Залізничний транзит-це безпечний, комфортний, екологічний та енергозберігаючий зелений транспорт, є важливою частиною громадського транспорту Китаю. Масштаб будівництва залізничного транзиту розширюється рік за роком, мережа операцій зростає, споживання енергії різко зростає, споживання енергії тяги в залізничному транзиті становить близько 30% від загального споживання електроенергії, якщо вага транспортного засобу зменшиться на 10%, споживання енергії може бути зменшено на 6% до 8%.
З побутовим способом енергійно сприяти будівництву залізничного транзиту, "14-й п'ятирічний план" промисловості залізничного транзитного обладнання також перебуває у швидкому зростанні можливостей розвитку. Залізничне транспортування в нових матеріалах, нових технологіях та нових техніках, особливо у легкому обладнанні, спектрі, високошвидкісному важкому та зеленому інтелектуальному напрямку, розробці його більш нагальних потреб. Титановий сплав, через низьку щільність, високу специфічну міцність, хорошу зварюваність та хорошу корозійну стійкість, був у центрі уваги галузі залізничного транспорту та поступово проводив техніко-економічне обґрунтування титанового сплаву суміжних продуктів та бортових застосувань.
On April 21, 2022, China's independent research and development of the new Fuxing high-speed integrated inspection train successfully achieved a relative rendezvous speed of 870 km per hour, creating a world record of high-speed rail trains with bright-line rendezvous speed, marking the national "14th Five-Year Plan" planning of the "CR450 Science and Technology Innovation Project The CR450 Science and Technology Innovation Project of the National "14th Five-Year План "був у повному розпалі. Від CR400 до CR450 швидкість збільшується на 50 км\/год, що висуває більш високі вимоги щодо безпеки, міцності та легкої ваги матеріалів.
1 Характеристики титанового сплаву
Титанові та титанові сплави мають чудові всебічні механічні властивості, в аерокосмічній, військово -морській зброї, хімічній промисловості та морському будівництві та інших аспектах широкого спектру застосувань, відомих як "метал повітря", "морський метал", "підйом третього металу". Третій метал ".
Переваги сплавів титану та титану такі.
(1) Низька щільність, висока специфічна міцність (співвідношення міцності та щільності). Щільність титанового сплаву становить приблизно 4,5 г\/см3, а специфічна міцність розташована в першому металі. Більш висока специфічна міцність означає, що коли відповідна конструкційна міцність виконується, легша маса матеріалу, що дозволяє структурній конструкції бути більш компактною та значно зменшити вагу конструкції, тим самим покращуючи безпеку обладнання.
2) Хороша зварюваність. Титановий сплав підходить для зварювання TIG, лазерного зварювання та зварювання електронів та інших методів зварювання, міцність зварювання може досягти більш ніж 90% міцності підкладки, таких як дефекти зварювання, може бути відремонтована вторинним зварюванням.
3) Хороша резистентність до корозії. Поверхня титану та титанового сплаву легко утворювати оксидну плівку і не є корозійною, а мембрана зламана після здатності до загоєння. Працюючи у вологому атмосфері та морських водах, його резистентність до корозії набагато краща, ніж нержавіюча сталь. Тому використання титанського сплаву може бути захищене без покриття.
(4) Відмінна стійкість до втоми. Американський стратегічний розвідний літак SR -7 L Використання структури сплаву титану в рамках рамки, висоти польоту 30, 000 м, максимальна швидкість у 3,5 рази більше швидкості звуку, розпочала службу в 1966 році, до постійного виведення з експлуатації авіакомпанії в 1998 році в службі протягом 32 років.
(5) Хороша сумісність із композитними матеріалами, переважно використовуються як попередньо вбудовані частини вуглецевого волокна. З розвитком авіаційної промисловості, завдяки високій специфічній силі титанового сплаву, резистентність до корозії, тоді як композити, підсилені вуглецевим волокном (CFRP), мають невелику питому вагу, хорошу жорсткість і міцність тощо, тому ці 2 матеріали широко використовуються в авіаційній галузі. З великою кількістю застосувань композиційних матеріалів в авіаційній промисловості кількість титанового сплаву також поступово збільшується. Порівняно з іншими металами, титанові сплави більш сумісні з композитами і поступово замінюють сталеві та алюмінієві сплави в деяких частинах літака.
Зі збільшенням вимог легкої ваги залізничних транспортних засобів застосування композитів з вуглецевого волокна в обладнанні транспорту залізничного транспорту поступово збільшується, наприклад, корпус автомобіля, рамка кадрів, приміщення для водія та обладнання тощо, використовують композити з вуглецевого волокна для пробних виробництва. Загально використовувані матеріали для попередньо сплачених деталей-алюмінієвий сплав, титановий сплав та сплав залізного нікелі. Враховуючи міцність, легку вагу, теплову стійкість та електрохімічну корозію, спричинені різницею потенціалу з вуглецевим волокном попередньо обурених металевих структурних деталей, титановий сплав повинен бути кращим як попередньо обурені частини.
2 титановий сплав у залізничних транспортних засобах у сучасному стані досліджень
2.1 Титановий сплав, кадр
Bogie - одна з найважливіших компонентів залізничних транспортних засобів, реалізуючи функцію пішохідного транспортного засобу, що безпосередньо пов'язане з якістю роботи транспортних засобів, енергопродуктивності та безпеки водіння. Рама Bogie - носій для складання деталей Bogie, як правило, включаючи бічні промені, поперечні промені та підвісні кріплення, необхідні для встановлення спорідненого обладнання тощо. Використання титанового сплаву Bogie може реалізувати функцію руху залізничних автомобілів. Використання кадру титанового сплаву може усвідомити високоміцну, легку структуру гомільних напоїв, зменшити неперевершену масу та масу між веселими, а потім покращити силу між колесами та рейками та покращити безпеку та експлуатаційну надійність структури Bogie.
У зваренні рамки титанового сплаву титанового сплаву TA2 та TA18 використання титанових сплавів TA2 та TA18, щоб відповідати існуючій міцності кадру на основі загальної маси, що зменшується приблизно на 40%, як показано на рисунку 1, рисунок 2. У процесі розробки титанового сплаву, технічні процеси великої деформації в процесі зварювання титанового сплаву та неможливості, що сприяло загубленню, і неможливості, що сприяло ефекту, що спричиняє габавину, що займається газовою особою, що займається газом, що не є ефективністю, що впливає на інвалідність газу, що займається газовигуванням. Залишкове внутрішнє напруження зварювання було усунено вакуумною термічною обробкою після зварювання, так що рамка титанського сплаву відповідає вимогам існуючих індексів проектування, та основні дані для подальшої структурної оптимізації та проектування наступних рамок титанових сплавів були накопичені.
2,2 Титановий гальмовий затискач
Як основна компонент гальмівної системи, продуктивність та функція гальмівного супорта безпосередньо впливають на стан експлуатації та якість гальмівної системи. Застосування гальмівного супорта з титанового сплаву може знизити масу недостатньої пружини та між-пружини, покращити якість експлуатації та підвищити стійкість до іржі та корозії; Структурна міцність продуктивності є більш стабільною при низькому температурному середовищі.
Розроблений триточковий гальмівний затискач титанового сплаву показаний на малюнку 3. Основні завантажені частини, такі як підвісна, опора для воріт, підвісне сидіння, головка циліндра, трубка поршня, провідник головки циліндрів, ярмо та важіль виготовлені з титанового сплаву TC4, із загальним зниженням ваги 17,6 кг. Блок затискача гальмівного сплаву титану піддавався тесту на міцність, випробуванню на герметину температури навколишнього середовища низького тиску та тест на герметичність навколишнього середовища, випробування на кількість регулювання зазору, тест на максимальну кількість регулювання зазору та випробування на переробку рельєфу відповідно. Результати випробувань показують, що гальмівний блок з титанового сплаву відповідає функціональним індекським вимогам, і в той же час проходить тест на втому в 1 мільйон разів разів. У середовищі низької температури -50, після збереження 48 год, титановий сплав гальмового затискача всі функції є нормальними, що вказує на те, що затискач титанового сплаву має сильну низькотемпературну стійкість і підходить для застосування в альпійському середовищі.
2.3 Гачок переходу титанового сплаву
Перехідний гачок - це свого роду гачок, який використовується для підключення двох різних типів гачків, щоб забезпечити безпечне та плавне переведення транспортних засобів, що переробляються, і в той же час перехідний гак повинен бути часто завантажений і вивантажений вручну, коли він використовується. Згідно з UIC660, єдина вага перехідного гака не може перевищувати 50 кг, однак існуюча конструкція перехідного гака є об'ємною і важкою, вона повинна впоратися з багатьма людьми одночасно під час завантаження та розвантаження, а також спричинить особисті травми для персоналу технічного обслуговування, якщо вона відпадає під час обробки, тому, як це має домогосподарство, що має право на проведення безпеки, перехід до переходу, що має право на перевагу перехідного переходу, дійсно здійснює перевагу перехід перехідного переходу гачок.
Design a lightweight titanium transition hook, based on the variable density method using ANSYSWorkbench in the Shape Optimization module of the transition hook for topology optimization, according to the topology optimization results of the titanium alloy transition hook for lightweight structural design, the lightweight titanium alloy transition hook weighs 42.15 kg, compared to the original E-class steel transition hook Compared with the original E-grade steel transition hook, the weight of the resulting Легкий гак з титанового сплаву важить на 42,15 кг, що на 57,98% менше, ніж оригінальний гачок перехідного сталі електронного класу.
Компанія в Китайській залізниці розробила перехідний гачок титанового сплаву, як показано на рисунках 4 та 5. Вага одного гачка модуля становить близько 20 кг, а весь процес операції може бути завершений однією людиною. Під час випробування на навантаження на розрив 750 кН та 850 кН тесту на стиснення навантаження, тіло гачка не руйнували, як показано на малюнку 6. Після вивантаження тіла гачка перевіряли та перевіряли в цілому, і не було очевидної деформації або пошкодження всіх частин типу типу типу типу 10-. Результати випробувань показують, що легкий гачок переходу титанового сплаву є легким вагою, високою силою та високою ефективністю експлуатації, і відповідає потребам безпеки поточного перехідного гачка, а також існує доцільність подальшої легкої ваги.
У виробництві перехідного конуса метро -сплаву титану, Shenyang Zhongtian Equipment Manufacturing Co., Ltd. приймає титанову пластину кування та процес лиття зварювання пластини. Порівняно з процесом лиття оригінального сталевого опуклого конуса, цей метод має хороше лиття, високу ефективність та хороші продуктивності конуса, які були перевірені тестами, щоб мати можливість задовольнити потреби використання.
2,4 тяговий стрижень
Центральний тяговий пристрій в основному складається з центрального штифта, вузла тягового стрижня (включаючи стрижень та два кінці вузлів гумового кулі) та з'єднувальні болти та інші компоненти. Основна його функція полягає в тому, щоб усвідомити зв’язок між корпусом транспортного засобу та запахом та реалізувати передачу тяги та гальмівної сили. Структура штока проста, процес формування порівняно простий, використання матеріалу титанового сплаву для заміни не лише для досягнення впливу зниження ваги, тоді як використання програми формування кування штампу також може покращити рівень використання матеріалу, загальна вартість не матиме більшого збільшення.
Тяжові стрижні титанового сплаву, спільно розроблені Sifang та титановим обладнанням Китайської залізничної корпорації, частково обробляються після прийняття ліплення кування штампу, а швидкість використання матеріалів може досягти більш ніж 50%, а загальна вага знижується приблизно на 42%, що є дуже очевидним ефектом зниження ваги.
