挑战传统机械技术 节约创新,开辟铁路货车新时代



第六次铁路大提速迫在眉睫。再用巨额投资，在当前货车工业，滞后的技术圈子内死拼，显然不符合全民节约的社会精神。如何遵照铁道部再三强调的，自主技术创新原则来智取，开辟节约型,铁路货车工业新时代。必须迅速做出科学抉择。从目前已经掌握的条件和经验出发，以高精度，高效率为特征的机械精密化技术带头，深入发展节约资源,能源,保护环境的货车再制造工程, 无疑，是最佳途径之一。
[一] 货车再制造工程的五项方针目标：
1,  全面提高货车精度,特别是，传统货车修造技术难以解决的组装精度。通过再制造，不仅全面恢复而是明显地超越货车原设计精度水平，从而满足货车提速后，高效率，高效益运行的需要。
2，提高货车摩擦副的摩擦磨损性能，满足货车提速后，要求延长检修周期和另部件使用寿命的需要。
3，提高货车运行安全性能，从惯性故障的源头上，消灭或压缩不安全因素，保证运行质量，提高铁路的安全正点率，
4，大幅度精简工艺程序,成倍,数十倍地提高另部件修造效率。同时压缩货车提速后，车辆段所须大量的热处理，精加工等专业设备投资和维修费用。
5，挖掘另部件潜在寿命，有效地降低资源和能源浪费，减少废弃另部件，保护环境。体现全民节约的社会精神。
[二]贯彻实施再制造工程方针的，机械精密化技术两大武器。
1,  采用现代高分子复合材料作为摩擦副一方的工作面，代替传统的金属-金属摩擦副，从而赋予涂层修复,改造后的另部件以优异的摩擦磨损性能。以DP系列高分子复合材料，初步达到的水平为例，复合材料-钢摩擦副的磨损率可低到一般巴氏耐磨合金-钢摩擦副的1/7，减磨性和摩擦系数可低到铸铁-钢摩擦副的1/10。从此机械制造、机械修理后的水平，不再是恢复，货车原来制造年代的老标准，而是与时俱进，和复合材料、纳米材料的发展并驾齐驱。
2，采用一步到位的精密化涂层,模压工艺，代替传统机械修理的焊补，热处理，机床粗加工，精加工，钳工镶配等多步走工艺。大量精简修造工序，其精度，效率之高，远非一般工艺所能比拟。例如，同心度，接触面密合度等组装精度达到近100%。与此同时压缩熔焊作业，减少高温应力，裂纹，大幅度减少机械运行故障，提高货运安全率。
[三] 机械精密化技术的昨天，明天和今天
早在20世纪中中叶，机械精密化技术就在不同机械工业部门，不同的水平上，以不同的名称，解决了不少不同的技术难题。例如（1）海军系统，鱼雷快艇的发动机在船头，螺旋桨在船尾。传动轴需通过几道轴承，同心度要求很高，就是采用类似技术解决的。（2）机床系统，超重型龙门铣床、刨床的导轨，采用精密化涂层技术，解决了高精度和爬行的质量关键。过去一台X2150龙门铣工作台采用精刨仍达不到要求，还需30个工人刮研2~3个月。改用涂层后质量提高了，工作量却减少95 % .现 已列为 国家标准。（3）水利系统，水轮机叶片采用精密化涂层，解决了大面积腐蚀和焊修变形问题， 获得国家进步奖。（4）铁路系统，1985年精密化技术初级阶段的，高分子涂层技术，经历了6个铁路局的5个科研所，7个机务段,和2个铁路机车车辆工厂，2年多的研究,开发,运行通过了铁道部部级鉴定。开创了中国铁路机车车辆重大配件，合法采用高分子复合材料代替全金属配件的先例。1987/9期美国MACHINE DESIGN 杂志，曾在国际新设计栏目中，将本项目推举为我国唯一的新产品代表,在显明的中华人民共和国署名前,与各国最优秀新产品并列。1988/10 期英国DESIGN ENGINEERING 杂志把精密化技术作为“在重型机械工程中有广泛应用可能性的耐磨复合材料，向读者推荐。此后不少国家的大学，企业，工程师,工人,纷纷通过使馆,铁道部,编辑部,来函,索取资料,咨询,联系技术合作。1990年，上海某橡胶厂在Φ250´300mm，轴重44吨，线速15M/min的碾压机上，试用涂层滑动轴承代替原来磨损快，易松动的铜或尼龙轴承。经过连续4个月双班作业，几乎量不出磨损来。可见DP材料在高压，低速，油润困难摩擦副上的优越地位。1993年，大同煤矿某机械厂的一台重型龙门刨床面严重拉伤。需拆送外地有更大龙门刨的工厂修理加工。来回拆装运输，耗时费工影响全厂生产。经采用精密化涂层技术，不需要机床设备，原地修复，三天恢复生产。涂料成本100元。大同水厂大型水泵特殊铜合金均衡轮，每只近千元，经常拉伤更换，采用精密化涂层修复，涂料成本50元，寿命增加若干倍。1995年与江西某矿合作，采用精密化涂层技术修复煤矿支柱液压缸。经半年井下运用后检查，符合继续应用的条件。液压缸Φ100H10mm，高1000mm。特点是细,长,薄，精度高，批量大，传统修理工艺,难以解决,类似的情况在工程机械，翻斗车等机械中，大量存在。
来自四面八方，闪烁发光的机械精密化创新亮点，越来越多，水平越来越高，效益越来越惊人。说明机械精密化技术，已从解决个别疑难问题发展到系统分析,提高,推广，形成机械再制造大气候的条件已经成熟。而当前，成千上万职工的铁路大厂，年利润比不上百十号工人的民营小厂的局面，也到了非改不可的时候了。
明天的中国，将是全民节约型社会的天下。明天的铁路货车工业工业，必须是创新节约型工业。今天的铁路货车创新路线，体制，是用一列车，一列车廉价纺织品，去换取西方专利严格垄断，掠夺下的二手机械技术。相反地，却从体制，规章谁上严厉约束自主创新的试验和推广。这样的做法，早晚必须退居二线。明天，发展来自中国自主知识产权，为全民节约型社会服务，类似机械精密化再制造等技术，已是不可阻挡的新趋势。
以货车转向架为例。2004全年“机车车辆工艺”和“铁道车辆”杂志上，研讨铁路货车，惯性运行和维修故障的文章共30篇。其中至少80%涉及到承载鞍,侧架,心盘等重大配件摩损超标，裂纹；车钩分离；上下心盘松动和螺栓丢失；交叉杆,制动梁滚子轴,立柱等裂纹,松动和有关问题。分析故障原因,其中至少80%产生于;焊修热应力和震动下发展变形,裂纹或破损，加工或组装精度不够，摩擦磨损性能差等。这些正是机械精密化再制造技术的强项。保守地讲，机械精密化技术也能消除其中80%的起因。80%╳80%╳80%≒51.2%。就是说仅仅推广机械精密化一项技术，就可以保证根除货车50%以上的惯性质量故障。其影响铁路运输安全和效益效率之大，可想而知。
又如货车关键另部件之一的承载鞍，由于工作面多，焊修容易变形，一般只能进行修整加工，加工到限后就报废换新。全路50万辆货车， 400万个承载鞍，年报废量按1/5，单价按230元估算，仅此一项年消耗即达1亿8千万元。如采用机械精密化技术进行再制造，材料，人工费用可以节约80%以上，能源节约90%以上。而且再制造，克服了修整加工必然导致的，组装偏差的扩大，货车高速度运行质量进一步得到保证。
又如，一列货车有上百条轮对，如果组装精度[技术上称之为轴距]高，条条轮对都能较正确地一齐向前，平行转动，比之当前法定偏差大，较宽地允许有的轮对偏左转，有的轮对偏右转，作用互相抵消，其运用质量，效率无疑相差甚巨。提高这一关键性组装精度，在传统工艺上是个弱项 ，困难重重，几乎是老虎屁股没有人敢碰。相反地对机械精密化工艺来说正是它的强项
科学技术的发展一日千里。今天的机械精密化技术，对我们当前的货车工业来说，已经具备很高的经济价值，但是还远没有达到它进一步现代化，可能达到的水平。再说高水平的新技术也绝不会是仅此一家。只要通过机械精密化技术的典型创新，破除对旧观点，路线，思想，体制，规章的迷信，树立自主创新信心。一个百花齐放的，全民节约型机械工业，必然将从东方升起。
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挑战传统机械技术 节约创新,开辟铁路货车新时代

“影响车辆运行品质的根本原因在于四点很难随时保持共面……”，这个话不是我说的，取自《车辆系统动力学》，西南交大/沈利人的版本……
这个，利用加工精度恐怕也不好解决吧？