轨道车辆关重零部件的绿色再制造技术及模式研究

张建华，胡旭，吕高腾

（中车唐山机车车辆有限公司，河北 唐山 63035）

轨道车辆关重零部件的绿色再制造技术及模式研究

张建华，胡旭，吕高腾

（中车唐山机车车辆有限公司，河北 唐山 63035）

本文对轨道车辆关重零部件的绿色再制造技术进行分析，并对其基本的模式进行详细的研究，为今后我国轨道车辆的发展乃至交通事业的进步提供更大的帮助。

轨道车辆；关重零部件；绿色再制造；技术；模式

在我国的经济建设中，轨道交通事业一直担任着十分重要的角色，不仅需要承担货运，还要承载客运的基本任务。目前我国经济发展的速度对轨道车辆提出了全新的要求，尤其是运行条件上发生了细微的改变，对零部件的承受能力提出了更高要求。基于这种背景，我国原有的轨道车辆零部件生产已经不能很好地满足现代交通轨道的基本需求了，因此本文将对轨道车辆关重零部件的绿色再制造技术进行研究，希望对我国交通事业的发展起到一定的帮助作用。

1 轨道车辆零部件可再制造性分析

失效零件的剩余价值主要体现在其可制造性上，同时失效零件的再制造工程也是绿色工程开展的一项重要环节。一般情况下，失效零部件很多在结构上、组织上并没有受到完全的破坏，而是由于局部受损才导致的整体失效，因此我们完全可以通过对局部结构或是组织进行再制造，帮助零部件恢复或是更好的提升原本的性能，以此来延长零部件的使用寿命，这就是零部件的可再制造性。一般轨道车辆的关重零部件主要包括的是车轮、车钩、摇枕和侧架等组成，本文就以车轮和车钩为研究和分析的重点进行详细的分析。

1.1 主要失效形式分析

在轨道车辆的主要走行零部件中，车轮是主要的组成部分，同时也是整个轨道车辆中的主要承载体。现阶段影响轨道车辆运行安全的一个十分重要的问题就是车轮的疲劳破坏问题，由于车轮的踏面、轮缘、轮毅等部位长期受到比较严重的磨损或是机械性疲劳，都会对轨道车辆的安全运行产生十分重要的影响，因此极易出现磨耗、裂纹、崩裂等现象。并且现阶段车轮辐板孔裂纹也是现在轨道车辆出现故障的主要影响原因之一。据相关的统计显示，现阶段我国轨道火车840D在役的车轮数量约为350万个以上，但是在这些车轮中有至少15%～20%以上的车轮，也就是说有50万个以上的车轮存在不同程度的辐板孔裂纹的情况，因此现阶段的情况仍旧十分严峻。根据我们相关的研究发现，裂纹出现和产生的主要原因是在于辐板孔的影响，也就是说作为应力集中的位置，辐板孔附近所要承受的应力是十分强大的，因此在车辆的实际运行过程中也将会提前产生裂纹，并且随着运行的不断增加，裂纹也将逐渐扩展。由于现阶段这类失效的车轮在轮毅和轮缘的尺寸或是性能上还不能很好地满足现在我们轨道车辆的事迹运行要求，因此我们只要将辐板孔附近的裂纹进行修复，并且将裂纹产生的潜在威胁因素进行消除，就能在一定程度上有效的帮助车轮延长使用的寿命。

车钩在轨道车辆中也有着十分重要的作用，通过将车厢与车厢进行连接，将轨道车辆中的主要驱动力进行承载。一般出现失效的主要原因是由于零部件磨损的石村超过极限并产生疲劳裂纹形成的。一般情况下，在车钩的实际使用过程中，由于裂纹有着比价独特的扩展方式，因此裂纹基本上不会对车钩的整体性能产生太大的影响，尤其是在抗拉强度上仍旧可以满足实际的运行需求。所以针对这种情况，在对裂纹进行修复的过程中要更好的提升车钩的表面耐磨性，才能更好的对车钩进行绿色再制造。通过这种方式不仅对成本能够起到有效的降低作用，同时还能有效延长车钩的使用寿命，实现节能环保。

1.2 再制造基本工艺方案

对轨道车轮和车钩进行再制造，我们现在的主要任务就是加强对车轮辐板孔裂纹的修复，通过改善辐板孔附近的应力分布状态，减少对车轮的损伤。而车钩钩尾销孔裂纹的修复，不仅要对承载面的裂纹进行有效修复，同时还要加强修复表面的耐磨性。

根据我国制造工业的基本特征，我们只有尽快制定出经济、可行的工艺方案，才能将这一问题进行解决。经过我国相关的部门的研究和统计，对于车轮和车钩裂纹的分布情况也进行了相应的研究，但是由于裂纹在实际分布的过程中还是存在很大的特异性，因此我们在进行方案的制订过程中也要对实际的裂纹情况做一个详细的分析。在对实际情况进行深入的了解以后再对工艺方案进行统一的制订，并且在此过程中，我们还要根据裂纹的分布情况和深度特征进行分析，为后续的修复工程提供更大的帮助，也为后续的大批量制造奠定更好的基础。

2 轨道车辆行业再制造关键技术研究

根据笔者多年的工作经验的总结和对轨道车辆行业的关重零部件的实效形式进行研究发现，现阶段不论是我国还是世界，绝大部分的零部件都是由于疲劳裂纹和磨损超限两个主要原因引起的。另一方面，由于轨道车辆不断向着高速重载的技术方向进行发展，因此对于零部件的表面耐磨性上也提出了更高的要求，所以总的来说，提升零部件主要工作表面的耐磨性需求已经是一项迫在眉睫上的工作了，从笔者对这项行业的需求分析结果上来看，支撑轨道车辆行业绿色再制造工程的关键技术主要包含了激光熔覆技术和激光表面强化技术。在这两项技术中，激光熔覆技术能更好的实现对裂纹和磨耗超限零部件的修复和优化，而激光表面强化技术则能在一定程度上对零部件的表面性能进行提高和发展，比如使零部件的耐磨性和硬度得到更好的提升。

3 轨道车辆行业绿色再制造实施模式

3.1 行业模式探究

相比于其他行业，铁路行业具有较强的垄断性和封闭性，尤其是在产品或是在装备的生产规模上，更是具备了很强的独特性，这在其他行业中也是十分少见的。以轨道车辆产品为例，我们进行产品的研发过程中主要还是依靠主导企业对研发工作进行承担，对于研发出来的产品也会在国家相关的铁道部门统一的管理和部署下进行适当的技术转让，从而在较短的时间内对铁路行业内进行推广和发展，这在一定程度上也体现了扩散制造的基本特性。在对产品进行制造的过程中，绿色再制造是明显区别于其他维修行业重要的产业化特征，尤其是在铁路的产品和生产模式推广过程中，由于其条件和特点的优势，因此也为绿色再制造提供了有利的帮助。

3.2 具体实施模式

在之前的研究过程中，我们也能对行业的基本运行模式游览更深的认识和掌握，特别是在对行业的基本模式进行了了解之后，我们还应该对铁路的产品进行实施模式的研究和探讨。作为一个和其他行业工程相比，相对来讲比较复杂的工程，其系统性也十分强，实际开展起来具备一定的困难，因此设计的环节和工序也相对更为复杂。想要更好地对其进行实施和开展，在这种复杂的背景下，我们只有保证每项环节制造出的产品质量要达到或是比新造产品的质量还要好，绿色再制造工程才能达到我们想要的效果。首先，在国家相关的铁路部门的统一指挥和引导下，我们要对各个车辆厂和车辆负责部门的相关的失效零件进行统一的分类和收集，完成之后再将这些零部件交给再制造生产部门进行处理和使用，可以说在制造部门和相关的基地是绿色再制造工程的主要实施部门。通常情况下，零部件进入厂子以后都需要进行统一的拆卸和清洗，之后再经由不同的检测环节对零部件的失效部位进行明确和检测，检测后，我们通常情况下会得出三种类型的零部件，这三种零部件类型分别是：可用零部件、可在制造零部件和报废零部件。通常情况下，可用零部件会直接被返回各个车辆厂或是相关的部门进行再次使用，而报废的零部件就需要经历回炉再制造的处理，才能保证再次使用。对于可再制造零部件我们就要按照相关的流程对零部件进行处理和加工，将现阶段零部件的问题进行解决，知道零部件检查合格以后，才能再次投入使用，一旦发现不合格产品，一律不能使用，同时还要按照之前流程再次进行再制造环节。

4 结语

本文通过对轨道车辆关重零部件的研究和分析，对车轮和车钩失效的形式进行研究，制定出了相关方案。目前此行业的发展过程中，激光熔覆技术和激光表面强化技术都能满足现代社会的发展需求，所以结合现代轨道交通行业的自身特征，要对行业运行模式和实施流程进行确定。因此，在今后的轨道交通发展过程中，我们还应该对零部件的制造和生产引起更大的关注，通过对轨道交通行业的研究和分析，我国的再制造工程时将得到更大的发展。

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U270.6

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1671-0711（2016）12（上）-0097-02