रेल पारगमन एक प्रकार का सुरक्षित, आरामदायक, पर्यावरण संरक्षण और ऊर्जा की बचत करने वाला हरित परिवहन है, जो चीन में सार्वजनिक परिवहन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। रेल पारगमन के निर्माण पैमाने का साल-दर-साल विस्तार हो रहा है, परिचालन नेटवर्क बढ़ रहा है, और ऊर्जा खपत में काफी वृद्धि हो रही है। रेल पारगमन में ट्रैक्शन ऊर्जा की खपत कुल बिजली खपत का लगभग 30% है। यदि वाहन का वजन 10% कम कर दिया जाए, तो ऊर्जा की खपत 6% ~ 8% तक कम हो सकती है।
चीन में रेल पारगमन निर्माण के जोरदार प्रचार के साथ, रेल पारगमन उपकरण उद्योग भी 14वीं पंचवर्षीय योजना अवधि के दौरान तेजी से विकास के अवसर के दौर में है। नई सामग्रियों, नई प्रौद्योगिकियों और नई प्रक्रियाओं के संदर्भ में, विशेष रूप से हल्के वजन, वंशावली, उच्च गति वाले भारी भार और उपकरणों की हरित बुद्धिमत्ता की दिशा में रेल पारगमन उपकरणों की विकास आवश्यकताएं अधिक जरूरी हैं। टाइटेनियम मिश्र धातु ने कम घनत्व, उच्च विशिष्ट शक्ति, अच्छी वेल्डेबिलिटी और अच्छे संक्षारण प्रतिरोध की विशेषताओं के कारण रेल पारगमन उद्योग का ध्यान आकर्षित किया है, और धीरे-धीरे संबंधित उत्पादों और ऑन-बोर्ड अनुप्रयोग के टाइटेनियम मिश्र धातु की व्यवहार्यता अध्ययन किया है।
रेल पारगमन वाहनों में 02 टाइटेनियम मिश्र धातु की अनुसंधान स्थिति
2.1 टाइटेनियम मिश्र धातु बोगी फ्रेम
बोगी रेल वाहन के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है, जिसका सीधा संबंध रेल वाहन की चलने की गुणवत्ता, गतिशील प्रदर्शन और ड्राइविंग सुरक्षा से है। फ्रेम बोगी घटकों की असेंबली के लिए वाहक है, जिसमें आम तौर पर संबंधित उपकरणों की स्थापना के लिए आवश्यक साइड बीम, बीम और सस्पेंशन सीट शामिल होती है। टाइटेनियम मिश्र धातु फ्रेम उच्च शक्ति और हल्के बोगी संरचना का एहसास कर सकता है, स्प्रिंग द्रव्यमान और स्प्रिंग द्रव्यमान को कम कर सकता है, और फिर पहिया और रेल के बीच बल में सुधार कर सकता है, और बोगी संरचना की सुरक्षा और संचालन विश्वसनीयता में सुधार कर सकता है।
टाइटेनियम मिश्र धातु बोगी फ्रेम की वेल्डिंग में, टाइटेनियम मिश्र धातु TA2 और TA18 का उपयोग किया जाता है। मौजूदा फ्रेम की ताकत को पूरा करने के आधार पर, बोगी फ्रेम का कुल द्रव्यमान लगभग 40% कम हो जाता है, जैसा कि चित्र 1 और चित्र 2 में दिखाया गया है। टाइटेनियम मिश्र धातु फ्रेम की विकास प्रक्रिया में, बड़े विरूपण की तकनीकी समस्याएं टाइटेनियम मिश्र धातु साइड बीम संरचना की वेल्डिंग प्रक्रिया में और कुछ वेल्डेड जोड़ों को अक्रिय गैस द्वारा प्रभावी ढंग से संरक्षित करने में असमर्थता को हल किया गया था। वेल्डिंग के बाद, वेल्डिंग के अवशिष्ट आंतरिक तनाव को वैक्यूम हीट ट्रीटमेंट द्वारा समाप्त कर दिया गया, और टाइटेनियम मिश्र धातु फ्रेम ने मौजूदा डिजाइन संकेतकों की आवश्यकताओं को पूरा किया, जिसने टाइटेनियम मिश्र धातु फ्रेम के आगे के संरचनात्मक अनुकूलन और डिजाइन के लिए बुनियादी डेटा जमा किया।
अंजीर। 1 टाइटेनियम मिश्र धातु फ्रेम के साइड बीम की संरचना
अंजीर। 2 टाइटेनियम मिश्र धातु बोगी फ्रेम
2.2 टाइटेनियम मिश्र धातु ब्रेक क्लैंप
ब्रेकिंग सिस्टम के मुख्य भाग के रूप में, ब्रेक क्लैंप का प्रदर्शन और कार्य सीधे ब्रेकिंग सिस्टम की चलने की स्थिति और गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। टाइटेनियम मिश्र धातु ब्रेक क्लैंप के अनुप्रयोग से स्प्रिंग्स के नीचे और बीच में द्रव्यमान कम हो सकता है, चलने की गुणवत्ता में सुधार हो सकता है और संक्षारण प्रतिरोध की क्षमता में सुधार हो सकता है; कम तापमान वाले वातावरण में, संरचनात्मक ताकत का प्रदर्शन अधिक स्थिर होता है।
विकसित टाइटेनियम मिश्र धातु तीन-बिंदु ब्रेक क्लैंप को चित्र 3 में दिखाया गया है। टीसी 4 टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग मुख्य लोड घटकों जैसे हैंगिंग, ब्रेक पैड सपोर्ट, हैंगिंग सीट, सिलेंडर हेड, पिस्टन पाइप, सिलेंडर हेड नाली, योक और लीवर के लिए किया जाता है। कुल वजन 17.6 किलोग्राम कम हुआ। टाइटेनियम मिश्र धातु ब्रेक क्लैंप इकाई के लिए क्रमशः शक्ति परीक्षण, कम दबाव और उच्च दबाव वाले कमरे के तापमान सीलिंग परीक्षण, कमरे के तापमान संवेदनशीलता परीक्षण, प्राथमिक निकासी समायोजन परीक्षण, अधिकतम निकासी समायोजन परीक्षण और निकासी राहत परीक्षण किए गए। परीक्षण के नतीजे बताते हैं कि टाइटेनियम मिश्र धातु ब्रेक क्लैंप इकाइयां कार्यात्मक आवश्यकताओं को पूरा करती हैं, और साथ ही, इसने 1 मिलियन थकान परीक्षण और प्रभाव कंपन परीक्षण पास कर लिया है। 48 घंटों के बाद, -50 डिग्री के निम्न तापमान वाले वातावरण में, टाइटेनियम मिश्र धातु ब्रेक क्लैंप इकाई के कार्य सामान्य हैं, यह दर्शाता है कि टाइटेनियम मिश्र धातु ब्रेक क्लैंप में मजबूत कम तापमान प्रतिरोध है और उच्च ठंड में आवेदन के लिए उपयुक्त है। पर्यावरण।
अंजीर। 3 टाइटेनियम मिश्र धातु तीन-बिंदु ब्रेक क्लैंप इकाई
2.3 टाइटेनियम मिश्र धातु संक्रमण युग्मक
ट्रांज़िशन कपलर एक कपलर है जिसका उपयोग दो अलग-अलग प्रकार के कपलर को जोड़ने के लिए किया जाता है, ताकि मरम्मत किए जाने वाले वाहनों के लोकोमोटिव के सुरक्षित और सुचारू हस्तांतरण को सुनिश्चित किया जा सके, जबकि उपयोग में आने वाले ट्रांज़िशन कपलर को बार-बार मैन्युअल लोडिंग और अनलोडिंग की आवश्यकता होती है। UIC660 के अनुसार, ट्रांज़िशन कपलर का एक वजन 50 किलोग्राम से अधिक नहीं होना चाहिए। हालाँकि, मौजूदा ट्रांज़िशन कपलर संरचना में भारी है, जिसे लोडिंग और अनलोडिंग के दौरान एक ही समय में कई लोगों को ले जाने की आवश्यकता होती है। यदि हैंडलिंग के दौरान कोई दुर्घटना होती है, तो इससे रखरखाव कर्मियों को व्यक्तिगत चोट भी लगेगी।
एक हल्का टाइटेनियम मिश्र धातु संक्रमण युग्मक डिजाइन किया गया था। परिवर्तनीय घनत्व विधि के आधार पर, ANSYSWorkbench में आकार अनुकूलन मॉड्यूल का उपयोग संक्रमण युग्मक की टोपोलॉजी को अनुकूलित करने के लिए किया गया था, और टाइटेनियम मिश्र धातु संक्रमण युग्मक की हल्की संरचना को टोपोलॉजी अनुकूलन परिणामों के अनुसार डिजाइन किया गया था। हल्के वजन वाले टाइटेनियम मिश्र धातु संक्रमण युग्मक का वजन 42.15 किलोग्राम था। मूल ई ग्रेड स्टील ट्रांज़िशन कपलर की तुलना में, वजन में कमी 58.15 किलोग्राम है, और वजन में कमी का अनुपात 57.98% तक है।
सीआरआरसी की एक कंपनी ने एक टाइटेनियम मिश्र धातु संक्रमण युग्मक विकसित किया है, जैसा कि चित्र 4 और चित्र 5 में दिखाया गया है। एक एकल मॉड्यूल हुक का वजन लगभग 20 किलोग्राम है, और एक अकेला व्यक्ति पूरी ऑपरेशन प्रक्रिया को पूरा कर सकता है। 750 kN तन्य भार परीक्षण और 850 kN संपीड़ित भार परीक्षण में, युग्मक हुक नहीं टूटा, जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है। उतारने के बाद, युग्मक शरीर का निरीक्षण किया गया और समग्र रूप से जाँच की गई, और इसमें कोई स्पष्ट विकृति और क्षति नहीं थी टाइटेनियम मिश्र धातु प्रकार 10 और प्रकार 13 संक्रमण युग्मक के सभी भाग। परीक्षण के परिणाम बताते हैं कि हल्के टाइटेनियम मिश्र धातु संक्रमण युग्मक में हल्का वजन, उच्च शक्ति और उच्च संचालन दक्षता है, और वर्तमान संक्रमण युग्मक संचालन की सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करता है, और आगे हल्के वजन की व्यवहार्यता भी है।
अंजीर। 4 टाइटेनियम मिश्र धातु मॉडल 10 कपलर
चित्र 5. टाइटेनियम मिश्र धातु मॉडल 13 कपलर
अंजीर। 6 टाइटेनियम मिश्र धातु 10 कपलर का तन्यता और संपीड़न परीक्षण
टाइटेनियम मिश्र धातु सबवे ट्रांज़िशन कपलर के उत्तल शंकु उत्पादन में, शेनयांग झोंगटी इक्विपमेंट मैन्युफैक्चरिंग कंपनी लिमिटेड टाइटेनियम प्लेट डाई फोर्जिंग और रिबन वेल्डिंग की प्रक्रिया को अपनाती है। स्टील उत्तल शंकु की मूल कास्टिंग प्रक्रिया की तुलना में, इस विधि में उत्तल शंकु की अच्छी संरचना, उच्च दक्षता और अच्छा प्रदर्शन है। टाइटेनियम मिश्र धातु डाई फोर्जिंग उत्तल शंकु चित्र 7 में दिखाया गया है।
चित्र 7. डाई फोर्ज्ड और आंशिक रूप से वेल्डेड टाइटेनियम उत्तल शंकु
2.4 रॉड खींचें
केंद्रीय कर्षण उपकरण मुख्य रूप से केंद्रीय कर्षण पिन, कर्षण टाई रॉड असेंबली (दोनों सिरों पर टाई रॉड और रबर बॉल संयुक्त जोड़ों सहित) और कनेक्टिंग बोल्ट से बना है। इसका मुख्य कार्य कार बॉडी और बोगी के बीच संबंध का एहसास करना और कर्षण बल और ब्रेकिंग बल के संचरण का एहसास करना है। कर्षण छड़ की संरचना सरल है, और बनाने की प्रक्रिया अपेक्षाकृत सरल है। टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री के प्रतिस्थापन से न केवल वजन घटाने का प्रभाव प्राप्त होता है, बल्कि डाई फोर्जिंग योजना का उपयोग करके सामग्री उपयोग दर में भी सुधार होता है, और समग्र लागत में बहुत सुधार नहीं होगा।
सीआरआरसी सिफांग कंपनी लिमिटेड और चाइना टाइटेनियम इक्विपमेंट कंपनी लिमिटेड द्वारा संयुक्त रूप से विकसित टाइटेनियम मिश्र धातु ट्रैक्शन रॉड को डाई फोर्जिंग के बाद आंशिक रूप से मशीनीकृत किया जाता है, और सामग्री उपयोग दर 50% से अधिक तक पहुंच सकती है, और कुल वजन कम हो जाता है लगभग 42%. वजन घटाने का प्रभाव बहुत स्पष्ट है, जैसा चित्र 8 और चित्र 9 में दिखाया गया है।
अंजीर। 8 ट्रैक्शन रॉड का फोर्जिंग डाई मॉडल
अंजीर। 9 डाई फोर्जिंग के बाद पुल रॉड की डाई अवस्था से बाहर
टाइटेनियम मिश्र धातु से बनी ट्रैक्शन रॉड का आकार और यांत्रिक गुण उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। ईएमयू के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, बोगी के लिए ट्रैक्शन टाई रॉड की तकनीकी स्थितियों के अनुसार संबंधित लोड के तहत टाइटेनियम मिश्र धातु ट्रैक्शन टाई रॉड की स्थिर ताकत और थकान शक्ति को परीक्षणों के माध्यम से सत्यापित किया जाना चाहिए। चूंकि टाइटेनियम मिश्र धातु का लोचदार मापांक स्टील का लगभग आधा है, इसलिए बोगी और वाहन के कंपन मोड पर टाइटेनियम मिश्र धातु कर्षण टाई रॉड की कठोरता के प्रभाव और कर्षण और ब्रेकिंग के दौरान वाहन के गतिशील प्रदर्शन को सत्यापित करना भी आवश्यक है। .
