A vasúti tranzit biztonságos, kényelmes, környezetbarát és energiatakarékos zöld szállítás, Kína tömegközlekedésének fontos része. A vasúti tranzitépítés mértéke évről évre növekszik, az üzemeltetési hálózat növekszik, az energiafogyasztás drámai módon növekszik, a vasúti tranzitban a vontatási energiafogyasztás a teljes energiafogyasztás kb. 30% -át teszi ki, ha a jármű súlya 10% -kal csökken, az energiafogyasztás 6% -ról 8% -kal csökkenthető.
A háztartási erőteljesen elősegíti a vasúti tranzit építését, a vasúti tranzitberendezések iparának "14. ötéves terv" időszaka szintén a fejlesztési lehetőségek gyors növekedésében áll. Vasúti szállítási berendezések az új anyagokban, az új technológiákban és az új technikákban, különösen a könnyű berendezésekben, a spektrumban, a nagysebességű nagy teherbírású és a zöld intelligens irányban, sürgősebb igényeinek kialakulását. A titánötvözet alacsony sűrűségű, magas fajta szilárdságának, jó hegeszthetőségének és jó korrózióállóságának köszönhetően a vasúti szállítási ágazat középpontjában áll, és fokozatosan elvégezte a kapcsolódó termékek és a fedélzeti alkalmazások titán ötvözésének megvalósíthatósági tanulmányát.
2022. április 21-én Kína független kutatása és fejlesztése az új, nagysebességű integrált ellenőrző vonaton sikeresen elérte a relatív, 870 km-es óránkénti relatív sebességet, amely világrekordot hoz létre a nagysebességű vasúti vonatokról, amelyek világossá váltak, és a nemzeti nemzeti innovációt jelentik a nemzeti nemzeti innováció, a "Cr450 tudományos és technológiai projekttel rendelkező innovációja", a "14. ötéves terv" tervezését a "Cr450 tudományos és technológiai projekttel. A terv "teljes lendületben volt. A CR400 -tól a CR450 -ig a sebesség 50 km\/h -rel növekszik, ami magasabb követelményeket teremt az anyagok biztonságára, erősségére és könnyűsúlyára.
1 titánötvözet jellemzői
A titán- és titánötvözetek kiváló átfogó mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, a repülőgépiparban, a haditengerészeti fegyverekben, a vegyiparban és a tengeri konstrukcióban, valamint a sokféle alkalmazási kör, a "Air fém", a "tengeri fém", a "harmadik fém felemelkedése" néven ismert. A harmadik fém ".
A titán és a titánötvözetek teljesítményének előnyei a következők.
(1) Alacsony sűrűség, magas specifikus szilárdság (szilárdság és sűrűség arány). A titánötvözet sűrűsége körülbelül 4,5 g\/cm3, és a fajlagos szilárdság az első fémben található. A magasabb specifikus szilárdság azt jelenti, hogy amikor a megfelelő szerkezeti szilárdság teljesül, annál világosabb az anyag tömege, amely lehetővé teszi a szerkezeti kialakítás kompaktabbá válását, és a szerkezet súlya jelentősen csökkent, ezáltal javítva a berendezés biztonságát.
2) Jó hegesztés. A titánötvözet TIG hegesztéshez, lézerhegesztéshez és elektronnyaláb -hegesztéshez és más hegesztési módszerekhez alkalmas, a hegesztés szilárdsága a szubsztrát szilárdságának több mint 90% -át elérheti, például hegesztési hibákat, másodlagos hegesztéssel.
3) Jó korrózióállóság. A titán és a titán ötvözet felülete könnyen oxidfilmet képez, és nem korrozív, és a membrán megszakad a gyógyulási képesség után. A nedves légkörben és a tengervízi közegben dolgozó korrózióállóság sokkal jobb, mint a rozsdamentes acél. Ezért a titánötvözet használata bevonat nélkül védhető.
(4) Kiváló fáradtság -ellenállás. Az amerikai stratégiai felderítő repülőgép SR -7 l A repülőgép -keret titánötvözetének felépítésével, 30, {3}} m repülési magasság, a hangsebesség 3,5 -szeres sebessége, 1966 -ban kezdte meg a szolgáltatást, az 1998 -as repülőgép -tartós leszereléshez a szolgálatban 32 éven belül, a károktól számított 32 éven belül.
(5) Jó kompatibilitás a kompozit anyagokkal, elsősorban szénszál előzetes beágyazott alkatrészekként. A légiközlekedési ipar fejlődésével a titánötvözet nagy specifikus szilárdsága miatt a korrózióállóság, míg a szénszálas megerősített kompozitok (CFRP) kis specifikus gravitációval, jó merevséggel és szilárdsággal stb., Tehát ezt a 2 anyagot széles körben használják a repülési iparban. A kompozit anyagok nagy számával a repülési iparban a titánötvözet mennyisége fokozatosan növekszik. Más fémekkel összehasonlítva a titánötvözetek kompatibilisek a kompozitokkal, és a repülőgép egyes részein fokozatosan cserélték az acél- és alumíniumötvözeteket.
A vasúti járművek egyre növekvő követelményével a szénszálas kompozitok alkalmazása a vasúti szállítási berendezésekben fokozatosan növekszik, például autótestet, korlátos keret, vezető szoba- és berendezések rekeszét stb. Szénszálas kompozitokat használnak a próbatermeléshez. Az előre eltemetett alkatrészek általánosan használt anyagok az alumíniumötvözet, a titánötvözet és a vas-nikkel ötvözet. Figyelembe véve az erősséget, a könnyű súlyt, a hőstabilitást és az elektrokémiai korrózióját, amelyet az előre eltemetett fémszerkezeti alkatrészek szénszálának potenciális különbsége okoz, a titánötvözetet előnyben kell részesíteni az előre eltemetett alkatrészekként.
2 titánötvözet vasúti tranzitjárművekben a jelenlegi kutatás állapotában
2.1 Titanium ötvözet Bogie Frame
A Bogie a vasúti járművek egyik legfontosabb alkotóeleme, felismerve a vasúti járművek séta funkcióját, amely közvetlenül kapcsolódik a jármű üzemeltetésének minőségéhez, az energiateljesítményhez és a vezetési biztonsághoz. A BOGIE FORT a hordozó a kétoldalas alkatrészek összeszereléséhez, általában oldalsó gerendákat, keresztirányú gerendákat és felfüggesztési tartókat, amelyek szükségesek a kapcsolódó berendezések telepítéséhez stb. A titánötvözet-keret használata felismerheti a nagy szilárdságú, könnyű lóherékszerkezetet, csökkentheti a nem nyomott tömeget és a forrásközi tömeget, majd javíthatja a kerekek és a sínek közötti erőt, és javíthatja a forgóváz szerkezetének biztonságát és működési megbízhatóságát.
A titán ötvözetű forgóváz keret hegesztésében a TA2 és TA18 titánötvözetek használata a meglévő keret szilárdságának teljes tömege alapján kb. A hegesztés maradék belső feszültségét a hegesztés utáni vákuum hőkezeléssel kiküszöböljük, így a titánötvözet keret megfelel a meglévő tervezési indexek követelményeinek, és a további szerkezeti optimalizálás és a későbbi titánötvözetek kereteinek további szerkezeti optimalizálásához és kialakításához felhalmozódtak.
2.2 Titán fékbilincs
A fékrendszer alapvető alkotóelemeként a féknyereg teljesítménye és működése közvetlenül befolyásolja a fékrendszer működési állapotát és minőségét. A titán ötvözet féknyeregének alkalmazása csökkentheti az alulforrás és a forrásközi tömeget, javíthatja a működési minőséget, és növelheti a rozsda- és korrózióállóságot; A szerkezeti szilárdság teljesítménye alacsony hőmérsékletű környezetben stabilabb.
A kifejlesztett titánötvözet hárompontos fékbilincset a 3. ábra mutatja. A fő betöltött alkatrészek, például függő, kapu tartó, függő ülés, hengerfej, dugattyús cső, hengerfej vezetéke, ige és kar TC4 titánötvözetből készülnek, teljes súlycsökkentéssel, 17,6 kg. A titánötvözet-fékbilincs-egységet szilárdsági tesztnek, alacsony nyomású és nagynyomású környezeti hőmérsékleti tömítővizsgálatnak, környezeti hőmérsékleti érzékenységi tesztnek, az elsődleges clearance-beállítási mennyiségnek, a maximális hézag beállítási összegének tesztjének és a domborzati clearance tesztnek vetettük alá. A teszteredmények azt mutatják, hogy a titánötvözet -fékbilincs egység megfelel a funkcionális index követelményeinek, és ugyanakkor átadja az 1 milliószor a fáradtsági tesztet és a sokk rezgési tesztjét. A -50 fokú alacsony hőmérsékleti környezetben a 48 órás tartás után a titánötvözet fékbilincs -egység minden funkció normális, jelezve, hogy a titánötvözet -fékbilincs erős alacsony hőmérsékleti ellenállással rendelkezik, és alkalmas az alpesi környezetben történő alkalmazásra.
2.3 Titán ötvözet átmeneti horog
Az átmeneti horog egyfajta horog, amelyet két különféle horgos csatlakozáshoz használnak, hogy biztosítsák a menekülő mozdony biztonságos és zökkenőmentes átadását, hogy a járműveket átalakítsák, és ugyanakkor az átmeneti horgot gyakran be kell tölteni és kirakodni, amikor használatban van. Az UIC660 szerint az átmeneti horog egyetlen súlya nem haladhatja meg az 50 kg -ot, azonban a meglévő átmeneti horogszerkezet terjedelmes és nehéz, sok embernek egyszerre kell kezelni a betöltés és a kirakodás során, és személyi sérüléseket is okoz a karbantartási személyzet számára, ha az átmenetet kiszállni kell, tehát az átmenetelhorognak való átgondolásának ellenőrzése alatt áll.
Tervezze meg a könnyű titán átmeneti horogot, amely a változó sűrűségű módszer alapján Ansysworkbench segítségével az átmeneti horog alak optimalizálási moduljában a topológia optimalizálásához, a titán ötvözet átmeneti horogának topológia optimalizációs eredményei szerint a könnyű szerkezeti kialakításhoz a könnyű titán-ötvözet-átmeneti kampó, az eredmények eredményeként az eredeti, az eredeti acél átmenetet, az eredményt átteljesítik, az eredeti, az eredeti acél átmenetet, az eredményt, az eredeti, az acél átmenetet, az eredményt, az eredményt, az eredeti acél átmenetet, az eredményt, az eredményt, az eredeti acél átmenetet, az eredményt, az eredményt, az eredeti acél átmenetet, az eredményt, az eredeti, acél átmenetet, az eredményt, az eredményt, az eredeti acél átmenetet, összehasonlítva A titánötvözet átmeneti horogja 42,15 kg, ami 57,98% -kal kevesebb, mint az eredeti E-osztályú acél átmeneti horog.
A kínai vasúti társaság kifejlesztett egy titánötvözet -átmeneti horogot, amint azt a 4. és 5. ábra mutatja. Az egyetlen modulhorog súlya kb. 20 kg, és az egész működési folyamatot egy személy végezheti. A 750 kN -es szakítószilárdsági terhelés és a 850 KN kompressziós terhelési teszt során a horgos test nem törött, amint az a 6. ábrán látható. A kirakodás után a horgos testet egészben tesztelték és ellenőrizték, és a titánötvözet minden részének {10- típusú és 13- típusú átmeneti horgok minden részének nem volt károsodása. A teszteredmények azt mutatják, hogy a könnyű titánötvözet átmeneti horogja könnyű, magas szilárdságú és magas működési hatékonyságú, és megfelel a jelenlegi átmeneti horog működésének biztonsági igényeinek, miközben a további könnyűsúlyú is lehet.
A titán ötvözet metró átmeneti kúp előállításában a Shenyang Zhongtian Equipment Manufacturing Co., Ltd. Titanium Plate Die kovácsolási és bordázlemez -hegesztési öntési folyamatát fogadja el. Az eredeti acél konvex kúp casting folyamatával összehasonlítva ez a módszer jó formázással, nagy hatékonysággal és jó kúpteljesítménnyel rendelkezik, amelyet a tesztek ellenőriztek, hogy kielégítsék a használati igényeket.
2.4 tapadó rúd
A középső vontatóberendezés elsősorban a középső vontatócsapból, a vontató rúd -szerelvényből (beleértve a rúdot és annak két végét a gumi gömbcsukló csomópontokból), valamint az összekötő csavarok és más alkatrészekből áll. Fő funkciója a járműtest és a forgóváz közötti kapcsolat felismerése, valamint a tapadás és a fékerő átvitelének megvalósítása. A nyakkendő -rúd szerkezete egyszerű, az öntési folyamat viszonylag egyszerű, a titánötvözet anyagának felhasználása nemcsak a súlycsökkentés hatása érdekében, míg a Die kovácsolási formázási program használata javíthatja az anyag felhasználási sebességét is, az összköltség nem lesz nagyobb mértékben.
A Sifang és a China Railway Corporation titán -berendezése által közösen kifejlesztett titánötvözet -vontatási rudakat részben megmunkálják, miután a Die kovácsolási öntvényt alkalmazták, és az anyagfelhasználási arány több mint 50%-ot érhet el, és a teljes súly körülbelül 42%-kal csökken, ami a súlycsökkentés nagyon nyilvánvaló hatása.
