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鐵路貨車工廠優越的廠房設備,大型和專業的焊接和熱處理設備,各種類型的機床加工設備等等,是車輛段無法比擬的。許多貨車重大另部件,工廠有能力修理,車輛段卻不能勝任或達不到質量標準。因此,對貨車段修的質量要求,只能低于廠修質量,更低于新造車質量。事實上,目前的廠,段修技術標準,就是這樣分別制定的。廠修是基本修,段修只能是輔助修。輔助修離不開基本修,鐵道部離不開工廠,似乎已成鐵定律規。盡管鐵道部和車輛修理工廠,從組織上分了家,也無法打破這一藕斷絲連的常規。但是必須承認,任何規律,都是受客觀條件制約的。客觀條件改變了,規律也就必然跟著改變。科學技術是第一生產力,是生產的決定性因素。組織命令解決不了的問題,只能依靠科學技術來解決。貨車檢修水平也不例外。只要突出技術創新,使段修技術水平,超越當前的廠修技術水平,那么不需要什么設備投資 車輛段就有可能,全面承擔起貨車修理任務,不再依賴工廠。同時,段修質量超越當前的廠修質量,甚至超越新造車質量,也是完全可能的。精密涂層技術就是這樣的新技術之一。
[一]精密涂層技術的工藝、材料特征和優勢。
[1]工藝特征:從繁重的焊接、熱處理、粗加工、精加工、人工鑲配等多工位、多設備、反復成型的傳統工藝,轉向精簡的,單工位[或原地]、單工裝、一次模塑,各工作面同時成型工藝方向發展。
簡化后的工藝流程,[以修理或制造互換件為例]如下圖:
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復合涂料A組,B組,按比例 分別稱重, 混合均勻
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模具定位 |
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工件表面清除銹垢, 必要時噴砂處理 |
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工件放入模具調整定位, 擠出并清除多余涂料后. 恒溫加熱700C,1~3 小時,緩冷到室溫,取出 |
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用刮刀將糊狀復合涂料 填滿舊件缺陷, 或新件予留的涂層厚度中 |
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工件全部修復 達到互換水平 |
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工件全部修復 達到互換水平 |
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工件放入模具調整定位, 擠出并清除多余涂料后. 恒溫加熱700C,1~3 小時,緩冷到室溫,取出 |
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用刮刀將糊狀復合涂料 填滿舊件缺陷, 或新件予留的涂層厚度中 |
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工件全部修復 達到互換水平 |
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工藝優勢:1,高精度。從以上流程圖可以看到,工件表面的形狀尺寸是“一個模子里倒出來的”必然能達到互換要求。磨損的工件不僅可以修復到原形尺寸,同時由于在涂層開始初期,涂料尚處于流體狀態時,工件與工件間的相對位置可以調整,使固化后的同心度,平行度,接觸程度等配合精度幾乎達到100%,遠遠超過傳統工藝所能達到的水平;
2,成型靠模子,不需要昂貴的重型,精密機床,專用焊接,熱處理設備;
3,工序大量精簡,效率成倍提高;
4,沒有高溫操作。不產生高溫應力,變形。不存在難焊,禁焊問題
[2]材料特征:從單純地依賴金屬材料,轉向發展現代高性能復合材料。它代表了世界裝備制造業發展的總趨勢。正在生產中的波音787夢幻客機,就是大量采用復合材料代替鋁合金,創造了世界水平,令舉世震驚的成功范例。
材料優勢:1,大幅度提高摩擦磨損潤滑性能,使用壽命。例如,鐵路系統開發的DP型高分子復合材料,其磨損率僅為一般貨車巴氏耐磨合金的1/7。摩擦系數[決定摩擦阻力,減磨性能]僅0.008,不到一般鋼鐵,青銅摩擦副的1/10 [M2000摩擦磨損試驗機測定數據];
2,復合涂料不僅本身耐磨,而且可以保護其對磨件不拉傷,極少磨損。而且啟動摩擦和動摩擦系數接近,非常有利于往復運動并能克服爬行;
3,抗腐蝕,耐酸堿。
精密涂層技術,在當年美國“機械設計”雜志上,以中華人民共和國唯一的新產品代表的面目,出現在世界新設計欄目上時,雜志的執行總編還專門為它起了一個名字叫BONDO,意思是“粘一下,什么都解決了”。英國“設計工程”雜志在發表文章時的評語是:“中國為機車修理而開發的抗磨復合材料,可能廣泛地應用于重型工程”
[二],實施精密涂層新技術,提高段修水平的三個步驟。
[1],第一步:首先從立竿見影地,強化運輸安全的項目入手。使段修突破被動的,防守型的安全傳統,向主動的,創新型“鐵路安全第一”方向跨越。例如,側架立柱磨耗板松動是貨車提速后,十大故障臨修問題之一[附件1]。為此,規章中制定有嚴格的技術要求,如用0.1 塞尺檢查不得觸及螺栓跟部,保證連接螺栓一定的緊固力等。盡管由此添加了不少施工難度,但故障仍有增無減。其實,在鐵道部20年前,鑒定批準的高分子涂層技術中,就有解決這樣問題的實例。只要突破現行規章制度,組裝時采用精密涂層技術,一切都不用改變,不費吹灰之力,就能使螺栓,磨耗板和立柱各面,密合接觸近100%,并粘接成一體,既耐震又防震。從源頭上徹底消滅故障因素。提速后另一個十大故障,下心盤螺栓慣性折斷問題,情況與此完全類似。
2004全年 “鐵道車輛”雜志上,研討當前鐵路貨車,慣性運行和維修故障的文章共19篇。分析故障原因中,絕大部分產生于加工或組裝精度不夠,焊修熱應力,摩擦磨損性能差等三類問題。這些都是涂層精密化技術長于解決的難題。可以預計,精密涂層技術的實施,可以保證根除貨車50%原有的慣性質量故障。其影響鐵路運輸安全和效益效率之大,將是空前的。
盡管精密涂層技術已通過鐵道部鑒定,批準在蒸汽機車上應用,但是應用到貨車上,仍必須按照法定程序進行驗證,然后推廣。由于組裝涂層只是填充間隙,不改變,不削弱原有機體的強度,因此驗證只會在原基礎上變好,不可能變壞,不擔負任何風險。
[2],第二步:段修逐步取代廠修
1,擴大段修范圍,直到包括段修禁區的側架,搖枕三大件。為了簡化車輛段作為直接運輸部門的負擔,輪對等大型或精密的互換件可以由鐵路局設專業部門供應。為了簡化段修修程,建議調整三大件磨損部位的設計為組合式。
2,擴大當前的廠修范圍。例如貨車轉向架的承載鞍,由于結構復雜,工作面多,焊修變形大,目前廠修時一臺車8個承載鞍全部報廢。全年以6萬臺廠修車計報廢量約48萬,再加上26萬段修車中的報廢量,數量驚人。其中絕大部分可以在實施新段修后挽回,達到節能降耗,保護環境的目的。
[3],第三步:向貨車世界水平沖擊
鐵路貨車工業的技術水平,可以三大指標為代表來衡量。一,高精度指標。它反映的是貨車的運行質量基礎,是鐵路貨運效率的靈魂。二,高摩擦磨損性能指標。它反映的是貨車的使用壽命基礎,是延長貨車維修周期的決定性因素。三,高效率,低消耗指標。它反映的是貨車工業的經濟效益基礎,是節約人力,材料,電力資源,減少`環境污染,縮短生產周期的關鍵。
貨車段修通過精密涂層技術的實施,在三方面都將有大幅度提高。[附件2] 尤其突出的是高精度。例如,貨車的重大精度指標之一軸距指標,也就是軸與軸間平行度和距離的最大許可偏差值。軸距偏差導致列車,在前進的方向上,有的輪對偏左轉動,有的輪對偏右轉動。一列貨車有上百條輪對,不但由此產生的運行阻力大,消耗的牽引能量大,或速度提不上來。而且增加了鋼軌,輪緣和轉向架各摩擦副的磨損。貨物列車速度愈高,載重量愈大,影響就愈突出。這一點設計人員都清楚。但是,軸距偏差是從搖枕心盤到輪對,一系列另部件加工和組裝誤差的積累。要靠傳統工藝,即使一個一個工作面地精工細做,成本高,周期長,標準卻仍然提高了不多少。為什么世界水平的K5轉向架的軸距設計標準仍然保持 2毫米,和其他車型一樣,也就是這個道理。如果改用復合材料涂層技術,把一系列的誤差,最后從承載鞍涂層上全部借正。根據實踐經驗,軸距達到0.1~0.2mm是不成問題的。而且工藝簡單,成本低。軸距精度標準提高10~20倍,從而降低鋼軌和輪緣等的磨損,降低牽引力消耗,改善高速重載列的車運行質量,為挑戰世界水平,打下基礎。
該是鐵路局,車輛段較勁的時候了。作為一個87歲的,鐵路退休機械高級工程師,我愿意第一個站出來無償地,全力支持你們!
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