Утилизация автомобилей
Содержание
Введение
1. Литературный обзор
1.1. Основные узлы и
агрегаты автомобиля
1.2. Разборка автомобиля и его агрегатов
1.3. Очистка агрегатов
и деталей автомобилей
1.4. Анализ состояния
и сортировка деталей
1.5. Утилизация автомобильных
кузовов
1.6. Утилизация отработанных
аккумуляторов
1.7. Утилизация моторного
лома
1.8. Утилизация лома
радиаторов
1.9. Утилизация катализаторов
дожигания выхлопных газов
1.10. Утилизация пластмассовых деталей
Технологическая часть
2. Описание технологической
линий утилизации автомобилей
3. Основное оборудование для утилизации автомобилей
3.1. Пресс-ножницы
3.2. Молотковая дробилка
3.3. Подвесной электромагнитный
сепаратор
3.4. Пневматический сепаратор
3.5. Установка радиометрической
сепарации
Список использованной
литературы
Приложения
Введение
Автомобиль является крупнейшим загрязнителем окружающей среды.
Автомобиль в наше время стал самым массовым средством транспорта, поскольку человек стремится передвигаться, по возможности, быстро, индивидуально и с комфортом. За последние полвека ежегодное расстояние, преодолеваемое человеком в развитых странах, увеличилось в несколько раз. Еще более быстрыми темпами растет объем грузоперевозок. Все это было бы невозможно без бурного развития автотранспорта, которое наблюдается в последней четверти ХХ века и в наши дни.
Автомобиль постоянно совершенствуется: увеличивается мощность его двигателя, улучшается дизайн, совершенствуется система безопасности, повышается комфортабельность. Вследствие технического развития изменяется материальный состав автомобиля: для его производства используются все новые и новые материалы, обладающие большой долговечностью и не способные к деградации в обычных условиях под действием воздуха, воды, солнечного света и бактерий. Самое важное: неуклонно растет количество автомобилей, находящихся в эксплуатации. Автопарк России ежегодно увеличивается на 1,6-1,8 млн. автомобилей. Только в Москве ежегодный прирост парка автомобилей составляет более 15тыс. штук.
Помимо изношенных автомобилей в отходы поступают снятые при ремонте детали и автокомпоненты. К ним относятся аккумуляторы, элементы кузова, детали двигателя и трансмиссии, узлы подвески, автопокрышки, бамперы, другие детали из пластмасс и резины.
Кроме того, в отходы поступают заменяемые рабочие жидкости: минеральное масло, антифриз, тормозная жидкость, серная кислота и др.
Кроме того, в отходы поступают заменяемые рабочие жидкости: минеральное масло, антифриз, тормозная жидкость, серная кислота и др.
Ускорившееся обновление автопарка, увеличение его численности создают реальную и серьезную угрозу окружающей среде, в том числе путем неоправданно большого потребления материальных ресурсов. Снизить его может рациональное обращение с выводимыми из эксплуатации автомобилями, автокомпонентами и материалами путем разборки, дефектации и возвращения восстановленных узлов и агрегатов в производство и техническое обслуживание автомобилей.
Утилизация автомобилей должна развиваться в двух направлениях: восстановления и повторного использования узлов, агрегатов и других автокомпонентов, сохранивших свой ресурс, и переработки узлов и агрегатов, не подлежащих восстановлению, во вторичные материальные ресурсы с целью их использования при производстве новых материалов.
1. Литературный обзор
1.1. Основные узлы и агрегаты автомобиля
Важнейшие элементы автомобиля, такие как кузов, несущая рама, ходовая часть, двигатель, трансмиссия и рулевое управление, сохранились и по сей день. Однако конструкция современного автомобиля отличается наличием многочисленных систем, назначение которых - повысить его безопасность и комфортабельность, облегчить управление им и уменьшить загрязнение окружающей среды.
В соответствии с назначением к автомобилю предъявляют различные технические, экономические и экологические требования. Эти требования можно разделить на три большие группы: функциональные, потребительские и требования к безопасности автомобиля.
Важнейшим требованием в последние годы становится приспособленность автомобиля, его узлов и агрегатов к рациональному использованию при утилизации после выведения из эксплуатации.
Автомобили состоят из следующих блоков: несущей конструкции, кузова (или кабины), двигателя, Движителя (колес или гусениц), трансмиссии, подвески, систем управления.
Несущая конструкция служит для установки и крепления на ней всех узлов и агрегатов автомобиля. В качестве последней используется рама автомобиля или кузов. В автомобилях с рамой кузов также устанавливается на нее. Рама выполняет не только функцию соединения всех систем и агрегатов автомобиля, она придает ему необходимую прочность и жесткость. Рама автомобиля может иметь различную конструкцию, но чаще она состоит из лонжеронов, соединенных между собой поперечинами. Рамы изготавливаются из стальных профилей, соединяемых между собой заклепками, болтами и сваркой.
Кузов служит для размещения пассажиров и груза, установки сидений, панели приборов, световых приборов, климатических установок, аудиосистем, компьютера и др. Кузова большинства современных легковых автомобилей являются несущими, т.е. на них крепятся все другие узлы и агрегаты.
К кузовам предъявляют ряд технических требований, которые определяются стремлением снизить их стоимость, повысить топливную экономичность автомобиля и безопасность водителя и пассажиров.
Кузов автомобиля имеет стандартный набор различных элементов, назначение которых - удовлетворение технических требований к автомобилю. Он состоит из корпуса, капота, крышки багажника, дверей, крыльев, облицовки радиатора, бамперов, панели приборов, подвижных и неподвижных стекол, сидений, облицовки крыши, пола и др.
В конструкциях, в которых кузов является несущим, установка всех систем производится на нем, и, помимо соединительной функции, он определяет жесткость и прочность автомобиля. Несущий кузов воспринимает все нагрузки, действующие на автомобиль: массу пассажиров, груза и различных систем и агрегатов, ударные, вибрационные, изгибающие нагрузки, возникающие при движении автомобиля и т.д. В нем размещаются водитель и пассажиры и, следовательно, на него возлагаются функции защиты их от воздействия внешней среды и от травматизма при аварии. От формы кузова зависит аэродинамическое сопротивление при движении автомобиля, поэтому современные кузова имеют обтекаемую форму. Это не только улучшает скоростные характеристики автомобиля, но и повышает его топливную экономичность.
Корпус кузова автомобиля изготавливается чаще всего из штампованных стальных деталей, соединенных точечной сваркой. В последние годы расширяется использование пластмасс для изготовления элементов кузова: капотов, крыльев, дверей, крыши и др. Для этого применяют полиамид, поликарбонат, полиуретан, полипропилен и др.
С целью снижения уровня шума автомобиля детали кузова с большой поверхностью покрываются шумо- и вибропоглощающими полимерными материалами.
Еще одним материалом для производства кузова автомобиля являются алюминиевые сплавы. Использование пластмасс и алюминиевых сплавов является следствием стремления снизить массу автомобиля и повысить коррозионную стойкость кузова. Снижение массы позволяет улучшить топливную экономичность, а повышение коррозионной стойкости увеличивает его долговечность.
Важнейшими элементами кузова являются системы, обеспечивающие комфортабельность, безопасность и информационное обеспечение водителя и пассажиров. К ним относятся сиденья, панель приборов, системы обогрева и кондиционирования, ремни и подушки безопасности и др.
При изготовлении этих изделий широко используются пластмассы и текстильные материалы из полимерных нитей и волокон.
Кузова и кабины легковых и грузовых автомобилей окрашиваются современными лакокрасочными материалами, назначение которых - защитить их от коррозии и придать необходимый эстетический вид.
Кузова легковых автомобилей оснащаются различными системами, облегчающими управление автомобилем и повышающими комфортабельность и безопасность. К ним относятся система освещения, система очистки переднего и заднего стекол, различные контрольно- измерительные приборы на панели приборов и рулевом колесе,система кондиционирования, система регулирования положения рулевого колеса, система пассивной безопасности нового поколения (ремни с преднатяжением, надувные мешки и др.), акустические системы и т.д. Все эти системы имеют сложную конструкцию, их работа обеспечивается многочисленными датчиками и электронными приборами.
Двигатель приводит в движение автомобиль с помощью движителя. Энергия двигателя возникает либо вследствие сжигания углеводородного топлива (бензина, дизельного топлива, газа, биотоплива и др.) либо за счет питания от электрической сети или электроаккумуляторов.
Наибольшее распространение среди двигателей наземных транспортных средств имеют двигатели внутреннего сгорания (ДВС), которые могут быть поршневыми и роторными.
Самая массивная часть двигателя внутреннего сгорания - блок цилиндров с головкой. Именно в цилиндрах происходит сжатие и сгорание топливно-воздушной смеси и превращение энергии расширяющихся газов в механическую энергию поршней двигателя, которая затем с помощью шатуна преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.
Блок цилиндров двигателя изготавливается из чугуна или алюминиевого сплава. Поршни изготавливаются из алюминиевого сплава, но некоторые элементы поршня делают из стали и чугуна. Шатун изготавливают чаще всего из стали, но в некоторых двигателях используют шатуны из алюминиевых и титановых сплавов.
Важной частью двигателя является газораспределительная система, состоящая из клапанных механизмов, с помощью которых обеспечивается поочередная подача в цилиндры топливно-воздушной смеси и выпуск из них продуктов сгорания.
Необходимыми составными частями ДВС являются системы питания, зажигания, смазки, охлаждения, выпуска отработавших газов.
Важным элементом современного ДВС является катализатор дожигания выхлопных газов. Его разработка и использование на всех автомобилях связаны с ухудшением экологической обстановки в крупных городах с большими потоками автотранспорта. Загрязнение атмосферного воздуха потребовало введения жестких норм по содержанию токсичных продуктов в выхлопных газах.
Катализатор предназначен, как это следует из его названия, для дожигания не полностью сгоревших продуктов, содержащихся в отработавших газах, до безвредных компонентов, каковыми считаются вода и углекислый газ. Применение катализаторов дожигания позволило резко снизить загрязнение окружающей среды токсичными продуктами неполного сгорания топлива (СП, СО, NOx). Происходит это благодаря тому, что в конструкции катализаторов имеются слои драгоценных металлов - платины, палладия, родия, которые обеспечивают активное взаимодействие продуктов неполного сгорания топлива с кислородом, а также восстановление образовавшихся оксидов азота NOx до исходного нейтрального продукта - азота. Эти слои имеют высокоразвитую поверхность благодаря тому, что они нанесены на пористый керамический носитель или блок-носитель из металлической гофрированной фольги.
Катализатор дожигания устанавливается в систему выпуска отработавших газов перед глушителем, за выпускным коллектором двигателя.
Наконец, работа двигателя внутреннего сгорания невозможна без источников электрического тока, от которых поступает питание на стартер при пуске, а затем происходит зажигание топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя. Для этого используются кислотно-свинцовые аккумуляторные батареи, состоящие из пластмассового корпуса и свинцовых пластин, погруженных в раствор серной кислоты заданной плотности (концентрации). Кроме аккумуляторной батареи в автомобиле имеется еще один источник электрического тока - генератор, от которого происходит зарядка аккумулятора во время работы двигателя.
Движитель преобразует энергию двигателя в движение автомобиля. Существуют различные конструкции движителей, но в подавляющем большинстве автомобилей движение осуществляется с помощью колес, которые могут быть ведущими и ведомыми. Ведущие колеса приводятся в движение с помощью трансмиссии. Это они создают автомобилю тяговое усилие благодаря контакту колеса с дорогой и возникающей силе трения. Если сила трения недостаточна, вращающееся колесо пробуксовывает, и автомобиль не движется. Колесо автомобиля имеет важное значение: от него зависит не только возможность движения автомобиля, но и управление, топливная экономичность, комфортабельность и безопасность пассажиров и водителя.
Колесо - это конструкция, объединяющая пневматическую резиновую шину (как правило, с камерой), металлические обод, соединительный диск и ступицу. Обод, на который надевается шина, жестко соединяется с диском, который крепится к ступице болтами или гайками. Конструкция колеса предусматривает охват им ступицы.
Для разборки и последующего использования автокомпонентов изношенных автомобилей важно, что на ободья колес, так же как и на пневматические шины, наносится маркировка, указывающая важнейшие размеры колеса.
Пневматическая шина состоит из покрышки и камеры. Покрышка изготавливается из износостойкой резины и армирующего корда. Основой резины является каучук, который смешивается с различными ингредиентами (современные высококачественные резины состоят из 18...20 ингредиентов). Для превращения пластичной резиновой смеси в эластичную, прочную ренту ее вулканизуют под давлением при повышенной температуре в специальных пресс-формах.
Покрышка неоднородна по конструкции и материальному составу, что позволяет обеспечить различным ее участкам разные свойства в соответствии с испытываемыми при эксплуатации нагрузками. Она состоит из борта, бортовой проволоки, каркаса, брекера, боковины и протектора.
Каркас шины изготавливают из прорезиненного корда, в качестве которого используют полимерные нити или стальную проволоку. Именно корд обеспечивает высокую прочность и эксплуатационную долговечность покрышки.
Борта шины предназначены для плотной и жесткой посадки на обод колеса, для чего внутрь бортов вставлена и прочно соединена с резиновой массой стальная проволока.
Внутри покрышки имеется резиновая эластичная камера, она не имеет каркаса и способна растягиваться. Для создания в камере повышенного давления воздуха у нее имеется вентиль с клапаном.
В ряде случаев используют бескамерные шины. Такая покрышка герметично соединена с ободом колеса благодаря специальным слоям эластичной резины, нанесенной на внутреннюю и внешнюю стороны шины.
Трансмиссия автомобиля предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к движителю, т.е. к ведущим колесам. Кроме того, с ее помощью можно изменить величину крутящего момента и его направление.
Работа трансмиссии осуществляется путем изменения передаточного числа. Ее конструкция влияет на массу и компоновку автомобиля, его безопасность и топливную экономичность.
В трансмиссию входят сцепление, привод сцепления, коробка передач, карданная передача, карданные шарниры, главная передача, дифференциал. В современных автомобилях широко используются автоматические трансмиссии и автоматические коробки передач, существенно облегчающие управление автомобилем.
Движитель (колеса) автомобиля связан с кузовом через подвеску, которая гасит колебания и воспринимает силы, действующие на него.
Подвеска служит для снижения вертикальных нагрузок на кузов от неровностей дороги и обеспечения плавности движения и комфортности водителя и пассажиров. От подвески зависит не только комфортабельность автомобиля, но и долговечность кузова, т.к. она гасит возможные ударные нагрузки, т. (пикающие при движении автомобиля по неровной дороге.
Подвеска автомобиля включает направляющее, упругое и гасящее устройства, а также элементы крепления к кузову. В качестве упругих элементов широко используются пружины, листовые рессоры и торсионы, изготавливаемые из стали.
Торсионы представляют собой упругие металлические стержни круглого сечения, работающие на скручивание.
Кроме стальных упругих элементов в конструкции автомобилей используются ограничители хода колес в вертикальном направлении, сделанные из полимерных материалов — резины и полиуретана.
Еще одним
непременным элементом подвески
современных автомобилей
Соединение подвески с кузовом производится с помощью эластичных втулок из резины. Их назначение - гасить вибрационные колебания и снижать уровень шума в салоне, а также защищать подвеску от ударных нагрузок.
Важными узлами автомобиля, тесно связанными в прямом и переносном смысле с подвесками, являются мосты, на которых крепятся ступицы колес, упругие элементы и др. Мосты поддерживают кузов и передают нагрузку от него на колеса и обратно от колес на кузов.
Системы управления включают рулевое управление, тормозную систему, управление двигателем, трансмиссией, уровнем комфорта в салоне и т.д.
Рулевое управление важнейшая система автомобиля, от ее конструкции и надежности зависит безопасность водителя и пассажиров, возможность сохранять или изменять направление движения; она влияет на маневренность автомобиля, гасит ударные нагрузки, воспринимаемые ходовой частью.
Наиболее широко в современных автомобилях используется рулевое управление с колесами, способными поворачиваться в горизонтальной плоскости. Синхронизация поворота левого и правого колес обеспечивается рулевой трапецией.
Элементами рулевого управления являются: рулевая колонка с рулевым колесом, рулевой механизм, рулевой привод с усилителем.
Рулевое колесо находится в кабине водителя в постоянном контакте с ним. Путем его вращения собственно и осуществляется управление движением автомобиля по заданной траектории. Рулевой механизм предназначен для увеличения приложенных к рулевому колесу усилий рук водителя для поворота колес автомобиля. Он представляет собой механический редуктор.
Рулевое колесо
соединяется с рулевым
Рулевой привод - это система тяг и шарниров, передающих усилие от рулевого механизма к управляемым колесам.
Практически на всех современных автомобилях устанавливаются гидравлические усилители рулевого управления, облегчающие управление автомобилем.
Очень важной системой автомобиля является система тормозного управления, от которой зависит безопасность автомобиля и других участников движения. Система тормозного управления предназначена для замедления и остановки автомобиля при движении, а также для его удержания на стоянке.
Существуют различные способы торможения автомобиля, но наиболее широко используется создание тормозной силы между колесом и дорогой путем замедления его вращения при движении и полной блокировки на стоянке. Создаваемая тормозная сила зависит не только от величины усилия, препятствующего вращению колеса, но и от сцепления его с дорогой. На скользкой дороге колесо при торможении блокируется, но автомобиль продолжает движение за счет скольжения колес, а не их качения. Поэтому современные автомобили оснащаются антиблокировочной системой (АБС) тормозов.
Система тормозного управления автомобиля включает основную (или рабочую), запасную и стояночную системы торможения. Основная и запасная системы предназначены для замедления движения автомобиля, при этом запасная система срабатывает при выходе из строя основной, а стояночная предназначена для удержания автомобиля на стоянке.
Все тормозные системы состоят из тормозных механизмов и приводов. Привод основной и запасной систем осуществляется с помощью педали тормоза ногой (ножной тормоз). Для облегчения торможения в современных автомобилях используется усилитель тормозов. У большинства современных легковых автомобилей используется гидравлический привод основной и запасной систем торможения. Передача усилия при нажатии на педаль тормоза происходит с помощью герметичной гидравлической системы, заполненной тормозной жидкостью, к которой предъявляются специальные требования. Гидравлическая система состоит из главного и колесных тормозных цилиндров и трубопроводов.
Привод стояночной системы торможения, как правило, осуществляется с помощью рычага, приводимого в действие рукой (ручной тормоз). Удержание автомобиля на стоянке производится путем блокировки задних колес механическим, реже электрическим или пневматическим приводами.
Тормозные механизмы создают усилия, замедляющие вращение колес автомобиля. В большинстве автомобилей их действие основано на создании большой силы трения между тормозными колодками и элементами колеса. Тормозные механизмы размещаются внутри колеса и подразделяются на дисковые и барабанные. В первом случае сила трения возникает при создании контакта между плоскими фрикционными накладками, установленными на тормозные колодки, и вращающимся тормозным диском колеса. В барабанном тормозном механизме сила трения создается между тормозным барабаном, вращающимся вместе с колесом, и раздвигающимися при торможении тормозными колодками с фрикционными накладками. Их внешний радиус равен внутреннему радиусу барабана, поэтому площадь контакта в момент торможения равна площади фрикционных накладок. Тормозные барабаны и диски отливают из серого чугуна.
На всех современных легковых автомобилях на передних колесах устанавливают дисковые тормоза, а на задних могут быть барабанные или дисковые.
Фрикционные накладки изготавливают из специальных композиционных материалов на полимерной основе. К ним предъявляют высокие требования: они должны быть теплостойкими, износостойкими и иметь высокий коэффициент трения по чугуну До недавнего времени их изготавливали из асбестокаучуковой композиции. В последние годы в связи с запретом на использование асбеста фрикционные накладки изготавливают из композитов на полимерной основе с углеродными волокнами и из других материалов.
Таким образом, современный автомобиль представляет coin iii сложную инженерную конструкцию, состоящую из множества блоков, агрегатов и систем управления. Количество деталей на одном автомобиле составляет 4...6 тыс. штук. Автомобиль насыщен многочисленными электрическими, электронными, гидравлическими и пневматическими системами.
Узлы и агрегаты выводимых из эксплуатации автомобилей, а также материалы, из которых они изготовлены, являются ценными вторичными ресурсами и могут быть повторно использованы при сборке и ремонте автомобилей, либо при изготовлении новых материалов. Утилизация автомобилей позволяет рационально использовать вторичные материальные ресурсы, содержащиеся в снятом с эксплуатации автомобиле.
1.2. Разборка автомобиля и его агрегатов
Разборка автомобиля заключается в разъеме различных сопряжений агрегатов и узлов.
Правильная разборка автомобиля позволяет вернуть в автосборочное и авторемонтное производства до 70...80% снятых узлов, деталей и агрегатов, в том числе 40...60 % после восстановления.
Этапы разборки автомобиля и его агрегатов чередуются с этапами мойки и очистки. Утилизируемый автомобиль после мойки поступает на общую разборку, где с него снимают колеса, из его систем сливают все рабочие жидкости (топливо, масло, тормозную, охлаждающую и др.), снимают потенциально опасные системы (подушки безопасности с пиропатроном, преднатяжители ремней безопасности, кондиционер, аккумуляторную батарею и т.д.). Затем с автомобиля снимают электрооборудование, панель приборов, передний и задний бамперы, радиаторы, топливный бак, передний и задний мосты, карданный вал, тормозную и топливную системы, коробку передач, двигатель и т.д. Снятые агрегаты и системы автомобиля поступают на дальнейшую очистку и узловую разборку, которая выполняется на специализированных участках.
Кузова после снятия узлов и агрегатов пакетируются и складируются для последующей утилизации путем дробления и видовой сепарации дробленого продукта с целью выделения черных и цветных сплавов и неметаллических материалов.
При разборке используют специальное оборудование и оснастку, а процесс проводится по технологическому регламенту, устанавливающему последовательность операций и правила их выполнения.
Основные работы, осуществляемые при разборке автомобиля, связаны с разъемом резьбовых и прессовых сопряжений. Кроме того, при разборке производится значительная работа по перемещению узлов и агрегатов.
Разборка производится на конвейере, эстакаде и стендах, оборудованных специальной оснасткой. Разъем резьбовых соединений осуществляется с помощью пневмо- и электрогайковертов. Специализированные стенды оснащают подвесными многошпиндельными гайковертами.
Разборку теплопрессовых соединений производят с помощью винтовых, пневматических и гидравлических прессов.
Перемещение узлов и агрегатов по цеху осуществляют с помощью ленточных и подвесных конвейеров, электрокар и другого оборудования.
1.3. Очистка агрегатов и деталей автомобиля
Загрязнение автомобиля и его агрегатов может быть наружным и внутренним. Снаружи автомобиль загрязнен дорожно-почвенными и масляно-грязевыми отложениями, герметизирующими и лакокрасочными покрытиями, продуктами коррозии.
Внутри агрегатов автомобиля имеются загрязнения, возникающие в результате старения смазок, износа трущихся деталей, а также накипь, нагар, продукты коррозии, асфальто-смолистые отложения.
Загрязнения автомобиля и его агрегатов имеют сложный химический состав, и для их удаления используются механические, физико-химические и физические процессы, в основе которых лежат те или иные способы разрушения загрязнений и удаления их с очищаемой поверхности.
Для удаления масляно-грязевых,
дорожно-почвенных и асфальто-
Нагар и накипь снимают термомеханическим, гидроабразивным способами и ванно-струйной обработкой щелочным раствором. Такие отложения удаляют также с помощью механического дробления струей мелких твердых частиц (стеклянных шариков, косточковой крошки, полимерных гранул и др.).
Продукты коррозии удаляют гидровиброабразивным способом, погружением в кислотный раствор и другими приемами.
Для очистки автомобильных узлов и агрегатов используют очистные средства, действие которых основано на растворении, адсорбции, эмульгировании, диспергировании других процессах.
Наибольшее распространение нашли очистные средства на основе органических растворителей и специальные технические моющие средства. Использование нефтепродуктов (бензина, керосина и др.) в качестве моющих средств является устаревшей технологией, приводящей к загрязнению окружающей среды и нерациональному использованию ресурсов. Более эффективно использовать для этих целей специальные моющие растворы.