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铁路货车工厂优越的厂房设备,大型和专业的焊接和热处理设备,各种类型的机床加工设备等等,是车辆段无法比拟的。许多货车重大另部件,工厂有能力修理,车辆段却不能胜任或达不到质量标准。因此,对货车段修的质量要求,只能低于厂修质量,更低于新造车质量。事实上,目前的厂,段修技术标准,就是这样分别制定的。厂修是基本修,段修只能是辅助修。辅助修离不开基本修,铁道部离不开工厂,似乎已成铁定律规。尽管铁道部和车辆修理工厂,从组织上分了家,也无法打破这一藕断丝连的常规。但是必须承认,任何规律,都是受客观条件制约的。客观条件改变了,规律也就必然跟着改变。科学技术是第一生产力,是生产的决定性因素。组织命令解决不了的问题,只能依靠科学技术来解决。货车检修水平也不例外。只要突出技术创新,使段修技术水平,超越当前的厂修技术水平,那么不需要什么设备投资 车辆段就有可能,全面承担起货车修理任务,不再依赖工厂。同时,段修质量超越当前的厂修质量,甚至超越新造车质量,也是完全可能的。精密涂层技术就是这样的新技术之一。
[一]精密涂层技术的工艺、材料特征和优势。
[1]工艺特征:从繁重的焊接、热处理、粗加工、精加工、人工镶配等多工位、多设备、反复成型的传统工艺,转向精简的,单工位[或原地]、单工装、一次模塑,各工作面同时成型工艺方向发展。
简化后的工艺流程,[以修理或制造互换件为例]如下图:
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复合涂料A组,B组,按比例 分别称重, 混合均匀 }2 ?1 B. t: d
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模具定位 |
↓
↓ ↓
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工件表面清除锈垢, 必要时喷砂处理 |
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工件放入模具调整定位, 挤出并清除多余涂料后. 恒温加热700C,1~3 小时,缓冷到室温,取出 |
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用刮刀将糊状复合涂料 填满旧件缺陷, 或新件予留的涂层厚度中 |
→ →
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工件全部修复 达到互换水平 |
↓
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复合涂料A组,B组,按比例 分别称重, 混合均匀 |
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工件表面清除锈垢, 必要时喷砂处理 |
工件放入模具调整定位, 挤出并清除多余涂料后. 恒温加热700C,1~3 小时,缓冷到室温,取出 |
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用刮刀将糊状复合涂料 填满旧件缺陷, 或新件予留的涂层厚度中 |
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工件全部修复 达到互换水平 |
复合涂料A组,B组,按比例 分别称重, 混合均匀: E/ _; ^& Y4 F" O+ D+ ?
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工件表面清除锈垢, 必要时喷砂处理 |
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工件放入模具调整定位, 挤出并清除多余涂料后. 恒温加热700C,1~3 小时,缓冷到室温,取出 |
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用刮刀将糊状复合涂料 填满旧件缺陷, 或新件予留的涂层厚度中 |
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工件全部修复 达到互换水平 |
↓
6 o( K& c+ l: S( q1 f: U+ A2 ]工艺优势:1,高精度。从以上流程图可以看到,工件表面的形状尺寸是“一个模子里倒出来的”必然能达到互换要求。磨损的工件不仅可以修复到原形尺寸,同时由于在涂层开始初期,涂料尚处于流体状态时,工件与工件间的相对位置可以调整,使固化后的同心度,平行度,接触程度等配合精度几乎达到100%,远远超过传统工艺所能达到的水平;
2,成型靠模子,不需要昂贵的重型,精密机床,专用焊接,热处理设备;
3,工序大量精简,效率成倍提高;
4,没有高温操作。不产生高温应力,变形。不存在难焊,禁焊问题
[2]材料特征:从单纯地依赖金属材料,转向发展现代高性能复合材料。它代表了世界装备制造业发展的总趋势。正在生产中的波音787梦幻客机,就是大量采用复合材料代替铝合金,创造了世界水平,令举世震惊的成功范例。
材料优势:1,大幅度提高摩擦磨损润滑性能,使用寿命。例如,铁路系统开发的DP型高分子复合材料,其磨损率仅为一般货车巴氏耐磨合金的1/7。摩擦系数[决定摩擦阻力,减磨性能]仅0.008,不到一般钢铁,青铜摩擦副的1/10 [M2000摩擦磨损试验机测定数据];
2,复合涂料不仅本身耐磨,而且可以保护其对磨件不拉伤,极少磨损。而且启动摩擦和动摩擦系数接近,非常有利于往复运动并能克服爬行;
3,抗腐蚀,耐酸碱。
精密涂层技术,在当年美国“机械设计”杂志上,以中华人民共和国唯一的新产品代表的面目,出现在世界新设计栏目上时,杂志的执行总编还专门为它起了一个名字叫BONDO,意思是“粘一下,什么都解决了”。英国“设计工程”杂志在发表文章时的评语是:“中国为机车修理而开发的抗磨复合材料,可能广泛地应用于重型工程”
[二],实施精密涂层新技术,提高段修水平的三个步骤。
[1],第一步:首先从立竿见影地,强化运输安全的项目入手。使段修突破被动的,防守型的安全传统,向主动的,创新型“铁路安全第一”方向跨越。例如,侧架立柱磨耗板松动是货车提速后,十大故障临修问题之一[附件1]。为此,规章中制定有严格的技术要求,如用0.1 塞尺检查不得触及螺栓跟部,保证连接螺栓一定的紧固力等。尽管由此添加了不少施工难度,但故障仍有增无减。其实,在铁道部20年前,鉴定批准的高分子涂层技术中,就有解决这样问题的实例。只要突破现行规章制度,组装时采用精密涂层技术,一切都不用改变,不费吹灰之力,就能使螺栓,磨耗板和立柱各面,密合接触近100%,并粘接成一体,既耐震又防震。从源头上彻底消灭故障因素。提速后另一个十大故障,下心盘螺栓惯性折断问题,情况与此完全类似。
2004全年 “铁道车辆”杂志上,研讨当前铁路货车,惯性运行和维修故障的文章共19篇。分析故障原因中,绝大部分产生于加工或组装精度不够,焊修热应力,摩擦磨损性能差等三类问题。这些都是涂层精密化技术长于解决的难题。可以预计,精密涂层技术的实施,可以保证根除货车50%原有的惯性质量故障。其影响铁路运输安全和效益效率之大,将是空前的。
尽管精密涂层技术已通过铁道部鉴定,批准在蒸汽机车上应用,但是应用到货车上,仍必须按照法定程序进行验证,然后推广。由于组装涂层只是填充间隙,不改变,不削弱原有机体的强度,因此验证只会在原基础上变好,不可能变坏,不担负任何风险。
[2],第二步:段修逐步取代厂修
1,扩大段修范围,直到包括段修禁区的侧架,摇枕三大件。为了简化车辆段作为直接运输部门的负担,轮对等大型或精密的互换件可以由铁路局设专业部门供应。为了简化段修修程,建议调整三大件磨损部位的设计为组合式。
2,扩大当前的厂修范围。例如货车转向架的承载鞍,由于结构复杂,工作面多,焊修变形大,目前厂修时一台车8个承载鞍全部报废。全年以6万台厂修车计报废量约48万,再加上26万段修车中的报废量,数量惊人。其中绝大部分可以在实施新段修后挽回,达到节能降耗,保护环境的目的。
[3],第三步:向货车世界水平冲击
铁路货车工业的技术水平,可以三大指标为代表来衡量。一,高精度指标。它反映的是货车的运行质量基础,是铁路货运效率的灵魂。二,高摩擦磨损性能指标。它反映的是货车的使用寿命基础,是延长货车维修周期的决定性因素。三,高效率,低消耗指标。它反映的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,缩短生产周期的关键。
货车段修通过精密涂层技术的实施,在三方面都将有大幅度提高。[附件2] 尤其突出的是高精度。例如,货车的重大精度指标之一轴距指标,也就是轴与轴间平行度和距离的最大许可偏差值。轴距偏差导致列车,在前进的方向上,有的轮对偏左转动,有的轮对偏右转动。一列货车有上百条轮对,不但由此产生的运行阻力大,消耗的牵引能量大,或速度提不上来。而且增加了钢轨,轮缘和转向架各摩擦副的磨损。货物列车速度愈高,载重量愈大,影响就愈突出。这一点设计人员都清楚。但是,轴距偏差是从摇枕心盘到轮对,一系列另部件加工和组装误差的积累。要靠传统工艺,即使一个一个工作面地精工细做,成本高,周期长,标准却仍然提高了不多少。为什么世界水平的K5转向架的轴距设计标准仍然保持 2毫米,和其他车型一样,也就是这个道理。如果改用复合材料涂层技术,把一系列的误差,最后从承载鞍涂层上全部借正。根据实践经验,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,从而降低钢轨和轮缘等的磨损,降低牵引力消耗,改善高速重载列的车运行质量,为挑战世界水平,打下基础。
该是铁路局,车辆段较劲的时候了。作为一个87岁的,铁路退休机械高级工程师,我愿意第一个站出来无偿地,全力支持你们!
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