[00011708]发展中的铁路模式再制造技术

　　发展中的铁路再制造技术 　　机械工业的摇钱树 　　研发推广再制造技术是21世纪，我国机械工业节能减排降耗，实现低碳经济的核心措施。以国家发改委，科技部，工信部为主的中央十一个部委，高瞻远瞩，史无先例地联合组织，全力推动机电再制造事业，已获得可喜成效。但由于目前机械再制造主要依赖于引进技术及其昂贵的装备，多数机械工厂都负担不起，因而步履蹒跚， 就解决我国机械工业等每年因磨损,腐蚀、报废造成逾千亿元的损失而言，还仅仅只是沧海一粟。远远满足不了国家要求。其实20年前，中国铁路系统研制的高分子涂层再制造技术，就已经通过铜陵，柳州2个铁路工厂和从南到北6个铁路局中的, 5个科研所，7个机务段,组织了2年的运行试验，由铁道部鉴定批准，下令在全路推广。并被 MACHINE DESIGN, DESIGN ENGINEERING等美，英媒体报道推荐，列为世界级新技术。近年来紧跟现代表面技术和复合材料的飞跃发展，继续不断地在改造升级，完全可以出奇制胜，推广应用到许多机械企业中去。凡是批量大，重载，中常工作温度的摩擦副，和多工作面配合部位，大都可以借此提高摩擦磨损润滑性能，提高机械精密度，特别是组装精度，提高安全性能，提高生产效率，提高经济效益，而且操作工艺简单易行，大量节约设备投资，上马快。 　　铁路模式再制造技术的基本点有二： 　　【一】在原材料上，以现代高分子，包括微米级，纳米级复合材料，取代机械，理化性能已经落后的传统金属材料。例如：高分子涂料的摩擦磨损润滑性能，一般均超过传统金属材料。其中铁路DP型涂料性能格外突出，与其他修理材料对比，在M2000型试验机上测定的性能数据如下： 　　测定条件： 轴压 500 N，转速 400 rpm， 滴油润滑。 　　试块材料 试验时间 　　分钟 摩擦系数 磨痕宽度 　　mm 温度 　　0C 磨损率 　　mm3/KM 状态 　　DP涂料 1440 0.008 3.3 40 0.005 良好 　　青铜 3 0.2 7.5 120 不正常 　　铸铁 5 0.09 110 开始啃伤 　　货车用耐磨合金 25 0.008 5 35 0.036 良好 　　四种材料在测定的摩擦磨损性能上对比，DP涂料遥遥领先。巴士耐磨合金虽然在摩擦系数与DP涂料类似，但在耐磨性能上，后者较前者要高7倍。一般高分子涂料摩擦系数在0.04左右，而DP涂料仅0.008，因而摩擦阻力高出DP涂料近5倍。个别涂料也有达到0.008的,但测试证明，其磨损率超过DP涂料十倍以上。在实际应用中，如橡胶厂的炼胶机的轧辊轴承，材质原设计为青铜。用多个稳钉固定在轴箱体上,以免在辊碾力下松动。工作轴压44吨，轴颈为 ￠250 × 200mm.。在采用精密涂层技术再制造时时,不用铜瓦，直接在轴箱体上涂层，也无需稳钉。经过四个月，双班运行后检查，几乎量不出磨损来。 　　DP型 涂料 不仅本身耐磨，还能保护其对磨件，极少磨损，并避免拉伤。例如，离心式给水泵平衡轮的材料是昂贵的特殊铸铜与铸铁体形成摩擦副，每分钟转数上千。由于在高速起动下承受很大的冲击力，一般寿命只半年，有的几天就啃伤，平衡轮报废。采用精密涂层技术不仅可以把啃伤的平衡轮修复使用，寿命还较新轮提高三倍。又如，同一台铁路机车，前后轴箱的滑动面分别与铸铁工作面，涂层工作面形成摩擦副，运行时由于缺油。前者严重拉伤，而后者则全部光滑如初。此外，涂层也解决了工作面生锈和酸碱腐蚀问题；解决了可焊性差或不能焊的铝,铜,高碳钢,陶瓷，合金等另部件的修复问题。例如3米多长的中碳钢机车摇杆，纵向载荷达40吨以上，在弯道运行时，侧面承受很大的压力和冲击，为了保证安全，检修规程中制定了，焊接前后严格的热处理要求，但是在磁粉探伤时往往仍然有轻微的裂纹显示，经常为此争论不休。精密涂层技术最后把问题解决了。高温焊接应力和裂纹，摩擦副咬合等原因导致的机械故障，特别是铁路机车，车辆临修，故障，占很高比例。精密涂层技术修复的机械另部件，以涂层粘结取代金属焊接，从此将彻底地消灭掉这些安全隐患。目前，纳米复合材料的价格高昂，推广尚需时日，但是微米复合材料已足以满足大量机械磨损件要求。为机械工业创造大量财富 　　【二】在成型工艺上，不再依仗各种类型的焊补设备，热处理设备，精密昂贵的组合机床，加工中心；也不再依仗劳民伤财，低效率的手工镶配，不需要当前的多阶段，多工位地进行补焊，消除内应力，反复切削，组装镶配等复杂冗长的成型技术，就能在工件原地，用同一工装，一次表面涂层，将磨损的机械全面恢复到原设计尺寸，精度，并将其同心度，中心距，接触密度等关键装配精度，提高到一般切削成型工艺，难以达到的水平。特别适合于缺少重型设备的工矿企业，自己进行再制造。模压成型生产率比切削成型效率成倍增长，生产周期成倍压缩。由于基本上不需要设备投资，成本低，上马快。 　　精密度是机械性能的灵魂。同一规格的进口机械，在寿命，安全服务周期，价格等方面往往成倍地高出国产品，其主要差距就在机械精密度，特别是装配精密度上。多少年来，提高机械精度，主要靠的是压缩机械各个零件，每一个尺寸的加工误差。为此需要设计，投资昂贵的加工设备，牺牲生产效率和经济效益。高分子再制造技术则不然。其机械精度是当磨损零件清除污垢后，有关零部件在组装状态时，靠采用高分子涂料，模压形成的。当时涂料尚处于半流体状态，各零件相对位置可以自由调整。只要精密量具可以发现的误差 ，再制造涂层都可以全部加以纠正。可见，其精密度之高，任何其它再制造技术无法望其项背。例如：机车导轮转向架是由中心体，左、右矩型横梁，轴箱，等分别加工，用螺栓紧固成一体的。由于各部位加工偏差，组装后各镶嵌面，必然产生间隙。因此经过长年运行颠簸变形，经常发生结构松动，结合螺栓惯性折断事故。如用传统工艺修复，需要大面积补焊，而薄壁铸钢构架形状复杂，焊后变形大，调修困难，还需要大型龙门刨加工，且各孔堵焊后要重新平台画线、钻孔、铰孔、重配螺栓。误差的积累，仍所难免。而采用精密涂层技术时，只需将整形后的横梁涂上脱模剂，放入填有涂料的构架槽内，将轴箱按要求调整到位，清理掉挤出来多余的涂料，【不需要连接的工作面要予涂脱模剂】待涂层部位局部加温固化后，即可投入应用。调整中由于涂层尚在浆糊状态，组装精度几乎可以做到随心所欲地调整。 全部工作面一次同时完成，接触程度达到近100%。其精密度、工作效率、效益之高，远非传统修理技术所能比拟。再者，涂层薄膜在结合面间，还可以起到类似新一代客车转向架弹性定位器的作用，削弱冲击，震动，噪音等危害。避免了金属接触面锈死等问题。 　　国内外不同高分子涂料性能差异很大。价格每公斤也由500元到数千元不等。而铁路DP型涂料成本每公斤不到200元【可以修复1mm深的磨损，4000cm2】。例如，铁路货车转向架侧架单价3000元以上，再制造产品性能超越原设计水平，寿命保证不低于新造，而成本【包括涂料商利润】不到300元[。铁路货车超出600,000辆，侧架2,400,000个。仅此一项，就不能看出，一旦实现货车再制造，经济效益非同一般。其环保意义，国际示范作用更不可估量，远远超越一般修旧利废的节约范畴。 　　综上所述。铁路模式的高分子涂层再制造技术，将可以为多数机械工业解决以下几方面的困难； 　　一，解决大型，重型，精密型工件修复中的补焊，热处理，加工成型，钳工装配问题。提高生产效率和经济效益。 　　二，提高工件摩擦磨损润滑性能，延长使用寿命 　　三，减少事故临修，提高安全率 　　铁路模式再制造的技术水平，还远没有充分发挥和应用，今天复合材料和现代成型工艺已经提供的条件。前途无量，有待于进一步共同研发，推广，使之迅速成长为机械工业第一摇钱树。