许海云
一、机电设备绿色维修概念和特点
1.概念
机电设备绿色维修是在综合考虑资源利用效率和对环境影响的情况下，使设备保持或恢复到规定状态的全部活动，是在设备维修直至报废处理的全部活动中，节约能源、资源，环境保护，实现可持续发展战略和清洁生产的现代维修模式。
2.机电设备绿色维修的特点
（1）绿色维修节约能源、资源，降低维修费用，缩短维修时间。
（2）采用环保型的能源、材料、技术和方法。
（3）维修过程不产生或很少产生污染、废弃物。
（4）重视维修人员安全健康问题。
二、机电设备绿色维修途径目标和内容
1.主要途径
一是改变传统观念加快立法，及对可进行持续发展战略、清洁生产模式和有关节能、环保的法律法规进行宣传，使人们在思想上认识到实施绿色维修的重要性；二是进行技术革新，对设备、工艺和技术进行更和改造，从技术方面控制污染的产生；三是管理途径，通过加强管理，制定严格的规章制度，杜绝能耗大，耗材多、污染环境事件或现象的发生。
2.维修目标
绿色维修的目标，是要做到资源能够综合利用，在维修中能够节省能源、资源，保护环境和避免人员伤害。
3.实施内容
（1）应贯彻可持续发展思想，每一部分、每一细节，都要考虑到绿色问题。例如，维修过程中注重回收、使用绿色维修设备、注重物料的节省及工作环境的绿色性。
（2）在资源利用方面主要考虑到绿色材料和绿色能源，要求来源丰富、便于利用、便于回收，而且不污染环境；对于维修后的零部件，整机应有绿色要求，如节省能源、环保、便于拆卸、回收及再利用。
（3）绿色维修管理方面，主要是生产管理和人员管理，要制定一些具体的绿色维修制度，规范人员及操作。例如，工作人员在上岗前进行绿色培训，合格者颁发绿色维修人员证书，实行持证上岗；工作中实施清洁生产、规范操作，对工作业绩突出者给予绿色奖励；对维修工艺、修理厂及车间进行整体绿色评估，合格者颁发绿色维修工艺、绿色维修工厂或绿色维修车间证书。
三、机电设备绿色维修实施策略及实例
1.在产品设计中贯彻绿色维修
（1）材料选择。选材时不仅要考虑设备的使用条件和性能，而且应考虑环境约束准则，了解材料对环境的影响，选用无毒、无污染材料及易回收、可重用、易降解材料；尽量减少材料使用量，减少使用材料的种类，选择常用材料，并注意材料的可回收性。如在机械设计中，大量使用最常用的Q235等材料。
（2）结构设计上尽量简单，采用新型连接，对流程工业中的管线结构，采用快拆性设计，在非流程工业设备中采用互换性设计及模块化设计。
（3）无维修设计。在权衡产品的整个寿命周期总成本的情况下，推广无维修设计。对关键的、停车会产生重大损失的流程工业设备及产值非常大的非流程工业设备，采用无维修设计。2.在制造过程中贯穿绿色维修
在制造方法上应充分考虑到采用修旧利废的再制造工程。就发动机而言，如果将旧机回炉，其再利用价值只相当于原机3％，而发动机再制造可以使原机85％的价值得到循环利用，从而大大地延长了产品的寿命周期，节省能源，维修过程中环境污染减少，是一项符合国家可持续发展战略的绿色维修工程。
3.在维修过程中做到绿色维修
（1）修前阶段。在修前阶段，进行设备状态监测与故障诊断的研究，实行状态维修，加大大修时间间隔。目前有些大型化工企业已从传统的一年一次大修，改为三年二次、两年一次甚至更长，达到了绿色维修的效果。
（2）修理阶段。采用新工艺、新技术，提高维修效率。采用环保设施和手段降低维修过程中有害废物的排放并进行适当处理。如在汽车维修中，淘汰原有常规工艺，防止含有有害化学成分的粉尘污染，采用符合环保要求的油漆干打磨（带吸尘）装置。在化工维修中，采用合理加装盲板，进行置换等手段。在维修过程中大力推行ISO 14000环境体系认证。
（3）修后阶段。在修后阶段，搞好维修现场环境。这在过去长期的维修实践中有许多宝贵的经验可供借鉴，如一点三线（维修区域定点，工器具摆放一条线，零配件摆放一条线，材料摆放一条线）、工完、料尽、场地清等。
四、机电设备绿色维修设计技术
面向绿色制造的机电设备维修，要求在设备的设计阶段就考虑到设备的易修性，即设备功能的易替换能力；具有功能扩展的特性，即设备功能的更新、拆解再利用等问题。
1.提高维修性设计
简化结构，减少加工过程中的材料损耗与能量消耗，减少使用故障，一旦发生故障，也便于检查、判断、修复。
提高零部件的标准化、互换性和可更换性，使各种类型的机械设备零部件之间能够通用，有利于维修、更换、回收再利用。
维修人员在检查、拆卸和修理中应有足够的操作空间，并保证维修人员操作安全；
部件和连接件易拆易装，可以通过局部修复、更换零部件延长设备的使用寿命。
2.功能可扩展性设计
由于科学技术的进步，设备更新换代的周期越来越短，然而机电设备的更新、升级并不意味着所有零部件的报废，可能只是对核心部件的升级和设备功能扩展。设计时不仅需要考虑设备本身的寿命，而且还要考虑设备功能的更新。应使设备通过重组零部件而不断更新或完成不同的功能，满足不同的使用要求。施乐公司为环境而设计的项目中，对整个设备系统的零部件采用标准化与模块化设计，通过镶嵌或用螺丝连接起来，而不是采用焊接或胶合的方法，便于设备的再制造，也便于维修，方便用户升级设备，减少了设备由于过时废弃对环境的影响，增加了设备单元部件再利用的机会。
五、绿色维修应用实例
1.机械加工中的绿色修理工艺技术
（1）干式切削加工。干式切削加工就是加工过程中不用冷却润滑的加工方法。近年来，在高速切削工艺发展的同时，工业发达国家的机械制造业，受到严格的环境保护和降低制造成本的双重压力，正在利用现有刀具材料的优势探索干式切削加工技术。通过仔细分析特定的边界条件和掌握影响干式切削加工的复杂因素，为干式切削工艺系统的设计提供所需的信息数据。可以预见，干式切削加工技术将成为未来加工技术的主要发展方向之一。
（2）干式磨削加工。磨削加工时，使用油基磨削液，在磨削过程中会产生油气烟雾，也会造成周围作业环境的恶化，同时磨削液的后期处理成本高，处理过程复杂。因此，磨床上大都安装有防止磨削液飞溅的罩壳，既增加了操作的辅助时间，又无法直接观察加工情况。改善这种局面的方法就是采用干式磨削或新型磨削方式，如目前较为有效的强冷风磨削。
强冷风磨削的原理是通过热交换器，把压缩空气用液氮（-190℃）冷却到-110℃，然后经喷嘴喷射到磨削点上。由于压缩空气湿度很低，在磨削点处很少有火花出现，几乎没有热量产生，因而工件热变形小，可控制在10µm以内，如采用CBN砂轮的强冷风磨削技术就具有极好的效果，另外强冷风磨削技术，也为加工材料的再生开辟了道路。采用强冷风磨削技术可以进行无害化加工，还可免去购买磨削液和处理磨削液的费用，这种方法在德国受到企业界的高度重视。
2.齿轮加工机床的绿色设计应用
与车床、钻床、镗床、加工中心相比，传统的齿轮加工机床传动链长，结构复杂，加工过程中切削油消耗量大，油雾和油污染严重，为改善这种情况，在齿轮加工机床改进设计中，可以采用绿色设计技术。
（1）干式切削技术。研究表明，切削液的使用成本超过了刀具及其维护成本，而且造成污染，为此目前采用了微量润滑切削、冷风切削等干切削的新工艺。
在齿轮加工机床上使用干式切削技术，需要解决一些关键问题，如使用TiAIN镀层的高速钢滚刀，滚切速度要达到180m/min，工作台转速要达到800r/min以上。同时切削过程要能够快速分离，减小和避免切削时产生的热量传递给工件和机床，当然可以采用高压冷风等措施。
（2）数控化可以简化机床的传动系统和结构，机床的总质量、材料消耗和耗用动力减少；采用数控程序，减少调整所需的时间，生产率提高；切削速度、进给量可以按需要任意调节，有利于优化，便于得到最佳切削参数；操作简便，采用密封式加工，劳动强度降低，安全性提高，有利于防止切削液测出。
（3）模块化和结构化设计技术。齿轮加工机床设计采用模块化设计，可以减少设计工作量，缩短交货时间，有利于机床的再制造、维护和更换零部件。设计中采用有限元的优化设计计算方法，可以在减轻机床零件重量的情况下，更合理地布置机床大件结构的肋，使其强度、刚度提高，并可以提高其抗振能力。
（4）再制造技术。再制造技术用于齿轮加工机床，大量机床零件可以回用，用于再制造新机床，可以减少材料的消耗，降低机床制件成本，达到节能减排效果。
（5）净化和分类回收技术。采用油雾处理装置净化油雾，采用切屑回收系统分离铁屑与油污等。
六、绿色维修工艺的选择
机电设备绿色维修方案要兼顾维修工艺的传统评价（适用性、耐久性和技术经济性）和绿色性指标。
在工艺方案的选择上，要尽量选择无污染可少污染的工艺方案，如将加工中的磨削、铣削改为干磨削和干铣削，就可以有效地减少油液和乳化液的污染。焊接工艺中把明弧焊改为埋弧焊，就可以有效降低紫外线辐射和光辐射，甚至在条件允许的情况下还可以把焊接改为螺栓连接。用无铅钎料或导电性胶粘剂替换锡铅钎料，减少对毒性较大的铅的使用以及在电镀工艺中考虑使用无氰电镀液等。
机电设备绿色维修不仅包括包括上述维修中的创新，也包括对现有的维修方案、维修工艺的绿色改造。如使用减振、阻尼和屏蔽的方法来减少噪声污染，就是现有机电设备维修模式中较为积极有效的绿色改造。
七、结语
电设备的绿色维修能量大限度地减少原材料和能源的消耗，降低成本，保护环境，实现资源的可持续利用。因此研究机电设备的绿色维修问题，加大设备绿色维修技术和方法，对构建可持续发展的机电设备维修行业体系具有重要意义。
