Tranzitas geležinkeliu yra saugus, patogus, aplinką tausojantis ir energiją taupantis ekologiškas transportas, svarbi Kinijos viešojo transporto dalis. Kasmet plečiasi geležinkelių tranzito statybos mastai, didėja eksploatacinis tinklas, ženkliai didėja energijos sąnaudos. Traukos energijos sąnaudos sudaro apie 30 % visos geležinkelių transporto suvartojamos energijos. Jei transporto priemonės svoris sumažinamas 10%, energijos sąnaudos gali sumažėti 6% ~ 8%.
Energingai skatinant geležinkelių tranzito statybą Kinijoje, 14-ojo penkerių metų plano laikotarpiu geležinkelių tranzito įrangos pramonė taip pat sparčiai auga. Geležinkelio tranzito įrangos plėtros poreikiai yra neatidėliotini naujų medžiagų, naujų technologijų ir naujų procesų požiūriu, ypač lengvo svorio, linijos, didelės spartos didelės apkrovos ir ekologiškos įrangos srityse. Titano lydinys patraukė geležinkelių tranzito pramonės dėmesį dėl savo mažo tankio, didelio specifinio stiprumo, gero suvirinamumo ir gero atsparumo korozijai savybių, ir palaipsniui atliko susijusių gaminių titano lydinio ir pritaikymo laive galimybių studiją.
02 titano lydinio geležinkelio tranzitinėse transporto priemonėse tyrimo būklė
2.1 Titano lydinio vežimėlio rėmas
Vežimėlis yra vienas iš svarbiausių bėginės transporto priemonės komponentų, tiesiogiai susijęs su bėgių transporto priemonės važiavimo kokybe, dinaminėmis charakteristikomis ir važiavimo saugumu. Rėmas yra vežimėlio komponentų surinkimo laikiklis, paprastai įskaitant šoninę siją, siją ir pakabos sėdynę, reikalingą susijusiai įrangai sumontuoti. Titano lydinio rėmas gali realizuoti didelio stiprumo ir lengvą vežimėlio konstrukciją, sumažinti spyruoklės masę ir spyruoklės masę, tada pagerinti jėgą tarp rato ir bėgio bei pagerinti vežimėlio konstrukcijos saugumą ir veikimo patikimumą.
Suvirinant titano lydinio vežimėlio rėmą, naudojami titano lydiniai TA2 ir TA18. Atsižvelgiant į esamo rėmo stiprumą, bendra vežimėlio rėmo masė sumažinama apie 40%, kaip parodyta 1 ir 2 paveiksluose. Titano lydinio rėmo kūrimo procese iškyla didelių deformacijų techninės problemos. titano lydinio šoninių sijų sudėties suvirinimo procese buvo išspręstas kai kurių suvirintų jungčių nesugebėjimas efektyviai apsaugoti inertinėmis dujomis. Po suvirinimo liekamasis vidinis suvirinimo įtempis buvo pašalintas vakuuminiu terminiu apdorojimu, o titano lydinio karkasas atitiko esamų projektinių rodiklių reikalavimus, kurie kaupė pagrindinius duomenis tolesniam titano lydinio rėmo konstrukcijos optimizavimui ir projektavimui.
Fig. 1 Titano lydinio rėmo šoninių sijų sudėtis
Fig. 2 titano lydinio vežimėlio rėmas
2.2 Titano lydinio stabdžių spaustukas
Kaip pagrindinė stabdžių sistemos dalis, stabdžių spaustuko veikimas ir funkcija tiesiogiai veikia stabdžių sistemos veikimo būseną ir kokybę. Titano lydinio stabdžių gnybtas gali sumažinti masę po ir tarp spyruoklių, pagerinti važiavimo kokybę ir pagerinti atsparumą korozijai; Esant žemai temperatūrai, konstrukcijos stiprumas yra stabilesnis.
Sukurtas titano lydinio trijų taškų stabdžių gnybtas parodytas 3 paveiksle. TC4 titano lydinys naudojamas pagrindinėms apkrovos sudedamosioms dalims, tokioms kaip pakabinimas, stabdžių trinkelių atrama, pakabinama sėdynė, cilindro galvutė, stūmoklio vamzdis, cilindro galvutės vamzdis, jungas ir svirtis, bendras svoris sumažėjo 17,6 kg. Titano lydinio stabdžių gnybtų bloko stiprumo bandymas, žemo slėgio ir aukšto slėgio patalpos temperatūros sandarinimo bandymas, kambario temperatūros jautrumo bandymas, pirminio tarpo reguliavimo bandymas, didžiausio tarpo reguliavimo bandymas ir tarpo sumažinimo bandymas buvo atlikti atitinkamai. Bandymų rezultatai rodo, kad titano lydinio stabdžių gnybtų blokai atitinka funkcinius reikalavimus ir tuo pačiu yra išlaikę 1 mln. nuovargio ir smūginės vibracijos testų. Esant žemai -50 laipsnių temperatūrai, po 48 valandų titano lydinio stabdžių gnybtų bloko funkcijos yra normalios, o tai rodo, kad titano lydinio stabdžių gnybtas turi stiprų atsparumą žemai temperatūrai ir yra tinkamas naudoti esant dideliam šalčiui. aplinką.
Fig. 3 Titano lydinio trijų taškų stabdžių gnybtų blokas
2.3 Titano lydinio pereinamoji mova
Pereinamoji mova – tai mova, naudojama dviejų skirtingų tipų movoms sujungti, siekiant užtikrinti saugų ir sklandų lokomotyvo perkėlimą į remontuojamus riedmenis, o naudojant pereinamąją movą reikia dažnai pakrauti ir iškrauti rankiniu būdu. Pagal UIC660, vienos perėjimo movos svoris neturi viršyti 50 kg. Tačiau esama perėjimo mova yra sunkios konstrukcijos, todėl pakrovimo ir iškrovimo metu vienu metu reikia nešti kelis žmones. Jei tvarkant įvyksta nelaimingas atsitikimas, tai taip pat gali sužaloti techninės priežiūros personalą.
Sukurta lengva titano lydinio pereinama jungtis. Remiantis kintamo tankio metodu, ANSYSWorkbench Shape Optimization modulis buvo naudojamas perėjimo movos topologijai optimizuoti, o lengva titano lydinio pereinamojo movos konstrukcija buvo sukurta pagal topologijos optimizavimo rezultatus. Lengvas titano lydinio pereinamasis movas svėrė 42,15 kg. Palyginti su originalia E klasės plienine perėjimo jungtimi, svoris sumažėjo 58,15 kg, o svorio mažinimo koeficientas yra iki 57,98%.
CRRC įmonė sukūrė titano lydinio pereinamąją jungtį, kaip parodyta 4 ir 5 paveiksluose. Vieno modulio kabliukas sveria apie 20 kg, o vienas asmuo gali atlikti visą operacijos procesą. Atliekant 750 kN tempimo apkrovos ir 850 kN gniuždymo apkrovos bandymą, movos kabliukas nenulūžo, kaip parodyta 6 paveiksle. Po iškrovimo movos korpusas buvo apžiūrėtas ir patikrintas kaip visuma, akivaizdžių deformacijų ir pažeidimų nebuvo. visos 10 tipo titano lydinio ir 13 tipo pereinamosios movos dalys. Bandymų rezultatai rodo, kad lengvasis titano lydinio pereinamasis movas yra lengvo svorio, didelio stiprumo ir didelio veikimo efektyvumo bei atitinka dabartinės pereinamosios movos veikimo saugos poreikius, taip pat yra galimybė naudoti ir toliau.
Fig. 4 Titano lydinio 10 modelio jungtis
5 pav. Titano lydinio 13 modelio jungtis
Fig. 6 Titano lydinio 10 movos tempimo ir gniuždymo bandymas
Gamindama išgaubtą titano lydinio metro perėjimo movą, Shenyang Zhongti Equipment Manufacturing Co., Ltd. taiko titano plokščių kalimo ir juostelių suvirinimo procesą. Palyginti su originaliu plieninio išgaubto kūgio liejimo procesu, šis metodas pasižymi geru formavimu, dideliu efektyvumu ir geromis išgaubto kūgio charakteristikomis. Titano lydinio kalimo išgaubtas kūgis parodytas 7 paveiksle.
7 pav. Kaltas ir iš dalies suvirintas išgaubtas titano kūgis
2.4 Vilkimo strypas
Centrinį traukos įtaisą daugiausia sudaro centrinis traukos kaištis, traukos vairo trauklės mazgas (įskaitant sujungimo strypą ir guminių rutulinių jungčių jungtis abiejuose galuose) ir jungiamojo varžto. Pagrindinė jo funkcija – realizuoti ryšį tarp automobilio kėbulo ir vežimėlio bei realizuoti traukos jėgos ir stabdymo jėgos perdavimą. Traukos strypo struktūra yra paprasta, o formavimo procesas yra gana paprastas. Titano lydinio medžiagos pakeitimas ne tik sumažina svorį, bet ir pagerina medžiagos panaudojimo greitį naudojant kalimo schemą, o bendros išlaidos labai nepagerės.
Titano lydinio traukos strypas, kurį bendrai sukūrė CRRC Sifang Co., Ltd. ir China Titanium Equipment Co., Ltd., yra iš dalies apdirbtas po kalimo, o medžiagos panaudojimo lygis gali siekti daugiau nei 50%, o bendras svoris sumažėja apie 42 proc. Svorio mažinimo efektas yra labai akivaizdus, kaip parodyta 8 ir 9 paveiksluose.
Fig. 8 Traukos strypo kalimo štampavimo modelis
Fig. 9 Po štampavimo kalimo traukimo strypo štampavimo būsena
Iš titano lydinio pagamintos traukos strypo dydis ir mechaninės savybės atitinka naudojimo reikalavimus. Siekiant užtikrinti saugų EMU veikimą, titano lydinio traukos vairo trauklės statinis stiprumas ir atsparumas nuovargiui, veikiant atitinkamai apkrovai, turėtų būti patikrinti atliekant bandymus pagal vežimėlio traukos vairo trauklės technines sąlygas. Kadangi titano lydinio tamprumo modulis yra maždaug pusė plieno tamprumo modulio, taip pat būtina patikrinti titano lydinio traukos strypo standumo įtaką vežimėlio ir transporto priemonės vibracijos režimui bei dinaminėms transporto priemonės savybėms traukos ir stabdymo metu. .
