再制造,铁路低碳经济的冲锋号* C! n* F& z$ \* p. {1 U
! c4 w. O1 I' S* O/ d6 ?$ l铁路科学技术是铁路第一生产力。动车组技术一旦引进,客车速度就立竿见影,迅速翻番,缩短了中国辽阔大地的时空距离,解放了客运生产力,成为光芒四射的世界亮点。如何乘胜追击,进一步挖掘铁路科学技术潜力,疏浚中国经济大动脉,打好解放铁路货运生产力的下一仗,已是当务之急。根据低碳经济,节能减排的世界总趋势,这一重担无疑将落在货车再制造技术的肩膀上。8 K. W9 B- F; v& F M" ~; S
铁路货车质量,可以三项指标为代表来衡量。0 C1 O0 Y& m1 m$ K k9 }+ v- Z
1,高摩擦磨损性能指标。它主要是货车使用寿命的基础,是延长货车维修周期的决定性因素。
4 |' |- t- P$ x2,高精度指标。它主要是货车运行质量的基础,是铁路货运效率的灵魂。3 ?! U7 n) f1 \* f& I2 w
3,高生产效率,低消耗低成本指标。它主要是货车工业的经济效益基础,是节约人力,材料,电力资源,减少`环境污染的关键。
2 s# G1 h' L6 \. Q 从货车新造开始,经历运行中的磨损,变形三大指标不断下降,直到法定年龄报废为止。所谓整旧如新,从来就是一场梦想。
9 T* ?6 ~6 E" l( k' l. X/ v* n* Z 货车再制造技术的出现,即将彻底改变这一历史面貌。磨损,变形后的货车,通过再制造,引入新材料,新技术,不仅恢复,而且可以整旧胜新,提超越原设计的三项指标,直到大大延长后的,科学报废年龄为止。
3 Y+ B: ~7 i4 B. u) s3 t, M! j为什么二次世界大战中生产的,美国B52重型轰炸机,经过两次再制造升级,寿命能延长50年?为什么当前大量采用纤维复合材料代替铝合金的,波音787梦幻客机,性能优异震惊全世界?为什么高瞻远瞩的国家发改委和工信部,一再支持,资助,并亲自组织,主持全国再制造试点工作?为什么11届3次人大会议中,要举行开展再制造的人大代表集体采访?归根到底,也都是这个道理。
# ^! j u/ y3 [7 j5 E: O7 \4 l铁路高分子涂层技术,曾通过中国铁道部鉴定批准,在蒸汽机车上推广应用,并获得美英MACHINE DESIGN,DESIGN ENGINEERING等国际知名杂志报道和推荐,近年来又通过煤矿,橡胶机械等重载,精密零部件的验证,不断创新,就是这样的再制造技术之一。具体分析如下:' q# P( t$ h9 Y" b6 N
【一】铁路高分子涂层再制造技术的三大特色。) O, F3 s/ d: W$ ^' [: Y. e3 i
1,采用现代复合材料作为摩擦副中一方的工作面,代替传统的金属~金属摩擦副。从而赋予制造,再制造后的零部件以超越原设计的摩擦磨损性能。以铁路DP系列高分子复合材料已经达到的水平为例,DP复合材料~钢摩擦副的磨损率可低到一般货车所用,以耐磨著称的,巴氏合金的1/7。摩擦系数[代表减磨性] 为铁~钢摩擦副的1/10。均远低于目前金属~金属摩擦副。因此在抗磨,减磨性能指标上,较采用金属材料摩擦副的现代货车,包括号称世界水平的K4,K5转向架摩擦副高近7~10倍。不言而喻,使用寿命必然因此大幅度增长。高分子复合材料不仅以柔克刚,本身耐磨,其寿命保证期,可以高于原设计的新品。又因避免了硬碰硬,相互克制,从而保护其摩擦对方,很少磨损,寿命更长。同时还具备了优异的抗腐蚀,耐酸碱,抗震减震,降低噪音,抗咬合,拉伤,抗爬行等性能。其它如抗冲击,抗压,抗剪切,等强度均符合货车重载低速零部件的要求,而且在不断创新中。复合材料还可以解决高温焊接无法解决的许多问题。
; s& E; U. X3 f1 m2,采用一步到位的高分子涂料模压成型工艺,代替传统的,焊补,热处理,调直,然后再一个工作面,一个工作面地粗加工,精加工,钳工镶配。从而大幅度提高机械精度。由于各工作面的,涂层工序都是在在同一工装中,一次调整,同时完成的。各工作面的形状,尺寸,公差,粗糙度等标准由工装保证,全面达到互换要求。涂层操作时涂料尚接近于半流体状态,几乎可以按需要,随心所欲地,调整各个工作面间或工件间的相互组装位置,使同心度,接触精度等装配精度做到接近100%。更非传统工艺所敢想象。例如,货车关键精度指标轴距,现代货车包括进口货车都设计为2mm。采用高分子涂层工艺后,轴距达到0.1~0.2mm是不成问题的。而且工艺简单,成本低。轴距精度标准提高10~20倍,对货车运行质量和钢轨,轮对,转向架寿命影响之大,可想而知
) H) R5 h) w D3 z4 v' K+ K, | 3,由于材料和工艺的改革,不再需要昂贵的精密机床,热处理设备投资,高技术钳工。又可以成批再制造,其成本之低,生产效率之高,是传统制造,修理工艺无法比拟的。如货车关键另部件之一的承载鞍,由于加工面多焊修容易变形,一般加工到限后就报废。采用机械精密化涂技术再制造,费用只相当于新品的1/3。寿命,性能都高于新品,又能保护相对的侧架面很少磨损。全国近500万个承载鞍,其经济效益绝非一般。
O2 ?) A6 P$ q) `【二】货车再制造的价值和意义
+ ]" n* i. S" c x* o1 y以铁路高分子涂层技术为基础,进行铁路货车转向架各大零部件的再制造,与路外激光表面熔覆技术进行车购再制造;SKF技术进行铁路轴承再制造;精密喷射成型技术试行车轮再制造【投资2500万,正在试验中】等等互相配合,完整的铁路货车再制造体系,条件正趋成熟。一旦推广,它的影响将是:
, N& j0 L' _+ U1,铁路安全运输更有保证。例如,中国铁路提速三年来,严重影响铁路安全的十大货车事故临修问题,年年发表,年年重复,一直没有解决。仅心盘螺栓折断一项,只哈尔滨一个铁路局,短短一周之内,就曾发生1600多起。一旦实施高分子涂层技术,装配精度大幅度提高,立即可以彻底解决全部问题50%以上。
9 b% }: ~ F8 U/ U: x6 Y1 g2,货车运行性能普遍提高,仅货车的关键轴距精度,就可以提高10~20倍。从而大幅度改善运行质量,降低机车牵引动力的消耗和钢轨,轮缘,转向架各摩擦副的磨损。再者,取消厂修后,货车厂修许可限度以及相应的合法质量偏差,不复存在。运行中的货车,几乎都成新造车,运行质量必然明显上升1 G& K9 j N" a* W
3,货车修理技术大幅度简化,修理体制升级为再制造。成本低,经济效益巨大,几乎不需要设备投资,上马快。实施再制造后摇枕侧架三大件等重大零部件,不再需要重型的电焊,热处理设备,专用组合机床,可由铁路企业自己采用再制造技术,低成本批量供应【侧架单价3000元以上,再制造达到甚至超越设计水平,成本不到300元。】。整车从此可由企业就地修复运用。此后不再进厂。又为铁路节省巨额运输量和厂修费用。货车段修简化为换件修。大大减少铁路一线的负担% F/ p1 J. e6 I4 M
4,为低碳经济树立新典范。不同于美国,我国是铁路运输大国,货车将近70万辆。论低碳经济,铁路本来就比汽车优越。货车再制造实施后,铁路低碳经济更上一层楼。把美国远远的甩在后边。其示范作用不可估量。
1 w. i0 {, r7 I! N西方把追求现代机械产品的高精度要求,重点放在昂贵的切削加工设备上,而发展后的高分子纳米涂层技术,完全可以从高精度【特别是装配精度】,高效率,低设备投资,低成本等方面超越他们,成为我国冲击世界水平的杀手锏。% b% B) X! {& `, ^0 j
可见,铁路货车再制造的价值,意义,已远远超越一般修旧利废的节约范畴。其试点比汽车再制造试点可能更重要。) d6 n9 P/ K* Z. w, |) v
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参考 1,技术鉴定证书 铁道部技初86025号
/ T: o9 ]8 Z& p" k2 n6 x k2, 86工技字 179号高分子涂层技术推广应用铁道部三局联合通知
" l: x" |/ u; P/ S. u 3,“Composite Bondo repairs worn locomotive parts。”
: d$ N" ?) o) ~6 q [Design International ] MACHINE DESIGN Sept 1987 0 n6 R8 N3 |' ^: @$ W- @ z! y' E. X
4,“Low friction composite designed for repair of sliding machinery parts “。 DESIGN ENGINEERING Oct 1988。 1 |& ]& C4 u) i' S
5,“精密涂层技术大批量修复煤矿支柱液压缸”煤矿机电1997,2
+ \! S0 M& T- Q- q6 ,“精密涂层技术的应用”,机械工程师杂志2002年3期。6 D, D$ S, K$ Y, g
7,超越厂修水平的铁路货车段修新技术 查谷歌* O6 C, d$ V Q3 Y1 T: V
8,循环经济下的机械制造,再制造 查谷歌网6 V% g& q$ Q! o5 S8 Z9 s
9,邀请工矿铁路联合创新 查谷歌网 |