本文摘要：摘要：文章分析了影響食品機械再制造設計的諸多關鍵因素，在再制造設計定義與特點的基礎上，通過實地調研，對一些現有結構進行面向再制造改進設計，使其結構更加合理，并運用再制造設計原理對月餅自動刷油扎孔機進行創新設計。面向再制造設計能充分挖掘廢舊
摘要：文章分析了影響食品機械再制造設計的諸多關鍵因素，在再制造設計定義與特點的基礎上，通過實地調研，對一些現有結構進行面向再制造改進設計，使其結構更加合理，并運用再制造設計原理對月餅自動刷油扎孔機進行創新設計。面向再制造設計能充分挖掘廢舊食品機械所蘊含的資源價值，推動可持續發展戰略方針。
關鍵詞：面向再制造設計;再制造;資源節約;食品機械;設計實例
市場競爭的日益激烈與技術環境的日漸復雜，和可持續發展的急迫性與重要性，對食品機械企業的產品創新研制提出了更高要求。環境友好設計方法急需引入食品機械設計中，提升企業綠色產品設計能力。綠色設計指對食品機械結構及零件使用面向再制造設計(DesignforRemanufactu—ring)，使設備在設計初始便考慮其后續再制造可行性，令設備在生命周期末端獲得優良的再制造能力。鮑宏等n1將面向再制造設計思維和創新設計兩者結合，面向設備生命周期再制造性能多角度開展產品設計方法研究及應用。
1面向再制造設計概述
1.1中國食品機械現狀
中國食品機械行業起步較晚，高起點企業較少，仍存在一些問題，例如，創新點弱。低水平產品較多，沒有自主研發品牌，一些技術被國外壟斷，需從國外進口大量食品機械，甚至一整套生產線。從事食品機械的研發團隊較少，國家在該領域投入的科研經費、人力物力不足，導致食品機械更新換代較慢，生產線較為落后。由于食品機械質量欠缺，無法長時問服役，導致大量設備以及零部件廢棄。進口設備消耗了國家大量資金，如果能將這些廢舊設備回收再利用，將為國家以及企業節省一大筆開支[2]。
1.2面向再制造設計概念
再制造設計是依據再制造設計要求，利用先進的技術與設計方法，針對產品自身再制造屬性和再制造生產流程中各個生產環節、技術單元以及資源使用進行全方位規劃，得到最優再制造方案的全部過程。再制造設計的研究重點是產品設計初始的再制造性和驗證評價;再制造系統涵蓋了人員、設備及技術的功能、構成、構建、及運作規律的優化設計方法等。
再制造設計的最終目的是運用全系統全生命過程理論，使用先進的科學技術法與手段，設計出擁有優良再制造性的產品。再制造設計相比傳統設計具有更高難度和技術要求，它有特殊約束條件和更高層次技術難度。利用再制造設計，依據設備情況，對再制造經濟性與資源有害程度進行前期計算和預判，確定具體技術單元，最終得到面向廢棄資源的最優再制造方案。在保證再制造品品質的前提下，完成了再制造資源回收最大化，環境污染最小化，是廢舊產品進行再制造的科學依據[3]。
1.3再制造性與再制造度
再制造性為物體所固有，作為設備進行再制造的先決條件，是再制造研究的基礎。相同設備在不同條件下具有不同的再制造性，再制造性不能脫離具體條件。設計初始無論是否面向再制造設計，產品的再制造性都客觀存在，隨著時間的推移再制造性會產生變化，并且由于智能化，創新化的技術發展，再制造性隨之增加。
2面向食品機械再制造設計內容
2.1再制造設計與評價理論
傳統的食品機械設計通�？紤]設備可靠性、運行平穩性、可維護性等，為了提高設備在生命周期末端可用于再制造的能力，需對設備自身的再制造屬性進行綜合設計，即在設備設計初期需面向再制造整體過程進行設備結構等系列設計，并且對設計指標評估與校驗，全面提升食品機械設備的再制造能力和效率。所以，需基于設備屬性設計的相關方法和理論，建立再制造設計指標體系和新設備設計初始再制造設計和評價理論[5。6]。機械與電子產品失效曲線類似于浴盆形狀。
在設備服役前期需調試，處于磨合期，失效率較高，但此時間段內維修簡單，成本低廉;磨合期結束后為設備平穩運行階段，此階段偶發故障，多由于人工操作失誤，維修較為容易;曲線第三階段為損耗期，此階段維修頻次與維修成本上升。面向再制造設計考慮到零部件替換與核心零部件保護等，可延長設備偶發故障期，使損耗期故障率下降，減少零部件更換難度與維修難度，降低維修成本，使核心零部件重復利用，最終為企業節省成本[7.9]。
2.2食品機械梯度壽命設計
傳統食品機械設備屬于單周期產品，利用再制造技術可使其達到多壽命周期循環使用。面向再制造設計的食品機械多壽命周期是一種新型的設備服役模式，因而設計要求不同于傳統的食品機械，其設計核心為針對再制造運用壽命梯度理論，以食品機械服役條件及時間作為基礎進行零件梯度壽命設計。使價值較低，需要反復更換的零件服役時間等于設備單次服役時間;高價值可多次利用的零件服役時間根據工況與性能要求設計為設備單次服役時長的不同梯度倍數。那么在某種食品機械的第N次再制造中僅需更換一次壽命與已達到設計倍數服役年限的零件，簡化了該設備再制造過程中零件剩余壽命評估與再制造工藝的使用。
3面向再制造的食品機械設計
3.1易于拆卸
拆解是進行再制造的必要過程。再制造拆解不同于一般拆卸，要求盡量多地保留拆卸下的零部件使其不受損壞，并保留核心零部件。部分企業已意識到此問題，開始運用卡式與接入式接頭、模塊化零部件，此類型零件更易被拆卸，大大縮短了拆解與裝配耗時。拆卸需要按照一定的順序進行，同一個設備有幾種不同的拆卸順序，面向再制造設計應該考慮拆卸順序合理性，以下列舉幾種易拆卸結構[13_1…。
3.2易于運輸
再制造是將處于生命周期末端的設備進行回收，為再制造品提供原材料。面向再制造設計的食品機械應盡量節省運輸過程中所占空間，避免過多突出部分，因為結構突出部分易被損壞或需要獨立空間。結構設計合理在裝載過程中也具有優勢，盡量使底面接觸部分面積足夠n“。
3.3易于分類
零件合理分類，對再制造設備質量有直接影響。合理并且快速地分類可以優化回收庫存成本，縮短再制造時間。在面向再制造設計時應盡量使用標準件，避免出現過多零部件種類，使設備盡可能簡化。為了使分類迅速進行，分類明朗化，應對相同零部件使用可識別記號進行標記，縮短分類耗的時[”]。
3.4易于清洗
清洗為再制造中至關重要的一步，影響再制造后續修復成功與否。由于拆卸下的零部件存在幾何尺寸受損和螺紋結構等，加之食品機械所處的環境，使零部件易被油垢、食品殘渣等污染，需徹底清洗才能提高再制造品的質量。面向再制造設計應盡量使設備表面光滑，易于清洗�？蛇m當使用表面涂料等方法，減少由于清洗所造成的零部件損傷。
3.5易于修復
設備的修復和升級是再制造的一個重要程序，使其到達新品，甚至高于新品的質量，從而提升設備的市場競爭力。面向再制造設計時應增加零件可靠性，盡可能降低材料與結構的磨損與折斷，銹蝕與污垢堆積。設計的部件應易于替換，有較好的升級性[18_2…。
4設計實例
4.1實例1
改進前，該齒輪連接結構的螺母7聯合軸端限位將零件1與齒輪3串連在軸5上;零件2和零件6是限位所用套筒，4為鍵。齒輪屬于易損零件，常被用于食品機械中，服役過程中需經常維護或更替，改進前對齒輪3進行維護或更換時，需要反復拆裝零件6、7、1、2，加大作業量，過程中如有不慎，會損壞周圍零部件，造成額外損失。將軸5左側螺紋連接鏡像地設計在右側，改進后對齒輪4進行維護時，避免了反復拆、裝的問題。面向再制造設計還可對一些其它結構進行改進設計，兩側零件無法獨立裝卸，同樣出現維護不便的情況。
4.2實例2
4.2.1面向再制造的月餅自動刷油扎孔機設計通過對陜西省咸陽市紅星軟香酥廠調研了解到，在烤制時為了確保餅體不粘盤，且徹底烤熟，需在餅體表面刷油，并手L：fL，而該程序完全依賴人工進行.耗時費力。現利用面向再制造設計原理設計針對該操作的自動刷油扎孔機。
5結語
本文通過對面向再制造設計理論的分析，結合實際情況，對現有食品機械設備中存在的一些不合理結構，例如齒輪與換熱結構，利用面向再制造設計理論進行改進設計，使其結構更加合理，便于拆卸，提升其再制造價值。并利用該理論對月餅自動刷油扎孔機進行創新設計，將傳統需要人工操作的工序自動化，設備連接處采用易拆卸結構，整體結構設計合理，再制造性強，提升企業效益的同時，使廢舊設備最大程度地投入再制造循環使用，節約了更多資源。
參考文獻
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食品機械論文投稿刊物：《包裝與食品機械》主要報導國內外包裝與食品機械、工藝、包裝材料、食品包裝等方面的內容，辟有試驗研究、設計探討、行業發展、技術綜述、經驗交流、標準規范、供求信息、技術轉讓、簡訊、信息窗等欄目。
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