現(xiàn)代電車的導(dǎo)輪踏面國產(chǎn)化項目

李悅

摘要：運行于天津開發(fā)區(qū)內(nèi)的現(xiàn)代電車是由導(dǎo)向軌導(dǎo)向、膠輪走行的特殊類型有軌電車，導(dǎo)輪踏面是車輛與導(dǎo)向軌直接接觸的重要部件及消耗性部件，本文介紹了導(dǎo)輪踏面的構(gòu)造、使用情況、實施國產(chǎn)化的原因，并介紹了該國產(chǎn)化項目立項到最后成功的全過程。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)輪踏面；聚氨酯；金屬噴涂

Abstract：The modern tram operated in Tianjin EconomicTechnological Development Area （TEDA） is a special tram running with guiding rollers and rubber wheels.Coated roller of guiding rollers is the major part of the direct contact between cars and guiding rails， which is also consumable.This paper introduced the structure of coated roller， its service condition， and the reasons of putting it into domestic production.This paper also presented the whole process of this domestic production project from its establishment to the final success.

Key words：coated tread； polyurethane； metal spray plating， coated roller

1 情況概述

泰達現(xiàn)代電車運營線的情況簡介。天津泰達現(xiàn)代電車運營線位于天津經(jīng)濟開發(fā)區(qū)內(nèi)，貫穿洞庭路全線，全長7.8公里。運營車輛為法國勞爾工業(yè)集團生產(chǎn)的TRANSLOHR型電車，該車屬于中央導(dǎo)向型地面電車類別，主要特征為由嵌入中央導(dǎo)向軌的導(dǎo)向輪組通過控制電車輪胎的轉(zhuǎn)向引導(dǎo)電車的運行，線路自2007年5月運營至今。

2 導(dǎo)輪踏面的基本情況以及國產(chǎn)化的原因

2.1 導(dǎo)輪踏面的基本情況

導(dǎo)輪踏面是導(dǎo)輪組與導(dǎo)軌直接接觸的部分，其通過連接螺母與導(dǎo)輪直接連接的，在電車運行時踏面直接在導(dǎo)向軌的上顎面滾動運行。起到了間接引導(dǎo)車輪的作用。

導(dǎo)輪踏面的直徑212mm，在電車以最高設(shè)計速度運行時，導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速會達到1750轉(zhuǎn)/分鐘。故而為了獲得必要的減震性與耐磨性，踏面由聚氨酯材質(zhì)的表面接觸層與金屬制盤體構(gòu)成，兩者通過粘接組合在一起。

聚氨酯材質(zhì)減震與耐磨特定都很良好，但其抗剪切特性較差，因此在運行過程中導(dǎo)輪踏面的接觸層經(jīng)常被的異物破壞，而且踏面本身屬于耗材，經(jīng)統(tǒng)計踏面每年更換量為600余個。運營之初幾年內(nèi)踏面?zhèn)浼柘蜍囕v制造商采購進口。

2.2 踏面國產(chǎn)化立項的原因

運營以來，使用進口導(dǎo)輪踏面暴露出如下問題。

2.2.1消耗費用過高

踏面平均每年的更換量為600多個，每個踏面進口價格2370元，每年更換踏面的費用在人民幣142萬元以上，這項支出占到運營頭兩年車輛維護費用總額的30%。

2.2.2質(zhì)量不穩(wěn)定，影響電車正常運行

外方提供的踏面質(zhì)量并不穩(wěn)定，某些批次的踏面一旦使用便會故障激增。為了處理踏面故障電車會中止運營回段，這引起乘客不滿造成投訴。

2.2.3供貨期得不到保障

外方踏面的供應(yīng)周期過長而且交付經(jīng)常延誤，導(dǎo)致維護管理的難度加大，甚至影響到車輛出動率。

運營單位認(rèn)識到踏面的供應(yīng)存在壟斷導(dǎo)致了上述結(jié)果。為了打破壟斷，運營單位責(zé)成專人推進導(dǎo)輪踏面的國產(chǎn)化項目。

3 踏面國產(chǎn)化的具體實施過程

整體踏面國產(chǎn)化的過程可分為前期論證及合作商確定→樣品試作試用→全面試驗三個階段。

3.1 前期論證以及合作商確定階段

由于運營單位并不掌握導(dǎo)輪踏面的制造工藝與標(biāo)準(zhǔn)，項目負(fù)責(zé)人最初通過多方尋訪廠商，確定了多個國內(nèi)廠商有參與意向，經(jīng)過多方信息比對確定國產(chǎn)化踏面的價格會控制在600元左右，根據(jù)這一控制價格計算一年可節(jié)省踏面購置費用104萬元，從而確定了該項目的可行性。同時該負(fù)責(zé)人經(jīng)多方尋找找到了一份明確了踏面為非安全性部件的原始制造商文件，這為安全性論證找到了直接證據(jù)。

為了引入競爭機制，增加項目成功概率，運營單位選擇了兩家單位作為項目合作商，并分別與他們簽訂協(xié)議進行國產(chǎn)化踏面產(chǎn)品試制，明確規(guī)定了初期制作少量樣品，交付后進行裝車測試，并明確了以進口踏面平均6000km的使用壽命作為初試合格標(biāo)準(zhǔn)。符合標(biāo)準(zhǔn)才能進入全面測試階段。

3.2 樣品試作試用階段

在協(xié)議訂以后，兩個廠商開始了踏面產(chǎn)品的研制試制，此階段完成了踏面的逆向產(chǎn)品設(shè)計、確定了相應(yīng)的生產(chǎn)工藝、工裝、設(shè)備、原料型號，以最終測試合格的廠商情況為例，此階段樣品生產(chǎn)流程：金屬盤體清潔或新造→單組分材料脫泡→雙組分材料融合聚氨酯→金屬盤體涂底膠→金屬盤體涂底膠→金屬盤體入模具→液態(tài)聚氨酯澆注合模→毛坯脫模→熱固化毛坯→毛坯修型→成品。

兩單位各位完成了踏面樣品的制造后，運營單位對樣品進行裝車測試，測試結(jié)果為：

通過初試證明，兩種踏面壽命均高于進口踏面，不過樣品二由于硬度高減震性差，導(dǎo)致了多個導(dǎo)輪軸承損壞；項目組要求該單位重新制作樣品再次進行初步測試，而這家單位其后提供的二批踏面產(chǎn)品經(jīng)測試證明使用數(shù)十公里便會迅速損壞，為此這家單位失去繼續(xù)測試的資格。自此只有一家單位研制樣品進入了全面測試階段。

3.3 產(chǎn)品的全面測試工作

通過初期測試的單位向運營單位提供了200個踏面，該批踏面被安排進行全面裝車測試，該測試的主要目的是檢驗該型踏面的耐候性，該項工作于5月份開始，當(dāng)年9月份結(jié)束。測試數(shù)據(jù)很不理想，踏面運行壽命只有平均2252km，沒有通過夏季高熱潮濕環(huán)境的考驗。這批踏面破壞類型多是聚氨酯層與金屬盤整體分離，因此盡管這批踏面沒有通過測試，但是向項目參與者揭示了改進問題的關(guān)鍵點：解決金屬盤與聚氨酯層的正確粘接工藝。

在該批次踏面測試過程中，項目負(fù)責(zé)人與合作單位多次進行技術(shù)交流，指出踏面存在的實際問題，同時也提出了一些改進踏面質(zhì)量的建議。合作單位根據(jù)建議制作并提供了兩批次變更生產(chǎn)工藝的踏面，但經(jīng)測試也不成功，平均壽命也僅達到2000余公里。

到了冬季合作單位又提供了一批沒有變更生產(chǎn)工藝的踏面進行測試，結(jié)果令人滿意，踏面使用壽命達到6000公里以上。針對這一情況項目負(fù)責(zé)人與合作單位召開了專題的分析會，探討其中原因，通過回顧了各批次踏面的制造與試驗情況，

并總結(jié)對比確定測試過程中踏面進行的工藝改進沒有起到實質(zhì)的作用，質(zhì)量好壞只與制造時間有關(guān)即秋冬季制造踏面好于春夏季制造踏面。結(jié)合踏面主要的故障類型為粘接不良的現(xiàn)象，分析原因是夏季金屬盤易生銹導(dǎo)致踏面粘接質(zhì)量不佳，而秋冬季金屬盤不易生銹，踏面粘接質(zhì)量就相對較好。會議最終確定了改進踏面制造工藝的的方向：金屬盤面進行有效的防銹處理。

合作單位后來找到了一種金屬盤面防銹的解決辦法：通過金屬噴涂的工藝在金屬盤表面敷設(shè)一層鎳包鋁材料隔絕氧化反應(yīng)。他們按此改進技術(shù)生產(chǎn)了100個踏面提供給運營單位，該批踏面的測試結(jié)果優(yōu)于6000km的測試標(biāo)準(zhǔn)并高于同期使用的進口踏面的平均使用壽命，這批次踏面是在夏季生產(chǎn)的，卻依然獲得了良好的試驗數(shù)據(jù)說明使用金屬噴涂鎳包鋁的防銹工藝是正確的，踏面生產(chǎn)中的難題被攻破，項目成功。

上述測試工作完成后，國產(chǎn)化踏面正式通過驗收，成為運營單位可進行常備采購的常用部件。

4 踏面國產(chǎn)化成功的意義

通過近三年時間的不懈努力，終于研制成功了質(zhì)量可靠的國產(chǎn)化踏面。這一項目成功的意義在于打破了外方單一壟斷，每年為運營工作節(jié)省了100萬元資金；通過參與這一項目，為導(dǎo)向電車其它系統(tǒng)的國產(chǎn)化工作提供了寶貴的經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]陳鼎南，陳童.聚氨酯制品生產(chǎn)手冊.化學(xué)工業(yè)出版社，2014.