Применение алюминиевого сплава в легком железнодорожном транзитном оборудовании

Алюминиевый сплав имеет ряд отличных характеристик, таких как низкая плотность, высокая удельная прочность и жесткость, хорошая проводимость / теплопроводность, устойчивость к амортизации и демпфированию, электромагнитное экранирование и высокое поглощение энергии при высокой скорости деформации. Поэтому он широко используется в аэрокосмической, железнодорожной транзитной, судостроительной промышленности, электронной продукции 3С и других областях.

Применение алюминиевого сплава в легком железнодорожном транзитном оборудовании

Алюминиевый сплав является первым металлоконструкционным материалом, используемым для легкого транспортного оборудования. В настоящее время в кузове высокоскоростного поезда в различных странах в основном принята рама из алюминиевого сплава. Кроме того, многие детали, такие как верхняя крышка кузова автомобиля и коробка передач, также были изготовлены из алюминия.

Алюминиевый сплав широко используется в продуктах железнодорожного транзитного оборудования в различных странах из-за его легкого веса, коррозионной стойкости и хорошей формуемости, в основном включая кузов автомобиля и детали с легким спросом.

Кузов автомобиля из алюминиевого сплава

Развитие крупномасштабной технологии производства профилей из алюминиевых сплавов позволяет модернизировать поезда и облегчать его. Для рельсовых транспортных средств вес конструкции кузова составляет около 15% ~ 30% от веса всего транспортного средства. Поэтому снижение веса кузова имеет большое значение для ускорения транспортных средств. В Японии разработан сложный тонкостенный пористый полый профиль, изготовленный из сплава 6n01 (т.е. сплава 6005) с лучшими характеристиками экструзии, сварочными характеристиками и коррозионными характеристиками под напряжением, который успешно заменил профили 7N01 и 7003 и широко используется в структуре пола кузова автомобиля, боковой плиты и крыши. В Европе и Америке экструдированный профиль al-mg-si6005a с хорошими экструзионными характеристиками и упрощенным производственным процессом в основном используется для кузова автомобиля из алюминиевого сплава, что эффективно решает проблему коррозии под напряжением на предпосылке поддержания прочности. Кроме того, экструдированные профили 6061, 6063, 6082 и 6085 также постепенно популяризируются. С точки зрения пластины кузова, деформированный алюминиевый сплав 5083 является наиболее широко используемым]. Исследования кузова автомобиля из алюминиевого сплава в Китае начались поздно. В 1989 году Changchun Bus Factory разработал первый в Китае поезд метро с кузовом из алюминиевого сплава. Кузов автомобиля принимает конструкцию балки, которая имеет сложный процесс и высокую стоимость и не была популяризирована в больших масштабах. В 1996 году бывшее Министерство путей сообщения организовало разработку кузова вагона из алюминиевого сплава ice2 и изготовило первый в Китае кузов из алюминиевого сплава смешанной конструкции, что способствовало технической разработке профилей из алюминиевого сплава для транспортных средств отечественными предприятиями. В 2001 году Чанчуньский автобусный завод группы CNR построил первую в Китае автоматическую линию по производству кузовов вагонов из алюминиевого сплава, а также разработал и изготовил кузова вагонов из алюминиевого сплава из электропоездов (210 км/ч), скоростных испытательных поездов (270 км/ч) и автомобилей метро из отечественных материалов. Завод подвижного состава CSR Nanjing Puzhen, завод электровозов Zhuzhou и завод подвижного состава CSR Tangshan также последовательно создали производственные линии и начали выпускать кузова вагонов из алюминиевого сплава. В 2007 году кузов вагона из алюминиевого сплава объемом 300 км/ч EMU (см. Рисунок 1), самостоятельно спроектированный и изготовленный компанией Qingdao Sifang locomotive and rolling stock Co., Ltd., был успешно отключен. До сих пор ниокр и технология производства кузова вагона из алюминиевого сплава в Китае вошла в число передовых в мире и широко используется в железнодорожном транзитном оборудовании, таком как EMU и поезд метро.

С модернизацией рельсового транзитного оборудования снижение его веса не ограничивается кузовом вагона, а все больше деталей из традиционных стальных материалов были заменены новыми высокопрочными алюминиевыми сплавами. В настоящее время коробка передач, поддержка пневматической пружины, корпус коробки осей, крышка торца двигателя и другие части льда в Германии, Синкансэн в Японии и TGV во Франции, как правило, изготавливаются из высокопрочного алюминиевого сплава. Китайские высокоскоростные поезда «Голубая стрела» и «Чайна Стар», разработанные в период девятой пятилетки, также используют большое количество воздушных поездов из материалов из алюминиевого сплава.

Основной пол, боковая перегородка, крышка конца двигателя, вентилятор двигателя, коробка передач и т. Д. С непрерывным развитием рельсового транзитного оборудования в направлении высокой скорости и большой нагрузки существует острая потребность в легких компонентах тележки, таких как тяговый двигатель, колесная цепь, трансмиссионная пластина, кузов коробки осей и тяговая тяга. Литой алюминиевый сплав и кованый алюминиевый сплав все шире используются в этих компонентах, а кованый алюминиевый сплав имеет больше преимуществ в прочности, удлинении и ударной вязкости. Материалы, используемые для поковок из алюминиевого сплава, в основном 2А14, 6082 и 7050, алюминиевый сплав 2А14

Ковка имеет умеренную прочность после термической обработки и подходит для деталей с большой нагрузкой; Поковки из алюминиевого сплава 6082 имеют хорошие сварочные характеристики и подходят для деталей, которые необходимо сварить с другими деталями [13]; Поковки из алюминиевого сплава 7050 обладают отличными комплексными механическими свойствами и коррозионной стойкостью, а также подходят для деталей с динамической нагрузкой. Алюминий Chalco - это высокопрочная кованая коробка осей из алюминиевого сплава 7050, разработанная и изготовленная отечественными предприятиями, которая была загружена партиями и применена к экспортируемым македонским электропоездам, чешским электропоездам и другим проектам. Готовый цельный кусок корпуса коробки осей из алюминиевого сплава составляет около 45 кг, что эквивалентно лишь 1/3 цельного куска литой стали корпуса коробки осей. Рассчитанный путем установки двух кузовов осевой коробки для каждой колесной пары, одна колесная пара может уменьшить 170 кг, а эффект снижения веса является значительным.

Алюминий Chalco представляет собой физическую вытяжку штамповочных поковок моторного поворотного стержня и тягового стержня буксового ящика для тележки отечественного производства. Материал изделия 2А14. Эта марка алюминиевого сплава обладает хорошими кузнечными характеристиками, умеренной производительностью после термообработки и небольшой деформацией обработки. Процесс каждого процесса одной и той же серии продуктов является относительно зрелым, и теперь он стабильно производится и поставляется партиями.

Кроме того, высокопрочный алюминиевый сплав 7050 также используется для изготовления ключевой части приводного устройства полого вала колесной пары – трансмиссионной пластины. Традиционная конструкция трансмиссионной пластины представляет собой крупную стальную ковку массой 100 кг. После использования материала из алюминиевого сплава масса составляет всего около 35 кг. Являясь важной частью неподрессоренной массы тележки, ее снижение веса играет очевидную роль в улучшении динамических характеристик всего транспортного средства.

Подводя итог, согласно анализу применения алюминиевого сплава в железнодорожной отрасли, облегченная конструкция рельсового транзитного оборудования на данном этапе

Используемые металлические конструкционные материалы в основном представляют собой алюминиевый сплав, дополненный магниевым сплавом. Соответствующая технология алюминиевого сплава в железнодорожной транзитной отрасли была относительно зрелой. Следующим направлением исследований является разработка нового высокопрочного алюминиевого сплава, снижение себестоимости массового производства алюминиевого сплава и расширение спектра применения алюминиевого сплава.