jié)構(gòu)主要卡扣式結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于塑料件與應(yīng)用于塑料件與塑料件之間、塑塑料件之間、塑料件與金屬件之料件與金屬件之間的連接。間的連接?？凼浇Y(jié)構(gòu)目前卡扣式結(jié)構(gòu)目前廣泛應(yīng)用于汽車廣泛應(yīng)用于汽車和電器領(lǐng)域。和電器領(lǐng)域。13改變加工方法實現(xiàn)減量改變加工方法實現(xiàn)減量激光焊激光焊：激光束發(fā)散度極小，能量密度極大，：激光束發(fā)散度極小，能量密度極大，當(dāng)激光束焦點靠近工件時，工件會在幾毫秒內(nèi)當(dāng)激光束焦點靠近工件時，工件會在幾毫秒內(nèi)熔化，從而將不同厚度、不同材質(zhì)及不同表面熔化，從而將不同厚度、不同材質(zhì)及不同表面狀態(tài)的鋼板

8、焊接在一起，以滿足零部件對材料狀態(tài)的鋼板焊接在一起，以滿足零部件對材料性能的不同要求。性能的不同要求。激光拼焊激光拼焊根據(jù)汽車前縱梁（車輛正面碰撞的主要吸能件）功能根據(jù)汽車前縱梁（車輛正面碰撞的主要吸能件）功能的需要，將兩塊不同厚度、不同材料的鋼板拼焊成一的需要，將兩塊不同厚度、不同材料的鋼板拼焊成一塊內(nèi)板毛坯，然后沖壓成型。塊內(nèi)板毛坯，然后沖壓成型。例如：前端選取屈服強度較低的材料，以達到較大的例如：前端選取屈服強度較低的材料，以達到較大的潰縮變形；后端適當(dāng)增加鋼板厚度或選取屈服強度較潰縮變形；后端適當(dāng)增加鋼板厚度或選取屈服強度較高的材料，以達到較高的強度。高的材料，以達到較高的強度。面向使

9、用的節(jié)省資源設(shè)計面向使用的節(jié)省資源設(shè)計n減少產(chǎn)品輔助資源消耗減少產(chǎn)品輔助資源消耗均衡壽命設(shè)計均衡壽命設(shè)計n組成產(chǎn)品的各個零部件的壽命如不相匹配，則可組成產(chǎn)品的各個零部件的壽命如不相匹配，則可能造成資源浪費；能造成資源浪費；n均衡壽命設(shè)計：根據(jù)零部件的工作環(huán)境，采取合均衡壽命設(shè)計：根據(jù)零部件的工作環(huán)境，采取合理措施，使產(chǎn)品的零部件之間或零件不同部位之理措施，使產(chǎn)品的零部件之間或零件不同部位之間具有相等的或成倍數(shù)的壽命。間具有相等的或成倍數(shù)的壽命。n例：為使機床傳動系統(tǒng)從輸入端（電機）到輸出例：為使機床傳動系統(tǒng)從輸入端（電機）到輸出端各零部件的壽命相匹配，應(yīng)為各零部件選擇合端各零部件的壽命相匹配，

10、應(yīng)為各零部件選擇合理的齒輪模數(shù)、齒面寬度、軸徑等理的齒輪模數(shù)、齒面寬度、軸徑等n采用合理的結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計實現(xiàn)壽命均衡：采用合理的結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計實現(xiàn)壽命均衡：通過優(yōu)化設(shè)計增強零件易斷裂的薄弱部位；通過優(yōu)化設(shè)計增強零件易斷裂的薄弱部位；采取措施提高易磨損部位的耐磨性；采取措施提高易磨損部位的耐磨性；轉(zhuǎn)移、均化或極小化造成壽命縮短的主動載荷轉(zhuǎn)移、均化或極小化造成壽命縮短的主動載荷模塊化設(shè)計模塊化設(shè)計n對一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、對一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進行功能分析；不同規(guī)格的產(chǎn)品進行功能分析；n劃分并設(shè)計出一系列功能模塊；劃分并設(shè)計出一系列功能模塊；模塊化設(shè)

11、計的目的模塊化設(shè)計的目的n解決產(chǎn)品品種規(guī)格、設(shè)計制造周期和生產(chǎn)成解決產(chǎn)品品種規(guī)格、設(shè)計制造周期和生產(chǎn)成本之間的矛盾；本之間的矛盾；n產(chǎn)品快速更新?lián)Q代；產(chǎn)品快速更新?lián)Q代；n提高產(chǎn)品質(zhì)量；提高產(chǎn)品質(zhì)量；n方便維修；方便維修；n有利于產(chǎn)品廢棄后的拆卸回收；有利于產(chǎn)品廢棄后的拆卸回收；n將產(chǎn)品中對環(huán)境或人體有害的部分，使用壽將產(chǎn)品中對環(huán)境或人體有害的部分，使用壽命相近的部分等，集成在同一模塊中，便于命相近的部分等，集成在同一模塊中，便于拆卸回收和維護更換。拆卸回收和維護更換。模塊劃分準(zhǔn)則模塊劃分準(zhǔn)則 零件合并零件合并n通過將某些零件合并為一個新的零件，可以通過將某些零件合并為一個新的零件，可以將零件間

12、的功能、信息和物質(zhì)等交互作用轉(zhuǎn)將零件間的功能、信息和物質(zhì)等交互作用轉(zhuǎn)化為零件內(nèi)部的交互作用，達到節(jié)約材料和化為零件內(nèi)部的交互作用，達到節(jié)約材料和便于廢棄后的重用、回收與處理的目的。便于廢棄后的重用、回收與處理的目的。產(chǎn)品工作過程中，零件相互接觸，無相對運動產(chǎn)品工作過程中，零件相互接觸，無相對運動且有剛性連接；且有剛性連接；零件使用同一種材料，或改進后可以使用同種零件使用同一種材料，或改進后可以使用同種材料；材料；零件合并后不會影響到產(chǎn)品的裝配與拆卸性能零件合并后不會影響到產(chǎn)品的裝配與拆卸性能模塊劃分準(zhǔn)則模塊劃分準(zhǔn)則 功能功能n通過識別零件間相互作用的種類與大小，基通過識別零件間相互作用的種類與

13、大小，基于產(chǎn)品功能將其劃分到不同的模塊中：于產(chǎn)品功能將其劃分到不同的模塊中：結(jié)構(gòu)交互準(zhǔn)則結(jié)構(gòu)交互準(zhǔn)則能量交互準(zhǔn)則能量交互準(zhǔn)則物質(zhì)交互準(zhǔn)則物質(zhì)交互準(zhǔn)則信號交互準(zhǔn)則信號交互準(zhǔn)則作用力交互準(zhǔn)則作用力交互準(zhǔn)則n一般來說，兩零件間的這五種交互作用越大，一般來說，兩零件間的這五種交互作用越大，它們劃分在同一模塊中的概率就越高。它們劃分在同一模塊中的概率就越高。模塊劃分準(zhǔn)則模塊劃分準(zhǔn)則 綠色綠色以最小化產(chǎn)品的環(huán)境影響為目的，劃分模塊：以最小化產(chǎn)品的環(huán)境影響為目的，劃分模塊：n重用性準(zhǔn)則重用性準(zhǔn)則使零件或材料在產(chǎn)品達到預(yù)期壽命時以最高附使零件或材料在產(chǎn)品達到預(yù)期壽命時以最高附加值回收并重復(fù)利用，降低產(chǎn)品生命周

14、期成本加值回收并重復(fù)利用，降低產(chǎn)品生命周期成本基于價值、功能、制造難度、易損程度等需求，基于價值、功能、制造難度、易損程度等需求，產(chǎn)品中不同零件具有不同的重用可能性；產(chǎn)品中不同零件具有不同的重用可能性；將重用可能性較大的零件放在同一模塊中，可將重用可能性較大的零件放在同一模塊中，可方便產(chǎn)品整體廢棄后部分零部件的重用，且減方便產(chǎn)品整體廢棄后部分零部件的重用，且減輕廢棄物對環(huán)境的影響。輕廢棄物對環(huán)境的影響。模塊劃分準(zhǔn)則模塊劃分準(zhǔn)則 綠色綠色以最小化產(chǎn)品的環(huán)境影響為目的，劃分模塊：以最小化產(chǎn)品的環(huán)境影響為目的，劃分模塊：n升級性準(zhǔn)則升級性準(zhǔn)則不能因部分零部件升級而廢棄整個產(chǎn)品；不能因部分零部件升級而

15、廢棄整個產(chǎn)品；將未來可能升級的零件放在同一模塊中，在升將未來可能升級的零件放在同一模塊中，在升級時直接更換該模塊，可改善產(chǎn)品的環(huán)境影響。級時直接更換該模塊，可改善產(chǎn)品的環(huán)境影響。n維護性準(zhǔn)則維護性準(zhǔn)則不同零件有不同的維護頻率、維護要求、維護不同零件有不同的維護頻率、維護要求、維護時間和維護復(fù)雜性；時間和維護復(fù)雜性；按以上要求對零件進行模塊劃分，可以更加有按以上要求對零件進行模塊劃分，可以更加有效的進行故障分析和維護。效的進行故障分析和維護。模塊劃分準(zhǔn)則模塊劃分準(zhǔn)則 綠色綠色以最小化產(chǎn)品的環(huán)境影響為目的，劃分模塊：以最小化產(chǎn)品的環(huán)境影響為目的，劃分模塊：n回收性準(zhǔn)則回收性準(zhǔn)則盡可能選擇環(huán)境協(xié)調(diào)性

16、好、低能耗、低成本、盡可能選擇環(huán)境協(xié)調(diào)性好、低能耗、低成本、少污染、易加工和易回收的材料；少污染、易加工和易回收的材料；盡量減少材料種類；盡量減少材料種類；將相容或相同性質(zhì)（有毒有害）的材料放在同將相容或相同性質(zhì)（有毒有害）的材料放在同一模塊中，可方便材料分揀和回收。一模塊中，可方便材料分揀和回收。n處理性準(zhǔn)則處理性準(zhǔn)則對于當(dāng)前條件下無法或不需要進行重用和回收的對于當(dāng)前條件下無法或不需要進行重用和回收的零部件，按照自然降解、焚燒和掩埋等不同的處零部件，按照自然降解、焚燒和掩埋等不同的處理方式將零件劃分到不同模塊中去。理方式將零件劃分到不同模塊中去。24面向維修的設(shè)計準(zhǔn)則面向維修的設(shè)計準(zhǔn)則n產(chǎn)品

17、零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、可互換產(chǎn)品零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、可互換n采取防止維修差錯的措施或設(shè)置維修識別標(biāo)采取防止維修差錯的措施或設(shè)置維修識別標(biāo)志志n產(chǎn)品設(shè)計中充分考慮故障檢測診斷的方便性產(chǎn)品設(shè)計中充分考慮故障檢測診斷的方便性n產(chǎn)品維修的安全性產(chǎn)品維修的安全性n貴重零部件的可修復(fù)性貴重零部件的可修復(fù)性25面向維修的設(shè)計準(zhǔn)則面向維修的設(shè)計準(zhǔn)則n待維修零部件應(yīng)處于易于接近的位置待維修零部件應(yīng)處于易于接近的位置26數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控壓電效應(yīng)：當(dāng)晶體受到某固定方向外力的作用時，內(nèi)部產(chǎn)壓電效應(yīng)：當(dāng)晶體受到某固定方向外力的作用時，內(nèi)部產(chǎn)生電極化現(xiàn)象同時在某兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷；生電極化現(xiàn)象

18、同時在某兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷；當(dāng)外力撤去后，晶體又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；當(dāng)外力作用當(dāng)外力撤去后，晶體又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；當(dāng)外力作用方向改變時，電荷的極性也隨之改變；晶體受力所產(chǎn)生的方向改變時，電荷的極性也隨之改變；晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。電荷量與外力的大小成正比。 壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)壓電材料壓電材料外力外力正電荷正電荷負(fù)電荷負(fù)電荷電流電流電流電流28n以多個傳感器記錄產(chǎn)品的運行信息，可能包括振以多個傳感器記錄產(chǎn)品的運行信息，可能包括振動、力、溫度、電流、磁場等物理值；動、力、溫度、電流、磁場等物理值；n通過定量分析傳感器信號的絕對值及變化趨勢，通過定量分析傳感器信號的絕

19、對值及變化趨勢，確定部件的磨損情況等性能特征；確定部件的磨損情況等性能特征；n量化產(chǎn)品性能的退化過程；量化產(chǎn)品性能的退化過程；n預(yù)測產(chǎn)品的失效可能性。預(yù)測產(chǎn)品的失效可能性。數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控29面向拆卸回收的設(shè)計面向拆卸回收的設(shè)計30312006-2012年間，新增廢舊微型電子計算機約年間，新增廢舊微型電子計算機約3683.5萬臺，萬臺，按每臺微型電子計算機按每臺微型電子計算機 30kg 計算，將排放計算，將排放 66120t 的鉛，的鉛，長期鉛吸收量超標(biāo)，會對人體，特別是兒童，造成危害。長期鉛吸收量超標(biāo)，會對人體，特別是兒童，造成危害。33據(jù)據(jù) EPA 估算，估算，2004 年全美

20、有年全美有 3 億多臺計算機被廢億多臺計算機被廢棄，大約棄，大約 850 萬噸的含有鉛、汞和鎘等有害元素萬噸的含有鉛、汞和鎘等有害元素的廢棄物被運往填埋場。的廢棄物被運往填埋場。傳統(tǒng)機電產(chǎn)品設(shè)計很少考慮產(chǎn)品廢棄后的處理，傳統(tǒng)機電產(chǎn)品設(shè)計很少考慮產(chǎn)品廢棄后的處理，浪費資源，污染環(huán)境。浪費資源，污染環(huán)境。拆卸回收的基本概念拆卸回收的基本概念從廢棄物中分離出盡可能多的零部件或材料，使其重新回從廢棄物中分離出盡可能多的零部件或材料，使其重新回到工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中。從產(chǎn)品中分離出對環(huán)境和人體有害的到工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中。從產(chǎn)品中分離出對環(huán)境和人體有害的材料。材料。廢棄產(chǎn)品廢棄產(chǎn)品重用重用再制造再制造回收回收再生再

21、生處理處理焚燒、填埋焚燒、填埋產(chǎn)品制造使用產(chǎn)品制造使用原料生產(chǎn)原料生產(chǎn)閉環(huán)回收閉環(huán)回收拆卸拆卸分解分解35零部件繼續(xù)使用零部件繼續(xù)使用n直接使用直接使用 無需處理或只需簡單清潔和表面處理等即可無需處理或只需簡單清潔和表面處理等即可n異化再使用異化再使用n維修后再用維修后再用 去除故障后重新使用去除故障后重新使用n再制造再制造 再制造所得零部件的價值再制造所得零部件的價值 減去減去 再制造消耗再制造消耗 應(yīng)大于應(yīng)大于該零部件作為材料回收所得收益。該零部件作為材料回收所得收益。36拆卸拆卸拆卸拆卸是指從產(chǎn)品上系統(tǒng)的分離零件、組件、部件或是指從產(chǎn)品上系統(tǒng)的分離零件、組件、部件或其他零件集合體的方法。

22、其他零件集合體的方法。n通過初步拆卸，簡化需要粉碎處理的部件的材料通過初步拆卸，簡化需要粉碎處理的部件的材料組成，從而簡化后續(xù)的分選處理，提高回收材料組成，從而簡化后續(xù)的分選處理，提高回收材料的純度；的純度；n從產(chǎn)品中剔除可能損害回收設(shè)備（如粉碎機）的從產(chǎn)品中剔除可能損害回收設(shè)備（如粉碎機）的高強度零部件；高強度零部件；37回收報廢汽車回收報廢汽車預(yù)處理預(yù)處理：拆卸蓄電池、拆卸蓄電池、車輪等車輪等拆卸危險部件拆卸危險部件:安全氣囊等安全氣囊等回收液體、回收液體、拆卸濾清器拆卸濾清器汽車送到拆汽車送到拆卸線，固定卸線，固定在移動拆卸在移動拆卸平臺上平臺上外部件拆卸：外部件拆卸：燈、保險杠、燈、保

23、險杠、玻璃等玻璃等內(nèi)飾件拆卸：內(nèi)飾件拆卸：座椅、地板、座椅、地板、內(nèi)飾、內(nèi)飾、電器件電器件總成拆卸：總成拆卸：發(fā)動機、變速發(fā)動機、變速器、催化器等器、催化器等壓實車身壓實車身流水線式拆卸流水線式拆卸39廢水性液體：廢水性液體：冷卻液車窗洗滌液廢油性液體：廢油性液體：發(fā)動機機油變速器傳動液制動液動力轉(zhuǎn)向油真空裝置真空裝置預(yù)處理預(yù)處理40 保險杠拆卸機保險杠拆卸機 保險杠拆卸過程保險杠拆卸過程非破壞性拆卸非破壞性拆卸41 金剛石切割機金剛石切割機 風(fēng)窗玻璃的拆卸風(fēng)窗玻璃的拆卸半破壞性拆卸半破壞性拆卸拆卸后分類存放可回收零件拆卸后分類存放可回收零件43回收廢舊電子電器產(chǎn)品回收廢舊電子電器產(chǎn)品44回收

24、回收來自全球的廢舊手機、電來自全球的廢舊手機、電子線路板甚至汽車被運到子線路板甚至汽車被運到優(yōu)美科工廠，經(jīng)過神奇的優(yōu)美科工廠，經(jīng)過神奇的“煉金術(shù)煉金術(shù)”，電子垃圾變，電子垃圾變成了不同種類的貴重金屬。成了不同種類的貴重金屬。 材料級回收再利用材料級回收再利用n同化再利用同化再利用n異化再利用異化再利用n作為燃燒材料產(chǎn)生熱能作為燃燒材料產(chǎn)生熱能金屬材料優(yōu)于非金屬材料金屬材料優(yōu)于非金屬材料單一材料優(yōu)于復(fù)合材料單一材料優(yōu)于復(fù)合材料46回收原材料回收原材料車體的車體的破碎壓實破碎壓實粉碎粉碎n以剪切、撕裂、破碎等方式將產(chǎn)品變?yōu)檩^小以剪切、撕裂、破碎等方式將產(chǎn)品變?yōu)檩^小顆粒；顆粒；n可處理汽車、洗衣機、

25、電視機、計算機、輪可處理汽車、洗衣機、電視機、計算機、輪胎、塑料等多種廢棄物。胎、塑料等多種廢棄物。48粉碎粉碎49分離分離n根據(jù)材料的粒度、密度、磁性、電特性、熔點等的根據(jù)材料的粒度、密度、磁性、電特性、熔點等的差異，分離已粉碎的廢棄物，回收有價值的材料。差異，分離已粉碎的廢棄物，回收有價值的材料。磁力分離鐵金屬磁力分離鐵金屬金屬探測器分離有色金屬金屬探測器分離有色金屬Eriez 磁力分離滾筒系統(tǒng)磁力分離滾筒系統(tǒng)金屬探測器金屬探測器50拆卸回收的難度拆卸回收的難度n產(chǎn)品設(shè)計不適于連續(xù)拆卸和回收產(chǎn)品設(shè)計不適于連續(xù)拆卸和回收連接結(jié)構(gòu)難于拆卸連接結(jié)構(gòu)難于拆卸：產(chǎn)品的連接方法是根據(jù)簡：產(chǎn)品的連接方法

26、是根據(jù)簡化裝配和安全連接而選擇的，可能存在不可松化裝配和安全連接而選擇的，可能存在不可松或不可接近連接，使得拆卸困難；或不可接近連接，使得拆卸困難；材料多樣性材料多樣性：單純考慮材料經(jīng)濟性和最佳性能，：單純考慮材料經(jīng)濟性和最佳性能，可能采用不同種類的材料，使得分類困難可能采用不同種類的材料，使得分類困難n產(chǎn)品在使用階段產(chǎn)生的污染、腐蝕等變化，產(chǎn)品在使用階段產(chǎn)生的污染、腐蝕等變化，可能影響拆卸；可能影響拆卸；n所要拆卸的產(chǎn)品缺乏完整的產(chǎn)品信息。所要拆卸的產(chǎn)品缺乏完整的產(chǎn)品信息。51不考慮拆卸回收的產(chǎn)品設(shè)計不考慮拆卸回收的產(chǎn)品設(shè)計目前對廢舊產(chǎn)品的處理多為目前對廢舊產(chǎn)品的處理多為末端處理末端處理，即

27、：接受傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計方法，在產(chǎn)品廢棄后，即：接受傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計方法，在產(chǎn)品廢棄后，被動的選擇拆卸、回收、處理手段。被動的選擇拆卸、回收、處理手段。面向拆卸回收的設(shè)計面向拆卸回收的設(shè)計n拆卸與回收是產(chǎn)品生命周期中的重要環(huán)節(jié)，拆卸與回收是產(chǎn)品生命周期中的重要環(huán)節(jié)，使工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)得以閉環(huán)使工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)得以閉環(huán)；n拆卸回收性能差，會使廢棄產(chǎn)品難以處置；拆卸回收性能差，會使廢棄產(chǎn)品難以處置；面向拆卸回收的設(shè)計面向拆卸回收的設(shè)計在產(chǎn)品設(shè)計的初期，就將在產(chǎn)品設(shè)計的初期，就將可拆卸性、可回收性可拆卸性、可回收性作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)之一，使產(chǎn)品的連接結(jié)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)之一，使產(chǎn)品的連接結(jié)構(gòu)易于拆卸（低成本或自

28、動化），維護方便，拆易于拆卸（低成本或自動化），維護方便，拆卸過程對環(huán)境和操作工人無害，并在產(chǎn)品廢棄卸過程對環(huán)境和操作工人無害，并在產(chǎn)品廢棄后能夠充分有效地回收利用，從而減少廢棄物后能夠充分有效地回收利用，從而減少廢棄物的產(chǎn)生，達到節(jié)約資源和保護環(huán)境的目的。的產(chǎn)生，達到節(jié)約資源和保護環(huán)境的目的。53影響產(chǎn)品拆卸性能的主要因素影響產(chǎn)品拆卸性能的主要因素n需要拆卸的零部件的數(shù)量和深度需要拆卸的零部件的數(shù)量和深度n每個連接所聯(lián)系的零件數(shù)量每個連接所聯(lián)系的零件數(shù)量n拆卸過程的獨立性拆卸過程的獨立性n拆連接的數(shù)量及深度拆連接的數(shù)量及深度n連接的拆卸時間（避免復(fù)雜方法或路徑）連接的拆卸時間（避免復(fù)雜方法或

29、路徑）n連接的種類和拆卸所需工具的數(shù)量連接的種類和拆卸所需工具的數(shù)量n連接的布置應(yīng)易于接近、易于操作連接的布置應(yīng)易于接近、易于操作n零件或連接在使用后的變化情況零件或連接在使用后的變化情況54面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則n減少使用材料的種類減少使用材料的種類n合并需要拆卸的零件，減少零件數(shù)量合并需要拆卸的零件，減少零件數(shù)量n采用可兼容的材料采用可兼容的材料n產(chǎn)品模塊化產(chǎn)品模塊化n避免材料的腐蝕避免材料的腐蝕n避免零部件被污染避免零部件被污染55面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則n保證產(chǎn)品在拆卸過程的穩(wěn)定性保證產(chǎn)品在拆卸過程的穩(wěn)定性面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則面向拆卸回收的設(shè)

30、計準(zhǔn)則n廢液應(yīng)易于排放廢液應(yīng)易于排放面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則n使用易于拆卸或破壞的緊固件使用易于拆卸或破壞的緊固件各種非破壞性各種非破壞性(或部分破壞性或部分破壞性)可拆連接方法分類可拆連接方法分類1.釘子釘子5.鉤環(huán)鉤環(huán)9.膠帶粘結(jié)膠帶粘結(jié)13. 咬口或卷邊咬口或卷邊2.螺栓螺栓6.鉚釘鉚釘10.凸緣按扣凸緣按扣14. 尼龍搭鏈尼龍搭鏈3.螺釘螺釘7.按鈕按鈕11.中凸按扣中凸按扣4.卡環(huán)卡環(huán)8.彈簧彈簧12.拉鏈拉鏈各種破壞性拆卸方法分類各種破壞性拆卸方法分類1.焊接去除焊接去除5.粘結(jié)分離粘結(jié)分離9.壓碎或彎曲壓碎或彎曲13.油漆去除油漆去除2.剪切剪切6.鉆孔鉆孔1

31、0.化學(xué)分解化學(xué)分解3.杠桿杠桿7.鋸切鋸切11.碾壓碾壓4.錘擊錘擊8.火焰切割火焰切割12.沖壓沖壓面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則n減少兩零件間的緊固件數(shù)量減少兩零件間的緊固件數(shù)量n多數(shù)零件采用相同的緊固方式多數(shù)零件采用相同的緊固方式n增加每個緊固件連接的零件的數(shù)量增加每個緊固件連接的零件的數(shù)量n易于到達拆卸或切割位置易于到達拆卸或切割位置面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則n避免復(fù)雜的零件拆卸路徑避免復(fù)雜的零件拆卸路徑62零件的拆卸路徑零件的拆卸路徑n尋找待拆卸零件在父裝配體自由

32、空間中的所尋找待拆卸零件在父裝配體自由空間中的所有可能路徑，從中選取最優(yōu)全局路徑。有可能路徑，從中選取最優(yōu)全局路徑。63面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則n避免在塑料件內(nèi)嵌入金屬避免在塑料件內(nèi)嵌入金屬64面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則面向拆卸回收的設(shè)計準(zhǔn)則n零部件表面應(yīng)易于抓取零部件表面應(yīng)易于抓取n避免非剛性零部件避免非剛性零部件n密封有毒有害物質(zhì)密封有毒有害物質(zhì)n避免零件表面的二次處理（電鍍、油漆等）避免零件表面的二次處理（電鍍、油漆等）n標(biāo)識需拆卸的材料標(biāo)識需拆卸的材料n盡量不采用可能損害拆卸回收機械的零部件盡量不采用可能損害拆卸回收機械的零部件或材料或材料65可拆卸性評價可拆卸性評價6

33、6拆卸費用拆卸費用n人力費用：工人工資人力費用：工人工資n工具、夾具的費用，拆卸操作費用，材料的工具、夾具的費用，拆卸操作費用，材料的識別、分類、運輸費用等識別、分類、運輸費用等拆卸費用高，則回收重用價值小拆卸費用高，則回收重用價值小1212:disassemblyiiiiCKKiC i tC i S i 總拆卸費用勞動力成本系數(shù)，按拆卸方式、工人技術(shù)水平等變化工具費用系數(shù)拆卸操作的序號拆卸操作 的當(dāng)前勞動力成本拆卸操作所花費的時間拆卸操作 的當(dāng)前工具成本消耗拆卸操作 的工具利用率1122disassemblyi iiiiiCKC tKC S67拆卸時間拆卸時間拆卸時間長，表示結(jié)構(gòu)復(fù)雜拆卸時間長，表示結(jié)構(gòu)復(fù)雜拆卸性能差拆卸性能差n基本拆卸時間：松開連接件，將待拆零件和基本拆卸時間：松開連接件，將待拆零件和相關(guān)連接件分離所花費的時間；相關(guān)連接件分離所花費的時間；n輔助時間：完成拆卸輔助工作所花費的時間，輔助時間：完成拆卸輔助工作所花費的時間，如拆卸工具接近拆卸部位的時間。如拆卸工具接近拆卸部位的時間。:disassemblydifiriaTtiNnmtt總拆卸時間分離零件 所花費的時間與某一聯(lián)結(jié)有關(guān)的緊固件數(shù)量系統(tǒng)零件總數(shù)聯(lián)結(jié)件的數(shù)量移開緊固件的時間輔助時間11nmdisasse