铁路循环经济的早春:货车再制造
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节能减排,循环经济是机械工业大势所趋。国家发改委高瞻远瞩,一方面支持世界工程机械首席,卡特匹勒公司在上海创立机械再制造中心。一方面组织汽车工业的再制造试点工作。工业和信息化部也通知各省市组织并资助机电产品【包括铁路机车】的再制造试点
! l- g7 W1 Z6 O" z: j。可见,再制造在循环经济中地位的重要性。在再制造技术中,高分子涂层技术的摩擦磨损润滑性能突出,工艺最简单,效率最高,成本最低,设备投资最小,使用范围最广,上马最快。虽然目前也还存在许多不足之处。例如导热性能差,不适用于高速,高温;冲击性能偏低等等,但是紧跟复合材料,纳米材料的发展,这些困难都已在不断克服中。其实,早在20年前早期的高分子精密涂层再制造技术【当时还没有再制造这一专名词】就已通过铁道部鉴定批准,在蒸汽机车重大零部件上应用。它的优点是:
" ^" S; A7 _4 W( |0 \1 I1,不依仗高贵的组合机床,加工中心,也不依仗对有关零部件苛刻的加工精度要求,更不依仗劳民伤财,低效率的手工镶配,就能将机械成型精度,以及同心度,中心距,接触密度等装配精度,提高到一个崭新的历史阶段。
5 Y5 B5 }) [2 e4 a2 M: w5 J2,不少高分子涂层的摩擦磨损润滑性能,远高于一般钢铁,金属复合材料。不仅本身寿命高,同时亦保护其摩擦对方,极少磨损,抗腐蚀,耐酸碱,抗震减震,降低噪音,抗咬合,拉伤,抗爬行。
( F" {' N" Y, R1 }" C! y( }3将大型,复杂工件的多工序加工和镶配,合并成单工位[或原地]、单工装、一次涂层,各工作面同时模塑成型的批量制造,批量修理精密涂层工艺。生产效率成倍增长,生产周期成倍压缩。
; u) N" i4 ~/ t( G/ F- o4,模压成型,不需要高温补焊。不产生变形,内应力,裂纹等导致机械事故临修等不良因素。, r B& v6 D. a/ ?0 c; `2 @% m q) V
5,投资小,上马快,成本低。
: c0 k( S3 c0 e" e7 S6,机械物理性能与现代复合材料特别是纳米材料同步发展,前途无量。
5 G4 [4 o; l4 F( G举例来说,按照原设计,机车摩擦副中,月牙形滑槽的工作面,和滑块工作面分别靠渗碳蘸火,高频蘸火来提高硬度,降低磨损。但是,由于配合精度要求高,大修时滑块仍然100%报废。月牙槽也因大量磨损,使用寿命低。由于硬碰硬,运用中经常发生拉伤事故,威胁运输安全。铁路系统开发的高分子涂层,机械磨损率降低到一般巴氏耐磨合金的1/7。摩擦系数[决定摩擦阻力,能耗]最低可达0.008,【允许根据要求调整】不到一般钢铁,青铜摩擦副阻力的1/10[M2000摩擦磨损试验机测定数据],为机械摩擦副中所罕见。用它来补偿磨损,不仅滑块可以100%修复,无需再高频蘸火,直接使用,而且由于高分子涂层可以保护摩擦副对方,几乎不磨损,月牙槽寿命同时获得极大提高。以柔克刚,拉伤事故也全部消灭。修复工艺简单,只需将滑块的磨损面按滑槽的宽度减去设计间隙,涂上浆糊状高分子涂料。在滑槽两面,固定相当于设计间隙厚度的光整塑料薄膜作为脱模剂。然后按照中心将滑块滑进滑槽,清除挤出来多余涂料后,将涂层部位用电热板加温到70~80C,保温1小时。取出滑块,全功告成。需要成批修复时,可予制调整宽度式的压模,代替滑槽实物。可见采用高分子涂层技术修复,机车滑块不仅变废为宝,降低修理费用,运用性能也高于原设计。英国“设计工程”杂志为此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”。美国“机械设计”杂志,以中华人民共和国唯一的新产品代表的面目,在世界新设计栏目上发表。杂志的执行总编还专门为新材料起了一个名字叫BONDO,意思是“粘一下,什么都解决了”。很多机电工业,也有类似的实例。现阶段的高分子涂层技术,已可以广泛地应用于重载低速的各种机械摩擦副上。如橡胶厂炼胶机的轧辊轴承,材质原设计为青铜,用多个稳钉固定在轴箱体上,仍难免在辊碾力下松动。其工作轴压为44t轴颈为250x200。在采用精密涂层技术修理时不用 铜瓦,直接在轴箱体上涂层,也无需稳钉。经过4个月双班运行后检查,轴和瓦几乎都量不出磨损来。
6 A8 H2 j$ q0 W5 H/ q+ e0 b/ H铁路货车一旦实施高分子涂层再制造后,可以预见到的效果是:1,铁路安全更有保证。铁路提速三年来,货车一直没有解决' C& U* Z& a$ |& c! u
的十大事故临修安全问题,半年内就可以彻底解决50%。
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2,货车精度指标普遍提高,仅轴距精度,就可以提高10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。
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3,货车修理体制升级。货车摇枕侧架三大件等重大零部件,可由再制造中心,低成本批量供应。轮对修理,铁路系统已有专业工厂。60万辆货车从此就可以取消厂修,由车辆段就地修复运用。此后不再进厂。为国家节约各种资金难以亿计。又为建立铁路【使用单位】和工厂【生产单位】分家的体制,创造条件4 L$ w4 A- y d. v( n$ G
% W, e, P6 z% V( ?' D4,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。货车运行质量和寿命将明显上升 7 f! r& N% i3 D% z* c0 m
以铁路货车再制造带头,跨越机械传统材料,工艺,大面积推广应用高分子涂层技术,不仅可以为国家,为企业,为改革者创造巨额财富,更将为中国机械工业冲击世界高峰,闯出一条新路子。对有发展前途,能为国家创造财富的项目,我可以无偿提供验证用的涂料。作为一名近90岁的老人,我无意从中分一杯羹。一旦试验成功,一切成果悉归立项单位和参与创新者所有。并可无偿享有涂料配方的使用和革新权。
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