轨道交通关键零件的再制造技术
摘要
关键词
轨道交通;关键零件;再制造技术
正文
1 前言
发展“绿色制造”这种现代化制造模式已成为全球广泛关注的热点,制造业将改变传统模式,推动与发展绿色制造技术势在必行。在这样的大背景下,通过制造技术创新、流程创新促进产业结构调整,降低物耗,减少环境污染。促进绿色经济发展将成为国家可持续发展的一条道路。产品再制造作为绿色制造的重要内容,正受到国家的大力倡导和重视。
2 轨道交通关键零件的再制造技术
科学地说,再制造是一种对废旧产品实施高技术修复和改造的产业,它针对的是损坏或即将报废的零部件,在性能失效分析、寿命评估等分析的基础上,进行再制造工程设计,采用一系列相关的先进制造技术,使再制造产品质量达到或超过新品。据了解目前欧美国家所采取的再制造技术以“换件修理法和尺寸修理法”为主。对于损伤程度较重的零件直接更换新件;对于损伤程度较轻的零件则利用传统的车、磨、镗等机械加工手段,在改变零件尺寸的同时,恢复零件的几何精度,再与加大尺寸的非标新品零件配副。这种再制造的模式相对来说较简单,也存在较明显不足,如旧件再制造率较低、浪费较大等。对于一些精度要求较高的零件,不改变零件尺寸及几何精度的前提下,应采用镶套、焊修、刷镀、等级修、置换修及各种机械加工技术。
2.1镶套技术
在轨道交通关键零件的生产和运作过程中,由于毛坯铸造问题或者加工上的缺陷,会导致一些螺旋、螺孔等零件不具备应有的功能,无法正常使用甚至直接成为废品。通过镶套技术,可有效地解决这一问题,使零件恢复其原有的功能,满足产品在质量上的要求。具体来说,镶套技术可分为镶光套以及镶螺套两个类型,使用哪种类型主要取决于原本的零件是光控还是螺孔。在使用镶套技术的时候,有两个需要注意的关键点:一是再制造后轨道交通关键零件的精确性,二是其所能承受的强度。这两点关系到再制造过程中用到的材料和一些其他的加工要求。在使用再制造技术的时候,必须要确保镶套不会对其他孔或者面的大小产生影响,镶套所用的材料和尺寸要与原本的零件保持一致。
2.2焊修技术
焊修技术在零件再制造中运用的基本原理是:在需要修复的零件表面熔覆上相同材料或者性能相近材料的熔覆层,再通过机械加工的方式来对其进行调整修正,使其恢复应有的大小和形状,从而实现再制造的效果。要注意的是,这时候的零件已经属于成品,因此在修复的过程中要避免因焊修技术致其变形的情况。具体来说,焊修技术可分为以下两种类型:一类是激光熔覆。激光束聚焦能力极高,可在极短的时间里将金属粉末熔化,同时令零件表面微熔,当激光离去,零件与金属粉末就会快速凝固,形成零件基体与冶金结合的金属熔覆层。在熔覆过程中,激光束的热量极高,能够达到理想的熔覆效果,但零件基体表面的温度一般不超过80℃,因此不易使零件出现明显的变形或裂纹,可以有效地修复零件表面的尺寸。另一类是微电弧火花堆焊。脉冲放电是微电弧火花堆焊技术的基本原理,脉冲在放电时,其形成的动能会使熔化的电极金属脱离电极表面,转而吸附到零件表面,与熔融状态下的零件表层被挤压到一起,同时电极材料熔入其中,并渗透扩散到零件表层,从而得到含有电极材料的合金化表面堆焊涂敷层。
2.3电刷镀技术
电刷镀技术的基本原理是电化学沉积,是一种在具有导电性能的零件修复部位快速沉积指定厚度镀层的技术。通过电刷镀技术再制造出的零件具有很好的物理性能、化学性能以及力学性能,零件本体与镀层的结合强度很高,同时还有很好的耐腐蚀性、耐磨性、防高温氧化性等。再制造过程中的温度较低,不会造成零件变形。电刷镀技术还具有灵活性强、操作便捷、适用范围广等优势,对于因表面磨损而失效的轨道交通关键零件的修复十分有效。但需要注意的是,电刷镀层无法进行机械加工,同时其厚度通常要小于0.2mm。
2.4等级修技术
通过对零件缺陷部位的重新加工,使零件缺陷部位扩大或缩小一定的尺寸等级,选择与其相配合的尺寸零件,通过配合组装恢复功能重新得到使用。如曲轴颈轴与轴瓦的等级磨修、从动齿轮轴承孔与轴承外径的等级配装、空心轴套轴承挡外圆与轴承内孔的等级配装等,等级修必须在相关规定要求和范围内进行。
2.5置换修技术对部件
中因功能失效无法修复的零件拆卸报废,对其中可用零件保留,通过制作置换零件与保留零件组装或重新加工形成新的部件,恢复产品精度和功能。如更换碾瓦机体变形主轴承盖,换配半成品主轴承盖,经组装、校准和机加工恢复机体主轴承孔尺寸和形位精度,完成机体的再制造。从动齿轮由齿芯和齿圈配对组装并加工而成,检修中由于从动齿轮中齿芯或齿圈应裂纹或磨损超限报废。为此,保留无缺陷齿芯或齿圈,制作与其配对的新的齿芯或齿圈零件,经组装加工形成的从动齿轮,满足使用要求等。
3 结语
再制造是利用先进的科学技术对废旧的零件进行改造的技术,其制造成本往往只有生产新品的一半,但再制造的零件在质量上不低于新品,不仅能够有效地节约生产所需能源和材料,还可以降低生产过程对自然环境的不良影响。因此,再制造技术是推动零件生产可持续发展的重要动力。通过对大量损坏报废零件的再利用,可减少零件的报废率,降低生产成本,提高经济效益,为我国的轨道交通事业发展作出重要的贡献,促进绿色制造理念的发展与落实。
参考文献
[1]赵军华,董延.基于电镀技术的失效机械零件再制造研究进展[J].电镀与环保,2015,35(4):4-6.
[2]林宋,董信昌,马梅,等.基于再制造的零件尺寸恢复技术研究[J].金属加工(热加工),2015(14):74-76.
[3]孙彦荣.机械设备零部件再制造工艺技术研究[J].中国设备工程,2018,392(07):132-133.
...