[发明专利]零件无限寿命设计下的可回收性质量评价方法

说明书

本发明涉及一种零件无限寿命设计下的可回收性质量评价方法，包括：1.回收零件的强度设计富裕量估算；2.回收零件的磨损、腐蚀等表面质量评价；3.零件的硬度、频率、刚度等机械特性测试；4.回收零件的制造工艺意外缺陷检测；5.回收零件的剩余强度和剩余寿命评价。可用于机械产品在无限寿命设计和粗放经验设计情况下，机械产品报废后零部件回收再制造的质量评价。使机械产品报废后零部件回收再制造节约资源、能源和减少环境污染，再制造产品要比原制造产品成本低50％、节能60％、节材70％，具有巨大的经济价值。

技术领域

本发明涉及一种零件无限寿命设计下的可回收性质量评价方法，用于机械产品在无限寿命设计和粗放经验设计情况下，机械产品报废后零部件回收再制造的质量评价。

背景技术

报废机械零件再制造具有巨大的经济价值，能够节约资源、能源和减少环境污染，再制造产品要比原制造产品成本低50％、节能60％、节材70％，再制造具有巨大的经济价值，能够节约资源、能源和减少环境污染。回收零件再制造的前提是其具有足够的剩余强度和剩余寿命。现有的可回收性评价多是经验的，基于摩擦、磨损等表面质量特性评价，不涉及机械疲劳失效的零部件。

发达国家的机械设计经历了经验设计、抗疲劳设计、可靠性设计和轻量化设计，我国机械设计水平还是以传统S-N曲线为基础的经验和类比设计，安全系数选取较高，零件危险部位的最高应力都小于零件的静强度和疲劳强度，零部件属于无限寿命设计，产品报废时许多零部件还具有相当可观的剩余寿命。

发明内容

本发明根据我国具体机械产品的无限寿命设计方法，提出一种零件无限寿命设计下的可回收性质量评价方法，用于预测和评价零件无限寿命设计下的可回收表面质量、可回收内在质量。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种零件无限寿命设计下的可回收性质量评价方法，具体步骤为：

(1)回收零件的强度设计富裕量估算：

根据材料的静强度、疲劳强度和工艺强化影响系数或零件的强度试验，获取零件的静强度、疲劳强度等；根据零件的极限载荷，计算零件的危险部位最大静应力和疲劳应力；回收零件的强度设计富裕量为零件的强度与危险部位最大应力之差或之比，强度设计安全系数为强度与最大应力之比；

(2)回收零件的表面质量评价：

回收零件的表面质量评价包括外观腐蚀、裂纹、变形检查，以及磨损、尺寸、形位、粗糙度、光滑度检测；根据回收零件的具体功能和特征，回收零件的表面质量检测指标采用定量指标或定性指标；回收零件的磨损、腐蚀表面质量评价是依据表面质量来判断回收零件是否满足再制造要求，当检测出的表面质量满足可回收性要求时，则进行下一步回收零件的硬度、频率、刚度等机械特性测试；如果检测出的表面质量不满足可回收要求，则进行材料回收；

(3)零件的机械特性测试：

零件的机械特性测试包括原始零件和回收零件的硬度、频率、刚度机械特性测试；硬度、频率、刚度机械特性测试需要结合零件的失效形式和受力分析结果，其中回收零件的硬度测试位置是危险部位的硬度，频率测试是通过自由或工作模态试验测试，刚度测试是沿着容易产生裂纹的方向进行测试；如果回收零件的硬度、频率、刚度机械特性没有变化或变化在传感器测试精度范围内，可以说明回收零件无疲劳损伤，满足可回收性要求；如果回收零件的硬度、频率、刚度机械特性测试结果有变化且变化小于10％，则回收零件可能受到了疲劳损伤，回收零件可能进入有限寿命，偏安全的情况下放弃回收再制造；如果回收零件的硬度、频率、刚度机械特性测试结果有变化且变化大于10％，则进行下一步回收零件的制造工艺意外缺陷检测；

(4)回收零件的制造工艺意外缺陷检测：