本文摘要：摘要：文章分析了影响食品机械再制造设计的诸多关键因素，在再制造设计定义与特点的基础上，通过实地调研，对一些现有结构进行面向再制造改进设计，使其结构更加合理，并运用再制造设计原理对月饼自动刷油扎孔机进行创新设计。面向再制造设计能充分挖掘废旧
摘要：文章分析了影响食品机械再制造设计的诸多关键因素，在再制造设计定义与特点的基础上，通过实地调研，对一些现有结构进行面向再制造改进设计，使其结构更加合理，并运用再制造设计原理对月饼自动刷油扎孔机进行创新设计。面向再制造设计能充分挖掘废旧食品机械所蕴含的资源价值，推动可持续发展战略方针。
关键词：面向再制造设计;再制造;资源节约;食品机械;设计实例
市场竞争的日益激烈与技术环境的日渐复杂，和可持续发展的急迫性与重要性，对食品机械企业的产品创新研制提出了更高要求。环境友好设计方法急需引入食品机械设计中，提升企业绿色产品设计能力。绿色设计指对食品机械结构及零件使用面向再制造设计(DesignforRemanufactu—ring)，使设备在设计初始便考虑其后续再制造可行性，令设备在生命周期末端获得优良的再制造能力。鲍宏等n1将面向再制造设计思维和创新设计两者结合，面向设备生命周期再制造性能多角度开展产品设计方法研究及应用。
1面向再制造设计概述
1.1中国食品机械现状
中国食品机械行业起步较晚，高起点企业较少，仍存在一些问题，例如，创新点弱。低水平产品较多，没有自主研发品牌，一些技术被国外垄断，需从国外进口大量食品机械，甚至一整套生产线。从事食品机械的研发团队较少，国家在该领域投入的科研经费、人力物力不足，导致食品机械更新换代较慢，生产线较为落后。由于食品机械质量欠缺，无法长时问服役，导致大量设备以及零部件废弃。进口设备消耗了国家大量资金，如果能将这些废旧设备回收再利用，将为国家以及企业节省一大笔开支[2]。
1.2面向再制造设计概念
再制造设计是依据再制造设计要求，利用先进的技术与设计方法，针对产品自身再制造属性和再制造生产流程中各个生产环节、技术单元以及资源使用进行全方位规划，得到最优再制造方案的全部过程。再制造设计的研究重点是产品设计初始的再制造性和验证评价;再制造系统涵盖了人员、设备及技术的功能、构成、构建、及运作规律的优化设计方法等。
再制造设计的最终目的是运用全系统全生命过程理论，使用先进的科学技术法与手段，设计出拥有优良再制造性的产品。再制造设计相比传统设计具有更高难度和技术要求，它有特殊约束条件和更高层次技术难度。利用再制造设计，依据设备情况，对再制造经济性与资源有害程度进行前期计算和预判，确定具体技术单元，最终得到面向废弃资源的最优再制造方案。在保证再制造品品质的前提下，完成了再制造资源回收最大化，环境污染最小化，是废旧产品进行再制造的科学依据[3]。
1.3再制造性与再制造度
再制造性为物体所固有，作为设备进行再制造的先决条件，是再制造研究的基础。相同设备在不同条件下具有不同的再制造性，再制造性不能脱离具体条件。设计初始无论是否面向再制造设计，产品的再制造性都客观存在，随着时间的推移再制造性会产生变化，并且由于智能化，创新化的技术发展，再制造性随之增加。
2面向食品机械再制造设计内容
2.1再制造设计与评价理论
传统的食品机械设计通常考虑设备可靠性、运行平稳性、可维护性等，为了提高设备在生命周期末端可用于再制造的能力，需对设备自身的再制造属性进行综合设计，即在设备设计初期需面向再制造整体过程进行设备结构等系列设计，并且对设计指标评估与校验，全面提升食品机械设备的再制造能力和效率。所以，需基于设备属性设计的相关方法和理论，建立再制造设计指标体系和新设备设计初始再制造设计和评价理论[5。6]。机械与电子产品失效曲线类似于浴盆形状。
在设备服役前期需调试，处于磨合期，失效率较高，但此时间段内维修简单，成本低廉;磨合期结束后为设备平稳运行阶段，此阶段偶发故障，多由于人工操作失误，维修较为容易;曲线第三阶段为损耗期，此阶段维修频次与维修成本上升。面向再制造设计考虑到零部件替换与核心零部件保护等，可延长设备偶发故障期，使损耗期故障率下降，减少零部件更换难度与维修难度，降低维修成本，使核心零部件重复利用，最终为企业节省成本[7.9]。
2.2食品机械梯度寿命设计
传统食品机械设备属于单周期产品，利用再制造技术可使其达到多寿命周期循环使用。面向再制造设计的食品机械多寿命周期是一种新型的设备服役模式，因而设计要求不同于传统的食品机械，其设计核心为针对再制造运用寿命梯度理论，以食品机械服役条件及时间作为基础进行零件梯度寿命设计。使价值较低，需要反复更换的零件服役时间等于设备单次服役时间;高价值可多次利用的零件服役时间根据工况与性能要求设计为设备单次服役时长的不同梯度倍数。那么在某种食品机械的第N次再制造中仅需更换一次寿命与已达到设计倍数服役年限的零件，简化了该设备再制造过程中零件剩余寿命评估与再制造工艺的使用。
3面向再制造的食品机械设计
3.1易于拆卸
拆解是进行再制造的必要过程。再制造拆解不同于一般拆卸，要求尽量多地保留拆卸下的零部件使其不受损坏，并保留核心零部件。部分企业已意识到此问题，开始运用卡式与接入式接头、模块化零部件，此类型零件更易被拆卸，大大缩短了拆解与装配耗时。拆卸需要按照一定的顺序进行，同一个设备有几种不同的拆卸顺序，面向再制造设计应该考虑拆卸顺序合理性，以下列举几种易拆卸结构[13_1…。
3.2易于运输
再制造是将处于生命周期末端的设备进行回收，为再制造品提供原材料。面向再制造设计的食品机械应尽量节省运输过程中所占空间，避免过多突出部分，因为结构突出部分易被损坏或需要独立空间。结构设计合理在装载过程中也具有优势，尽量使底面接触部分面积足够n“。
3.3易于分类
零件合理分类，对再制造设备质量有直接影响。合理并且快速地分类可以优化回收库存成本，缩短再制造时间。在面向再制造设计时应尽量使用标准件，避免出现过多零部件种类，使设备尽可能简化。为了使分类迅速进行，分类明朗化，应对相同零部件使用可识别记号进行标记，缩短分类耗的时[”]。
3.4易于清洗
清洗为再制造中至关重要的一步，影响再制造后续修复成功与否。由于拆卸下的零部件存在几何尺寸受损和螺纹结构等，加之食品机械所处的环境，使零部件易被油垢、食品残渣等污染，需彻底清洗才能提高再制造品的质量。面向再制造设计应尽量使设备表面光滑，易于清洗。可适当使用表面涂料等方法，减少由于清洗所造成的零部件损伤。
3.5易于修复
设备的修复和升级是再制造的一个重要程序，使其到达新品，甚至高于新品的质量，从而提升设备的市场竞争力。面向再制造设计时应增加零件可靠性，尽可能降低材料与结构的磨损与折断，锈蚀与污垢堆积。设计的部件应易于替换，有较好的升级性[18_2…。
4设计实例
4.1实例1
改进前，该齿轮连接结构的螺母7联合轴端限位将零件1与齿轮3串连在轴5上;零件2和零件6是限位所用套筒，4为键。齿轮属于易损零件，常被用于食品机械中，服役过程中需经常维护或更替，改进前对齿轮3进行维护或更换时，需要反复拆装零件6、7、1、2，加大作业量，过程中如有不慎，会损坏周围零部件，造成额外损失。将轴5左侧螺纹连接镜像地设计在右侧，改进后对齿轮4进行维护时，避免了反复拆、装的问题。面向再制造设计还可对一些其它结构进行改进设计，两侧零件无法独立装卸，同样出现维护不便的情况。
4.2实例2
4.2.1面向再制造的月饼自动刷油扎孔机设计通过对陕西省咸阳市红星软香酥厂调研了解到，在烤制时为了确保饼体不粘盘，且彻底烤熟，需在饼体表面刷油，并手L：fL，而该程序完全依赖人工进行.耗时费力。现利用面向再制造设计原理设计针对该操作的自动刷油扎孔机。
5结语
本文通过对面向再制造设计理论的分析，结合实际情况，对现有食品机械设备中存在的一些不合理结构，例如齿轮与换热结构，利用面向再制造设计理论进行改进设计，使其结构更加合理，便于拆卸，提升其再制造价值。并利用该理论对月饼自动刷油扎孔机进行创新设计，将传统需要人工操作的工序自动化，设备连接处采用易拆卸结构，整体结构设计合理，再制造性强，提升企业效益的同时，使废旧设备最大程度地投入再制造循环使用，节约了更多资源。
参考文献
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