Raudteetransiit on omamoodi ohutu, mugav, keskkonnakaitse ja energiasäästlik roheline transport, mis on Hiina ühistranspordi oluline osa. Raudteetransiidi ehitusmaht laieneb aasta-aastalt, operatiivvõrk suureneb ja energiatarbimine suureneb oluliselt. Veojõuenergia tarbimine moodustab umbes 30% raudteetransiidi koguenergiatarbimisest. Kui sõiduki massi vähendatakse 10%, saab energiatarbimist vähendada 6% kuni 8%.
Raudteetransiidiehituse jõulise edendamisega Hiinas on ka raudteetransiidiseadmete tööstus 14. viie aasta plaani perioodil kiire kasvuga arenguvõimaluste perioodil. Raudteetransiidiseadmete arendusvajadused on kiireloomulisemad uute materjalide, uute tehnoloogiate ja uute protsesside osas, eriti seadmete kergekaalu, liini, suure kiirusega raskete veoste ja seadmete rohelise intelligentsuse suunas. Titaanisulam on pälvinud raudteetransiiditööstuse tähelepanu madala tiheduse, suure eritugevuse, hea keevitatavuse ja hea korrosioonikindluse tõttu ning viinud järk-järgult läbi seotud toodete titaani legeerimise teostatavusuuringu ja pardarakenduse.
Raudteetransiitsõidukites kasutatava 02 titaanisulami uurimistöö
2.1 titaanisulamist pöördvankri raam
Pöördvanker on raudteesõiduki üks olulisemaid komponente, mis on otseselt seotud rööbassõiduki sõidukvaliteedi, dünaamilise jõudluse ja sõiduohutusega. Raam on kandja pöördvankrite komponentide, sealhulgas üldiselt seotud seadmete paigaldamiseks vajalike külgtala, tala ja vedrustusiste kokkupanekuks. Titaanisulamist raam võib realiseerida suure tugevusega ja kerge pöördvankri konstruktsiooni, vähendada vedru massi ja vedru massi ning seejärel parandada ratta ja rööpa vahelist jõudu ning parandada pöördvankri konstruktsiooni ohutust ja töökindlust.
Titaanisulamist pöördvankri raami keevitamisel kasutatakse titaanisulameid TA2 ja TA18. Olemasoleva raami tugevuse rahuldamise alusel vähendatakse pöördvankri raami kogumassi umbes 40%, nagu on näidatud joonistel 1 ja 2. Titaanisulamist raami arendusprotsessis on suurte deformatsioonide tehnilisi probleeme titaanisulamist külgtala koostise keevitusprotsessis lahendati mõnede keevisliidete võimetus olla tõhusalt kaitstud inertgaasiga. Pärast keevitamist kõrvaldati keevitamise sisemine jääkpinge vaakumkuumtöötlusega ning titaanisulamist raam vastas olemasolevate projekteerimisnäitajate nõuetele, mis kogusid põhiandmeid titaanisulamist raami konstruktsiooni edasiseks optimeerimiseks ja projekteerimiseks.
joonisel fig. 1 Titaanisulamist raami külgtalade koostis
joonisel fig. 2 titaanisulamist pöördvankri raam
2.2 Titaanisulamist piduriklamber
Pidurisüsteemi põhiosana mõjutavad piduriklambri jõudlus ja funktsioon otseselt pidurisüsteemi tööolekut ja kvaliteeti. Titaanisulamist piduriklambri kasutamine võib vähendada massi vedrude all ja vahel, parandada sõidukvaliteeti ja parandada korrosioonikindlust; Madala temperatuuriga keskkonnas on konstruktsiooni tugevus stabiilsem.
Väljatöötatud titaanisulamist kolmepunktiline piduriklamber on näidatud joonisel 3. TC4 titaanisulamit kasutatakse peamiste koormuse komponentide jaoks, nagu ripp, piduriklotside tugi, rippiste, silindripea, kolvitoru, silindripea kanal, ike ja hoob, mille kogukaal on vähenenud 17,6 kg. Titaanisulamist piduriklambri üksuse jaoks viidi läbi vastavalt tugevuskatse, madala rõhu ja kõrgsurve ruumitemperatuuri tihenduskatse, ruumitemperatuuri tundlikkuse test, esmase kliirensi reguleerimise katse, maksimaalse kliirensi reguleerimise katse ja kliirensi leevenduskatse. Katsetulemused näitavad, et titaanisulamist piduriklambrid vastavad funktsionaalsetele nõuetele ning on samal ajal läbinud 1 miljon väsimuskatset ja löögivibratsiooni testi. Madala temperatuuriga keskkonnas -50 kraadi 48 tunni pärast on titaanisulamist piduriklambri funktsioonid normaalsed, mis näitab, et titaanisulamist piduriklambril on tugev madala temperatuuritaluvus ja see sobib kasutamiseks suures külmas. keskkond.
joonisel fig. 3 Titaanisulamist kolmepunktiline piduriklambriüksus
2.3 Titaanisulamist üleminekuliitmik
Üleminekusidur on kahe erinevat tüüpi haakeseadise ühendamiseks kasutatav sidur, et tagada veduri ohutu ja sujuv üleviimine remonditavatele veeremitele, samas kui kasutusel olev üleminekumudel nõuab sagedast käsitsi laadimist ja mahalaadimist. Vastavalt UIC660-le ei tohiks üleminekuliitmiku ühekordne kaal ületada 50 kg. Olemasolev üleminekuliitmik on aga konstruktsioonilt raske, mis nõuab peale- ja mahalaadimise ajal mitme inimese üheaegset kandmist. Kui käsitsemise ajal juhtub õnnetus, põhjustab see ka hoolduspersonali kehavigastusi.
Kavandati kerge titaanisulamist üleminekuliitmik. Muutuva tihedusega meetodil põhinedes kasutati ANSYSWorkbenchis Shape Optimization moodulit üleminekuühenduse topoloogia optimeerimiseks ning titaanisulamist üleminekuliitmiku kerge struktuur kujundati vastavalt topoloogia optimeerimise tulemustele. Kerge titaanisulamist üleminekuliitmik kaalus 42,15 kg. Võrreldes originaalse E-klassi terasest üleminekuliitmikuga on kaalulangus 58,15 kg ja kaalu vähendamise suhe kuni 57,98%.
Üks CRRC ettevõte on välja töötanud titaanisulamist üleminekuliitmiku, nagu on näidatud joonistel 4 ja 5. Ühe mooduli konks kaalub umbes 20 kg ja üks inimene saab kogu tööprotsessi lõpule viia. 750 kN tõmbekoormuse ja 850 kN survekoormuse katses ei purunenud haakekonks, nagu on näidatud joonisel 6. Pärast mahalaadimist kontrolliti ja kontrolliti siduri korpust tervikuna ning silmnähtavaid deformatsioone ja kahjustusi ei esinenud. kõik osad titaanisulamist tüüp 10 ja tüüp 13 üleminekuliitmikud. Katsetulemused näitavad, et kerge titaanisulamist üleminekuliitmikul on kerge kaal, kõrge tugevus ja kõrge töötõhusus ning see vastab praeguse üleminekuliidese töö ohutusvajadustele ning on ka täiendava kerge kaalu teostatavus.
joonisel fig. 4 Titaanisulamist Mudel 10 sidur
Joonis 5. Titaanisulamist Mudel 13 sidur
joonisel fig. 6 Titaanisulamist 10 siduri tõmbe- ja survekatse
Shenyang Zhongti Equipment Manufacturing Co., Ltd. kasutab titaanisulamist metroo üleminekuliitmike kumera koonuse tootmisel titaanplaadi stantsimise ja ribi keevitamise protsessi. Võrreldes terasest kumera koonuse algse valamise protsessiga on sellel meetodil kumera koonuse hea vormitavus, kõrge efektiivsus ja hea jõudlus. Titaanisulamist stantsi sepistav kumer koonus on näidatud joonisel 7.
Joonis 7. Sepistatud ja osaliselt keevitatud titaanist kumer koonus
2.4 Tõmbevarras
Keskne veoseade koosneb peamiselt kesksest veotihvtist, veovarda komplektist (sealhulgas tõmbevarda ja kummist kuulliigendi mõlemas otsas) ja ühenduspoldist. Selle põhiülesanne on auto kere ja pöördvankri vahelise ühenduse realiseerimine ning veojõu ja pidurdusjõu ülekande realiseerimine. Veojõuvarda struktuur on lihtne ja vormimisprotsess on suhteliselt lihtne. Titaanisulamist materjali asendamine mitte ainult ei saavuta kaalu vähendamise efekti, vaid parandab ka materjali kasutusmäära, kasutades stantsimise sepistamist, ja üldkulud ei parane oluliselt.
CRRC Sifang Co., Ltd. ja China Titanium Equipment Co., Ltd. ühiselt välja töötatud titaanisulamist veovarras on pärast stantsiga sepistamist osaliselt mehaaniliselt töödeldud ja materjali kasutusmäär võib ulatuda üle 50% ja kogukaalu väheneb. umbes 42%. Kaalu vähendamise efekt on väga ilmne, nagu on näidatud joonistel 8 ja 9.
joonisel fig. 8 Veojõuvarda sepistamisstantsi mudel
joonisel fig. 9 Pärast stantsi sepistamist on tõmbevarda stants väljas
Titaanisulamist valmistatud veovarda suurus ja mehaanilised omadused vastavad kasutusnõuetele. EMU ohutu toimimise tagamiseks tuleks titaanisulamist veovarda staatilist tugevust ja väsimustugevust vastava koormuse all kontrollida katsetega vastavalt pöördvankrite veovarda tehnilistele tingimustele. Kuna titaanisulami elastsusmoodul on umbes pool terase elastsusmoodulist, on vaja kontrollida ka titaanisulamist veovarda jäikuse mõju pöördvankri ja sõiduki vibratsioonirežiimile ning sõiduki dünaamilistele omadustele veojõu ja pidurdamise ajal. .
