转向架重大部件临近使用寿命的统计与“再制造”技术研究

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摘要： 针对转向架修理中存在的重大部件寿命管理难以执行的困难，通过对存在的问题进行统计分析，提出对转向架重大部件采取适宜的寿命预测策略，基于有限“再制造”技术运用，保证部件装用安全前提下，实现整车寿命管理的协调统一，降低修车成本。

Abstract： At present， life management of many major parts in bogie maintenance has not been implemented properly. Through the statistical analysis of the existing problems， this paper has put forward the appropriate life prediction strategy for major parts of bogie. Based on the finite remanufacturing technology and under the premise of safe assembly of components， the ultimate aim is to achieve harmonization of life management of major parts on the vehicle and reduce the maintenance cost.

关键词： 转向架；寿命管理；成本；寿命预测；有限“再制造”

Key words： bogie；life management；cost；life prediction；finite remanufacturing technology

中图分类号：U260.331 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）03-0107-03

1 概述

车辆运行安全与转向架技术状态息息相关，当前管理模式是结合车辆的修程修制，对转向架构架、摇枕等重大部件施行寿命管理，以达到确保客车运输能力与运行安全的目的。对于客车重大部件施行寿命管理的要求，铁路总公司下发了多个文件进行了明确，其中最为重要的三个文件是：①铁运[2010]210号（以下简称“210号文”），构架、摇枕要求使用寿命期30年，同时新造及厂修后质量保证期7.5年或240万公里。②铁总运[2014]349号，第1.2.16条款要求“……寿命期限以装用时间为准，装用时间不明时以制造时间为准；……”。③铁总运[2015]22号，第31条规定“达到设计使用寿命的客车可申请报废”。

上述文件的颁发与执行，给客车重大部件管控提供了依据，但是上述标准在执行过程中也遇到了困难，如：①车辆运用时间接近30年，或剩余时间不足一个厂修期；②由于构架、摇枕等部件存在调配装用的情况，因此针对某一辆车部件装用年月无法确定，而部件标记的制造时间与整车制造时间相差较大，按“210号文”追溯，该部件剩余时间不足一个厂修期，但按车辆制造日期追溯，剩余时间能够满足一个厂修期要求。存在上述问题的车辆或部件，厂修时是继续检修，还是报废，缺少可供执行的标准依据。

随着我国“循环经济”理念的提出与推进，逐步要求具备条件的高经济价值部件按照“全寿命周期”进行管理，基于此兴起对“再制造”技术的研究与开发热潮，当前“再制造”技术在车床、汽车等行业取得了一定的运用业绩。铁路客车属于大型机械装备，对于近年来高铁、动车、城市轨道车辆等装用的高价值、批量大部件，如：车体、车钩、构架 等等均具备较高的修复价值，因此近年来铁路行业逐步意识到需要开展对车辆“再制造”技术的研究与推广工作[4]。基于“再制造”技术的理念，提出对临近30年使用寿命部件，针对不同状态制定恰当的寿命预测策略与检修方案，对节能、节材、安全有重要实施价值，完善转向架重大部件寿命管理要求有重要意义。

2 统计分析

经过对2016年度某公司已修的近500辆厂修客车进行统计，有11辆车构架或摇枕装用时间接近30年，但剩余寿命不足一个厂修期，统计见表1。其中需要说明的是，表1中存在的整车制造年月与构架、摇枕制造年月存在时间差的问题，主要由两方面原因造成：首先，为了提高客车生产的效率，避免生产制造周期较长的物料供应短缺，通常情况下，对于新造车构架、摇枕等重大部件采取预投产的方式组织生产，并在部件上标识永久性制造标识（包括部件制造年月）；另外，预投产与实际需求数量又存在差别，预投产多余的构架、摇枕在后续中标车中装用，进一步拉长整车制造年月与部件制造年月间时间差。同时，由于铁路客车信息管理系统仅对整车装用信息进行记录，车辆检修时无法确定部件准确的装用时间，因此工厂在检修部件时通常按照部件的制造时间开始计算寿命。

从表1可以看出：

①构架或摇枕装用时间接近30年的车辆多为25G型车，车型覆盖硬座车（YZ）、硬卧车（YW）、空调发电车（KD），车辆配属多个路局。结合车辆的研制发展历程分析[5]，当前各厂修工厂承修该阶段制造的车辆普遍存在距车辆制造接近30年，检修后不能保证一个厂修期的问题。随着我国客车制造规模逐年扩大，客车保有量的增长随之而来的是存在接近30年的车辆，在后续检修中将会越来越多的出现。

②转向架型号均为209T与206G，构架制造厂覆盖了了国内四家客车制造主机厂。当前客车厂修采用招投标的方式，因此承修车辆种类多而杂，而不同厂家设计制造的构架在结构上也存在一定的差异，如209T转向架就存在焊接构架与铸造构架两种形式，正常检修生产中不允许混装。由于修理车检修生产计划性不强，车辆排产后经分解检查外观确认后才能够对部件形式进行确定，并编制出准确的采购目录用于采购，而构架或摇枕制造周期长，从制造成本考虑，通常生产工厂在具备生产批量后才生产，因此维修车辆构架或摇枕结构形式的差异将导致转向架厂修备品备件困难，对车辆检修周期、生产管理与组织产生严重影响。

③构架、摇枕为高价值部件，对于厂修工厂而言，批量更换构架或摇枕将大幅度增加修车成本，而检修标准与特定车型车种的承修价格确定后，修车成本增加将进一步压缩修车利润，甚至导致工厂亏本修车，影响企业正常运营与发展。经过对表1所列构架、摇枕现场查看，部件腐蚀、磨耗未达到报废限度，经划线检查各部尺寸未超限，整体上看部件外观状态较好，具备实施检修作业条件。

3 解决方案

3.1 方案分类

针对整车寿命临近30年，厂修后不能保证7.5年的情况，应视车辆状态合理制定检修方案。从标准执行与修车成本相协调的角度考虑，车辆最后一个厂修质保期应缩短为一个段修期（4年），厂修后能够保证质保期为4年的车辆按照检修规程正常检修，如表1中所列1991年及以后制造的构架、摇枕。而厂修后不能够保证质保期为4年的车辆，基于有限“再制造”技术的方法与理念，根据部件状态按照不同的寿命预测方法制定修复方案。本文提出有限“再制造”的理念，是基于当前轨道交通发展迅速，车辆更新换代速度快，同时轨道车辆“再制造”技术仍处于摸索探索阶段，因此尝试对临近30年寿命的车辆有限“再制造”，实现以车体钢结构寿命管理为主线，整车重大部件寿命管理协调统一。

3.2 构架寿命预测策略与有限“再制造”

对于转向架主要部件的寿命预测，刘刚、李强[6]提出四种方法：专家评估方法、试验研究方法、计算机数值模拟方法、数理统计方法，实际生产中需要根据实际情况灵活选用，必要时采用多种方法综合进行寿命预测。对于临近30年寿命转向架重大部件的寿命预测开展，深入推广运用信息化管理技术是关键。当前需要借助已经建立的铁路客车信息化管理平台，从统计记录下来的故障，找出部件可能存在的故障发展规律，进行可靠性分析和改进。同时，对部件运用数据进行统计分析，并根据车辆运用工况数据结合计算机模拟分析技术与试验，对部件进行剩余寿命估算。由于本文所讲的有限“再制造”，目标是实现车辆整车的寿命统一，因此当部件剩余寿命的估算结果与整车的寿命一致时，就可以制定最终的部件处理方案。对于剩余寿命的估算结果可以保证和整车寿命一致，且部件外观状态较好，可以按照检修规程制定维修方案，车辆按照正常维修流程进行检修。对于剩余寿命的估算结果无法保证和整车寿命一致，但是部件经分解检查仍不超过报废标准，需要结合近年来表面工程技术等的研究成果，对构架、摇枕等重大部件进行修复，形成有限“再制造”产品，并通过组织专业知识与实践经验丰富的专家进行评审，形成安全可靠可供执行的方案。

3.3 209T构架有限“再制造”案例

以209T转向架的构架实行有限“再制造”为例进行分析。

通常情况下，对厂修后不能质保一个段修期（4年）的构架进行有限“再制造”，采用图1所示的工艺方案。

①拆解转向架。拆解中对于衬套、橡胶件、紧固件直接淘汰，通常这些零件因磨损、老化等原因不可再制造或者没有再制造价值，装配时直接用新品替换。同时，要剔除明显损坏且不可修复的零件。

②构架清洗、打砂。对构架表面附着的杂物、油脂等清洗去除，油漆面、表面锈蚀打砂去除，获得表面清洁构架，以便于下工序分解检查确检、检修。

③对构架进行严格的分解检查判断。检测后的构架可分为3类：检修后可用于转向架装配的构架，主要包括：1）构架表面状态较好，存在的腐蚀、磨耗、损伤、变形未超过厂修标准，查看构架的设计、使用信息，寿命预测剩余使用寿命至少为一个厂修期，使用中基本无故障，构架按照厂修标准检修后可直接装用；2）可有限“再制造”修复的构架，主要包括：寿命预测剩余使用寿命至少为一个厂修期，使用中基本无重大故障，存在现有技术手段可检修恢复的腐蚀、磨耗、损伤、变形等缺陷，检修后的构架符合厂修标准中对成品构架的要求；3）需用合格构架替代的淘汰构架，这类构架主要是，以现有技术手段不可检修恢复到符合厂修标准的构架。

④构架的有限“再制造”加工。对构架的有限“再制造”加工可以采用多种方法和技术，如利用先进焊接、表面技术进行表面尺寸恢复，使表面性能优于原来零件，或者采用机加工技术重新加工，使其达到装配要求的尺寸，以使有限“再制造”的构架达到要求的标准配合公差。

⑤将全部检验合格的构架，严格按照生产要求装配成有限“再制造”转向架。

⑥对有限“再制造”转向架按照厂修转向架的标准进行检测与试验，应满足厂修标准要求。

⑦对首个通过上述程序检修的转向架进行专家评估，形成成熟可靠的技术方案，类似情况的构架按照评估后的方案进行有限“再制造”。

上述7条是一般情况下的构架有限“再制造”过程，若对构架有改装或者升级要求的，还可以在有限“再制造”步骤中采用改造、部件更换、加装或者其他方法，以实现构架的功能或性能的升级，满足性能、装用安全提升的要求。

3.4 轨道车辆“再制造”

随着客车保有量的增长，尤其是高铁、动车、城轨车辆的推广运用，优质、高效、安全、可靠、节能、节材成为轨道交通行业的发展目标，而发展“再制造”技术是是实现上述目标的有效途径。结合国内外“再制造”技术的运用经验，轨道交通装备的制造工程与维修工程应趋于统一，形成车辆的全寿命管理。基于目前国内车辆“再制造”技术的研究现状及巨大的发展前景，以及轨道客车运行安全的高要求，笔者认为我国需要推进建立国家轨道车辆再制造研究评估试验中心，以加强对报废车辆再利用方面的研究开发与推广工作。

4 结语

本文提出有限“再制造”的概念，适用于解决当前轨道客车部件与整车间寿命管理协调统一的问题，而现有的寿命管理要求有必要随之修订完善。基于推进我国轨道交通领域“再制造”技术的研究、推广及提高车辆运行安全的角度，提出建立国家轨道车辆再制造研究评估试验中心的设想。随着我国轨道交通的发展，车辆保有规模的扩大，发展“再制造”技术，实现车辆的全寿命管理，将对我国“循环经济”构建做出突出贡献。毫不夸张地讲，通过“再制造”技术实现车辆全寿命管理，将是利国、利民，功在当代、利在千秋的项目工程。

参考文献：

[1]铁运[2010]210号，关于印发铁路移动装备源头质量责任追究办法的通知.

[2]铁总运[2014]349号，铁路客车厂修规程[M].北京：中国铁道出版社，2014.

[3]铁总运[2015]22号，铁路客车运用维修规程[M].北京：中国铁道出版社，2015.

[4]赫宏联，杨雪峰，黄德敏，王宏远.轨道交通领域车辆再制造技术的应用分析[J].铁道机车车辆，2016（2）：90-94.

[5]李瑞淳.我国铁路客运重大移动装备50年的发展与进步[J].铁道车辆，2013（6）：1-11.

[6]刘刚，李强.提速转向架主要部件寿命预测方法探讨[J].铁道机车车辆，2002（Z1）：207-209.