軌道車輛關重零部件的綠色再制造技術及模式研究

張建華，胡旭，呂高騰

（中車唐山機車車輛有限公司，河北 唐山 63035）

軌道車輛關重零部件的綠色再制造技術及模式研究

張建華，胡旭，呂高騰

（中車唐山機車車輛有限公司，河北 唐山 63035）

本文對軌道車輛關重零部件的綠色再制造技術進行分析，并對其基本的模式進行詳細的研究，為今后我國軌道車輛的發展乃至交通事業的進步提供更大的幫助。

軌道車輛；關重零部件；綠色再制造；技術；模式

在我國的經濟建設中，軌道交通事業一直擔任著十分重要的角色，不僅需要承擔貨運，還要承載客運的基本任務。目前我國經濟發展的速度對軌道車輛提出了全新的要求，尤其是運行條件上發生了細微的改變，對零部件的承受能力提出了更高要求。基于這種背景，我國原有的軌道車輛零部件生產已經不能很好地滿足現代交通軌道的基本需求了，因此本文將對軌道車輛關重零部件的綠色再制造技術進行研究，希望對我國交通事業的發展起到一定的幫助作用。

1 軌道車輛零部件可再制造性分析

失效零件的剩余價值主要體現在其可制造性上，同時失效零件的再制造工程也是綠色工程開展的一項重要環節。一般情況下，失效零部件很多在結構上、組織上并沒有受到完全的破壞，而是由于局部受損才導致的整體失效，因此我們完全可以通過對局部結構或是組織進行再制造，幫助零部件恢復或是更好的提升原本的性能，以此來延長零部件的使用壽命，這就是零部件的可再制造性。一般軌道車輛的關重零部件主要包括的是車輪、車鉤、搖枕和側架等組成，本文就以車輪和車鉤為研究和分析的重點進行詳細的分析。

1.1 主要失效形式分析

在軌道車輛的主要走行零部件中，車輪是主要的組成部分，同時也是整個軌道車輛中的主要承載體。現階段影響軌道車輛運行安全的一個十分重要的問題就是車輪的疲勞破壞問題，由于車輪的踏面、輪緣、輪毅等部位長期受到比較嚴重的磨損或是機械性疲勞，都會對軌道車輛的安全運行產生十分重要的影響，因此極易出現磨耗、裂紋、崩裂等現象。并且現階段車輪輻板孔裂紋也是現在軌道車輛出現故障的主要影響原因之一。據相關的統計顯示，現階段我國軌道火車840D在役的車輪數量約為350萬個以上，但是在這些車輪中有至少15%～20%以上的車輪，也就是說有50萬個以上的車輪存在不同程度的輻板孔裂紋的情況，因此現階段的情況仍舊十分嚴峻。根據我們相關的研究發現，裂紋出現和產生的主要原因是在于輻板孔的影響，也就是說作為應力集中的位置，輻板孔附近所要承受的應力是十分強大的，因此在車輛的實際運行過程中也將會提前產生裂紋，并且隨著運行的不斷增加，裂紋也將逐漸擴展。由于現階段這類失效的車輪在輪毅和輪緣的尺寸或是性能上還不能很好地滿足現在我們軌道車輛的事跡運行要求，因此我們只要將輻板孔附近的裂紋進行修復，并且將裂紋產生的潛在威脅因素進行消除，就能在一定程度上有效的幫助車輪延長使用的壽命。

車鉤在軌道車輛中也有著十分重要的作用，通過將車廂與車廂進行連接，將軌道車輛中的主要驅動力進行承載。一般出現失效的主要原因是由于零部件磨損的石村超過極限并產生疲勞裂紋形成的。一般情況下，在車鉤的實際使用過程中，由于裂紋有著比價獨特的擴展方式，因此裂紋基本上不會對車鉤的整體性能產生太大的影響，尤其是在抗拉強度上仍舊可以滿足實際的運行需求。所以針對這種情況，在對裂紋進行修復的過程中要更好的提升車鉤的表面耐磨性，才能更好的對車鉤進行綠色再制造。通過這種方式不僅對成本能夠起到有效的降低作用，同時還能有效延長車鉤的使用壽命，實現節能環保。

1.2 再制造基本工藝方案

對軌道車輪和車鉤進行再制造，我們現在的主要任務就是加強對車輪輻板孔裂紋的修復，通過改善輻板孔附近的應力分布狀態，減少對車輪的損傷。而車鉤鉤尾銷孔裂紋的修復，不僅要對承載面的裂紋進行有效修復，同時還要加強修復表面的耐磨性。

根據我國制造工業的基本特征，我們只有盡快制定出經濟、可行的工藝方案，才能將這一問題進行解決。經過我國相關的部門的研究和統計，對于車輪和車鉤裂紋的分布情況也進行了相應的研究，但是由于裂紋在實際分布的過程中還是存在很大的特異性，因此我們在進行方案的制訂過程中也要對實際的裂紋情況做一個詳細的分析。在對實際情況進行深入的了解以后再對工藝方案進行統一的制訂，并且在此過程中，我們還要根據裂紋的分布情況和深度特征進行分析，為后續的修復工程提供更大的幫助，也為后續的大批量制造奠定更好的基礎。

2 軌道車輛行業再制造關鍵技術研究

根據筆者多年的工作經驗的總結和對軌道車輛行業的關重零部件的實效形式進行研究發現，現階段不論是我國還是世界，絕大部分的零部件都是由于疲勞裂紋和磨損超限兩個主要原因引起的。另一方面，由于軌道車輛不斷向著高速重載的技術方向進行發展，因此對于零部件的表面耐磨性上也提出了更高的要求，所以總的來說，提升零部件主要工作表面的耐磨性需求已經是一項迫在眉睫上的工作了，從筆者對這項行業的需求分析結果上來看，支撐軌道車輛行業綠色再制造工程的關鍵技術主要包含了激光熔覆技術和激光表面強化技術。在這兩項技術中，激光熔覆技術能更好的實現對裂紋和磨耗超限零部件的修復和優化，而激光表面強化技術則能在一定程度上對零部件的表面性能進行提高和發展，比如使零部件的耐磨性和硬度得到更好的提升。

3 軌道車輛行業綠色再制造實施模式

3.1 行業模式探究

相比于其他行業，鐵路行業具有較強的壟斷性和封閉性，尤其是在產品或是在裝備的生產規模上，更是具備了很強的獨特性，這在其他行業中也是十分少見的。以軌道車輛產品為例，我們進行產品的研發過程中主要還是依靠主導企業對研發工作進行承擔，對于研發出來的產品也會在國家相關的鐵道部門統一的管理和部署下進行適當的技術轉讓，從而在較短的時間內對鐵路行業內進行推廣和發展，這在一定程度上也體現了擴散制造的基本特性。在對產品進行制造的過程中，綠色再制造是明顯區別于其他維修行業重要的產業化特征，尤其是在鐵路的產品和生產模式推廣過程中，由于其條件和特點的優勢，因此也為綠色再制造提供了有利的幫助。

3.2 具體實施模式

在之前的研究過程中，我們也能對行業的基本運行模式游覽更深的認識和掌握，特別是在對行業的基本模式進行了了解之后，我們還應該對鐵路的產品進行實施模式的研究和探討。作為一個和其他行業工程相比，相對來講比較復雜的工程，其系統性也十分強，實際開展起來具備一定的困難，因此設計的環節和工序也相對更為復雜。想要更好地對其進行實施和開展，在這種復雜的背景下，我們只有保證每項環節制造出的產品質量要達到或是比新造產品的質量還要好，綠色再制造工程才能達到我們想要的效果。首先，在國家相關的鐵路部門的統一指揮和引導下，我們要對各個車輛廠和車輛負責部門的相關的失效零件進行統一的分類和收集，完成之后再將這些零部件交給再制造生產部門進行處理和使用，可以說在制造部門和相關的基地是綠色再制造工程的主要實施部門。通常情況下，零部件進入廠子以后都需要進行統一的拆卸和清洗，之后再經由不同的檢測環節對零部件的失效部位進行明確和檢測，檢測后，我們通常情況下會得出三種類型的零部件，這三種零部件類型分別是：可用零部件、可在制造零部件和報廢零部件。通常情況下，可用零部件會直接被返回各個車輛廠或是相關的部門進行再次使用，而報廢的零部件就需要經歷回爐再制造的處理，才能保證再次使用。對于可再制造零部件我們就要按照相關的流程對零部件進行處理和加工，將現階段零部件的問題進行解決，知道零部件檢查合格以后，才能再次投入使用，一旦發現不合格產品，一律不能使用，同時還要按照之前流程再次進行再制造環節。

4 結語

本文通過對軌道車輛關重零部件的研究和分析，對車輪和車鉤失效的形式進行研究，制定出了相關方案。目前此行業的發展過程中，激光熔覆技術和激光表面強化技術都能滿足現代社會的發展需求，所以結合現代軌道交通行業的自身特征，要對行業運行模式和實施流程進行確定。因此，在今后的軌道交通發展過程中，我們還應該對零部件的制造和生產引起更大的關注，通過對軌道交通行業的研究和分析，我國的再制造工程時將得到更大的發展。

[1]李曉川.城市軌道車輛國產化零部件供應商發展研究[D].復旦大學，2006,42(8):27～28.

[2] 蔣田芳，徐凱，張文斌，等.軌道車輛及其零部件的焊接國家標準綜述[J].鐵道技術監督，2013,41(5):6～9.

U270.6

A

1671-0711（2016）12（上）-0097-02