Железнички транзит је врста безбедног, удобног, еколошког и еколошког транспорта који штеди енергију, важан је део јавног превоза у Кини. Обим изградње железничког транзита се из године у годину шири, оперативна мрежа се повећава, а потрошња енергије значајно расте. Потрошња вучне енергије чини око 30% укупне потрошње енергије у транзиту железницом. Ако се тежина возила смањи за 10%, потрошња енергије се може смањити за 6% ~ 8%.
Уз енергичну промоцију изградње железничког транзита у Кини, индустрија железничке транзитне опреме је такође у периоду развојне могућности брзог раста током периода 14. петогодишњег плана. Потребе развоја железничке транзитне опреме су ургентније у смислу нових материјала, нових технологија и нових процеса, посебно у правцу лаке тежине, линије, велике брзине тешких терета и зелене интелигенције опреме. Легура титанијума је привукла пажњу железничке транзитне индустрије због својих карактеристика мале густине, високе специфичне чврстоће, добре заварљивости и добре отпорности на корозију, и постепено је спровела студију изводљивости легирања титанијума сродних производа и примене у возилу.
Статус истраживања легуре титанијума 02 у транзитним транзитним возилима
2.1 Оквир окретног постоља од легуре титанијума
Подвозје је једна од најважнијих компоненти шинског возила, која је директно повезана са квалитетом вожње, динамичким перформансама и безбедношћу вожње шинског возила. Оквир је носач за монтажу компоненти постоља, углавном укључујући бочну греду, греду и седиште за вешање које су потребне за уградњу пратеће опреме. Оквир од легуре титанијума може остварити високу чврстоћу и лагану структуру окретног постоља, смањити масу опруге и масу опруге, а затим побољшати силу између точка и шине и побољшати сигурност и поузданост рада структуре окретног постоља.
За заваривање оквира окретног постоља од легуре титанијума користе се легуре титанијума ТА2 и ТА18. На основу задовољавања чврстоће постојећег оквира, укупна маса оквира окретног постоља се смањује за око 40%, као што је приказано на слици 1 и слици 2. У процесу развоја оквира од легуре титанијума, технички проблеми великих деформација у процесу заваривања састава бочне греде легуре титанијума и немогућност неких заварених спојева да се ефикасно заштите инертним гасом. Након заваривања, заостало унутрашње напрезање заваривања је елиминисано вакуумском термичком обрадом, а оквир од легуре титанијума је испунио захтеве постојећих пројектних индикатора, који су акумулирали основне податке за даљу оптимизацију конструкције и пројектовање оквира од легуре титанијума.
Фиг. 1 Састав бочних греда оквира од легуре титанијума
Фиг. 2 Оквир окретног постоља од легуре титанијума
2.2 Кочна обујмица од легуре титанијума
Као суштински део кочионог система, перформансе и функција кочионих стезаљки директно утичу на стање рада и квалитет кочионог система. Примена кочионих стезаљки од легуре титанијума може смањити масу испод и између опруга, побољшати квалитет рада и побољшати способност отпорности на корозију; У окружењу ниске температуре, перформансе чврстоће структуре су стабилније.
Развијена кочиона обујмица од легуре титанијума у три тачке приказана је на слици 3. ТЦ4 легура титанијума се користи за главне компоненте оптерећења као што су вешање, ослонац кочионих плочица, висеће седиште, глава цилиндра, цев клипа, цев главе цилиндра, јарам и полуга, са укупним смањењем тежине од 17,6 кг. Тест чврстоће, тест заптивања ниског притиска и високог притиска на собној температури, тест осетљивости на собну температуру, тест подешавања примарног зазора, тест подешавања максималног зазора и тест растерећења зазора изведени су за јединицу кочионих стезаљки од легуре титанијума. Резултати испитивања показују да кочионе обујмице од легуре титанијума испуњавају функционалне захтеве, а истовремено су прошле 1 милион тестова на замор и ударне вибрације. У окружењу ниске температуре од -50 степена, након 48 х, функције кочионе обујмице од легуре титанијума су нормалне, што указује да кочиона стезаљка од легуре титанијума има јаку отпорност на ниске температуре и погодна је за примену на великој хладноћи животне средине.
Фиг. 3 Јединица кочнице у три тачке од легуре титанијума
2.3 Прелазна спојница од легуре титанијума
Прелазна спојница је спојница која се користи за повезивање два различита типа спојнице, како би се обезбедио безбедан и несметан пренос локомотива које се поправљају возила, док прелазна спојница у употреби захтева често ручно утовар и истовар. Према УИЦ660, појединачна тежина прелазне спојнице не би требало да прелази 50 кг. Међутим, постојећа прелазна спојница је тешка по структури, што захтева да више људи носи истовремено током утовара и истовара. Ако дође до незгоде током руковања, то ће такође узроковати личне повреде особља за одржавање.
Дизајнирана је лагана прелазна спојница од легуре титанијума. На основу методе променљиве густине, модул Схапе Оптимизатион у АНСИСВоркбенцх-у је коришћен за оптимизацију топологије прелазне спојнице, а лака структура прелазне спојнице од легуре титанијума је пројектована према резултатима оптимизације топологије. Лагана прелазна спојница од легуре титанијума тежила је 42,15 кг. У поређењу са оригиналном прелазном спојницом од челика Е, смањење тежине је 58,15 кг, а однос смањења тежине је до 57,98%.
Компанија ЦРРЦ је развила прелазну спојницу од легуре титанијума, као што је приказано на слици 4 и слици 5. Кука са једним модулом је тешка око 20 кг, а једна особа може да заврши цео процес рада. У тесту затезног оптерећења од 750 кН и теста тлачног оптерећења од 850 кН, кука спојнице се није сломила, као што је приказано на слици 6. Након растерећења, тело спојнице је прегледано и проверено у целини и није било очигледних деформација и оштећења у сви делови од легуре титанијума типа 10 и типа 13 прелазне спојнице. Резултати испитивања показују да лагана прелазна спојница од легуре титанијума има малу тежину, високу чврстоћу и високу оперативну ефикасност и задовољава безбедносне потребе тренутног рада прелазне спојнице, а постоји и изводљивост даљег лаганог рада.
Фиг. 4 Спојница од легуре титанијума Модел 10
Слика 5. Спојница од легуре титанијума Модел 13
Фиг. 6 Испитивање на затезање и компресију спојнице од легуре титанијума 10
У производњи конвексног конуса прелазне спојнице за метро од легуре титанијума, Схенианг Зхонгти Екуипмент Мануфацтуринг Цо., Лтд. усваја процес ковања титанијумске плоче и заваривања трака. У поређењу са оригиналним процесом ливења челичног конвексног конуса, ова метода има добру формабилност, високу ефикасност и добре перформансе конвексног конуса. Конвексни конус за ковање од легуре титанијума приказан је на слици 7.
Слика 7. Ковани и делимично заварени конвексни конус од титанијума
2.4 Вучна шипка
Централни уређај за вучу се углавном састоји од централног вучног клина, склопа вучне полуге (укључујући вучну шипку и гумене кугличне зглобове на оба краја) и спојног вијка. Његова главна функција је да оствари везу између каросерије аутомобила и окретног постоља и реализује пренос вучне силе и силе кочења. Структура вучне шипке је једноставна, а процес формирања је релативно једноставан. Замена материјала од легуре титанијума не само да постиже ефекат смањења тежине, већ и побољшава стопу искоришћења материјала коришћењем шеме ковања, а укупни трошкови неће бити значајно побољшани.
Вучна шипка од легуре титанијума коју су заједнички развили ЦРРЦ Сифанг Цо., Лтд. и Цхина Титаниум Екуипмент Цо., Лтд. је делимично машинизована након ковања, а стопа искоришћења материјала може достићи више од 50%, а укупна тежина се смањује за око 42%. Ефекат смањења тежине је веома очигледан, као што је приказано на сликама 8 и 9.
Фиг. 8 Модел калупа за ковање вучне шипке
Фиг. 9 Изван матрице вучне шипке након ковања
Величина и механичка својства вучне шипке од легуре титанијума задовољавају захтеве употребе. Да би се обезбедио безбедан рад ЕМУ-а, статичка чврстоћа и чврстоћа замора вучне споне од легуре титанијума под одговарајућим оптерећењем треба да се верификују кроз испитивања у складу са техничким условима вучне споне за обртна постоља. С обзиром да је модул еластичности легуре титанијума отприлике упола мањи од челика, потребно је проверити и утицај крутости вучне вучне шипке легуре титанијума на режим вибрација постоља и возила и динамичке перформансе возила током вуче и кочења. .
