[00011708]發展中的鐵路模式再制造技術

　　發展中的鐵路再制造技術 　　機械工業的搖錢樹 　　研發推廣再制造技術是21世紀，我國機械工業節能減排降耗，實現低碳經濟的核心措施。以國家發改委，科技部，工信部為主的中央十一個部委，高瞻遠矚，史無先例地聯合組織，全力推動機電再制造事業，已獲得可喜成效。但由于目前機械再制造主要依賴于引進技術及其昂貴的裝備，多數機械工廠都負擔不起，因而步履蹣跚， 就解決我國機械工業等每年因磨損,腐蝕、報廢造成逾千億元的損失而言，還僅僅只是滄海一粟。遠遠滿足不了國家要求。其實20年前，中國鐵路系統研制的高分子涂層再制造技術，就已經通過銅陵，柳州2個鐵路工廠和從南到北6個鐵路局中的, 5個科研所，7個機務段,組織了2年的運行試驗，由鐵道部鑒定批準，下令在全路推廣。并被 MACHINE DESIGN, DESIGN ENGINEERING等美，英媒體報道推薦，列為世界級新技術。近年來緊跟現代表面技術和復合材料的飛躍發展，繼續不斷地在改造升級，完全可以出奇制勝，推廣應用到許多機械企業中去。凡是批量大，重載，中常工作溫度的摩擦副，和多工作面配合部位，大都可以借此提高摩擦磨損潤滑性能，提高機械精密度，特別是組裝精度，提高安全性能，提高生產效率，提高經濟效益，而且操作工藝簡單易行，大量節約設備投資，上馬快。 　　鐵路模式再制造技術的基本點有二： 　　【一】在原材料上，以現代高分子，包括微米級，納米級復合材料，取代機械，理化性能已經落后的傳統金屬材料。例如：高分子涂料的摩擦磨損潤滑性能，一般均超過傳統金屬材料。其中鐵路DP型涂料性能格外突出，與其他修理材料對比，在M2000型試驗機上測定的性能數據如下： 　　測定條件： 軸壓 500 N，轉速 400 rpm， 滴油潤滑。 　　試塊材料 試驗時間 　　分鐘 摩擦系數 磨痕寬度 　　mm 溫度 　　0C 磨損率 　　mm3/KM 狀態 　　DP涂料 1440 0.008 3.3 40 0.005 良好 　　青銅 3 0.2 7.5 120 不正常 　　鑄鐵 5 0.09 110 開始啃傷 　　貨車用耐磨合金 25 0.008 5 35 0.036 良好 　　四種材料在測定的摩擦磨損性能上對比，DP涂料遙遙領先。巴士耐磨合金雖然在摩擦系數與DP涂料類似，但在耐磨性能上，后者較前者要高7倍。一般高分子涂料摩擦系數在0.04左右，而DP涂料僅0.008，因而摩擦阻力高出DP涂料近5倍。個別涂料也有達到0.008的,但測試證明，其磨損率超過DP涂料十倍以上。在實際應用中，如橡膠廠的煉膠機的軋輥軸承，材質原設計為青銅。用多個穩釘固定在軸箱體上,以免在輥碾力下松動。工作軸壓44噸，軸頸為 ￠250 × 200mm.。在采用精密涂層技術再制造時時,不用銅瓦，直接在軸箱體上涂層，也無需穩釘。經過四個月，雙班運行后檢查，幾乎量不出磨損來。 　　DP型 涂料 不僅本身耐磨，還能保護其對磨件，極少磨損，并避免拉傷。例如，離心式給水泵平衡輪的材料是昂貴的特殊鑄銅與鑄鐵體形成摩擦副，每分鐘轉數上千。由于在高速起動下承受很大的沖擊力，一般壽命只半年，有的幾天就啃傷，平衡輪報廢。采用精密涂層技術不僅可以把啃傷的平衡輪修復使用，壽命還較新輪提高三倍。又如，同一臺鐵路機車，前后軸箱的滑動面分別與鑄鐵工作面，涂層工作面形成摩擦副，運行時由于缺油。前者嚴重拉傷，而后者則全部光滑如初。此外，涂層也解決了工作面生銹和酸堿腐蝕問題；解決了可焊性差或不能焊的鋁,銅,高碳鋼,陶瓷，合金等另部件的修復問題。例如3米多長的中碳鋼機車搖桿，縱向載荷達40噸以上，在彎道運行時，側面承受很大的壓力和沖擊，為了保證安全，檢修規程中制定了，焊接前后嚴格的熱處理要求，但是在磁粉探傷時往往仍然有輕微的裂紋顯示，經常為此爭論不休。精密涂層技術最后把問題解決了。高溫焊接應力和裂紋，摩擦副咬合等原因導致的機械故障，特別是鐵路機車，車輛臨修，故障，占很高比例。精密涂層技術修復的機械另部件，以涂層粘結取代金屬焊接，從此將徹底地消滅掉這些安全隱患。目前，納米復合材料的價格高昂，推廣尚需時日，但是微米復合材料已足以滿足大量機械磨損件要求。為機械工業創造大量財富 　　【二】在成型工藝上，不再依仗各種類型的焊補設備，熱處理設備，精密昂貴的組合機床，加工中心；也不再依仗勞民傷財，低效率的手工鑲配，不需要當前的多階段，多工位地進行補焊，消除內應力，反復切削，組裝鑲配等復雜冗長的成型技術，就能在工件原地，用同一工裝，一次表面涂層，將磨損的機械全面恢復到原設計尺寸，精度，并將其同心度，中心距，接觸密度等關鍵裝配精度，提高到一般切削成型工藝，難以達到的水平。特別適合于缺少重型設備的工礦企業，自己進行再制造。模壓成型生產率比切削成型效率成倍增長，生產周期成倍壓縮。由于基本上不需要設備投資，成本低，上馬快。 　　精密度是機械性能的靈魂。同一規格的進口機械，在壽命，安全服務周期，價格等方面往往成倍地高出國產品，其主要差距就在機械精密度，特別是裝配精密度上。多少年來，提高機械精度，主要靠的是壓縮機械各個零件，每一個尺寸的加工誤差。為此需要設計，投資昂貴的加工設備，犧牲生產效率和經濟效益。高分子再制造技術則不然。其機械精度是當磨損零件清除污垢后，有關零部件在組裝狀態時，靠采用高分子涂料，模壓形成的。當時涂料尚處于半流體狀態，各零件相對位置可以自由調整。只要精密量具可以發現的誤差 ，再制造涂層都可以全部加以糾正。可見，其精密度之高，任何其它再制造技術無法望其項背。例如：機車導輪轉向架是由中心體，左、右矩型橫梁，軸箱，等分別加工，用螺栓緊固成一體的。由于各部位加工偏差，組裝后各鑲嵌面，必然產生間隙。因此經過長年運行顛簸變形，經常發生結構松動，結合螺栓慣性折斷事故。如用傳統工藝修復，需要大面積補焊，而薄壁鑄鋼構架形狀復雜，焊后變形大，調修困難，還需要大型龍門刨加工，且各孔堵焊后要重新平臺畫線、鉆孔、鉸孔、重配螺栓。誤差的積累，仍所難免。而采用精密涂層技術時，只需將整形后的橫梁涂上脫模劑，放入填有涂料的構架槽內，將軸箱按要求調整到位，清理掉擠出來多余的涂料，【不需要連接的工作面要予涂脫模劑】待涂層部位局部加溫固化后，即可投入應用。調整中由于涂層尚在漿糊狀態，組裝精度幾乎可以做到隨心所欲地調整。 全部工作面一次同時完成，接觸程度達到近100%。其精密度、工作效率、效益之高，遠非傳統修理技術所能比擬。再者，涂層薄膜在結合面間，還可以起到類似新一代客車轉向架彈性定位器的作用，削弱沖擊，震動，噪音等危害。避免了金屬接觸面銹死等問題。 　　國內外不同高分子涂料性能差異很大。價格每公斤也由500元到數千元不等。而鐵路DP型涂料成本每公斤不到200元【可以修復1mm深的磨損，4000cm2】。例如，鐵路貨車轉向架側架單價3000元以上，再制造產品性能超越原設計水平，壽命保證不低于新造，而成本【包括涂料商利潤】不到300元[。鐵路貨車超出600,000輛，側架2,400,000個。僅此一項，就不能看出，一旦實現貨車再制造，經濟效益非同一般。其環保意義，國際示范作用更不可估量，遠遠超越一般修舊利廢的節約范疇。 　　綜上所述。鐵路模式的高分子涂層再制造技術，將可以為多數機械工業解決以下幾方面的困難； 　　一，解決大型，重型，精密型工件修復中的補焊，熱處理，加工成型，鉗工裝配問題。提高生產效率和經濟效益。 　　二，提高工件摩擦磨損潤滑性能，延長使用壽命 　　三，減少事故臨修，提高安全率 　　鐵路模式再制造的技術水平，還遠沒有充分發揮和應用，今天復合材料和現代成型工藝已經提供的條件。前途無量，有待于進一步共同研發，推廣，使之迅速成長為機械工業第一搖錢樹。