電車を作るのに使われているアルミニウム

鉄道車両の軽量化、特に高速・二階建ての客車や地下鉄の列車の軽量化は、鉄道輸送の近代化の中心的な課題であり、車両の軽量化を改善する最も効果的な方法は、多数のアルミニウム合金材料を使用することである。したがって、車両のアルミニウム化の程度をどのように改善するかは、車両設計、製造の専門家、および材料の専門家にとって非常に重要な課題となっています。

早くも1986年には、フランス国鉄公社が鉄道客車の窓枠にアルミニウム合金材料を初めて使用しました。1905年、英国はまた、鉄道電気自動車の外壁パネルや内装材を製造するためにアルミニウム合金を使用しました。1905年以来、米国はアルミニウム合金を使用して、電気自動車や乗用車のドアや窓、屋根、外壁パネル、内壁パイプ、台車、ホイールコア、装飾材を大規模に製造してきました。それ以来、イタリア、ドイツ、スイス、カナダ、その他の国に急速に拡大しています。

1962年、日本の山陽電鉄は、世界のすべての国の注目の的となっているオールアルミ構造車を初めて採用しました。日本のアルミニウム合金鉄道車両の製造技術は急速に発展しています。現在、アルミニウム合金製の車両は、国鉄、私鉄、新幹線、地下鉄など19の運転単位の54種類の車両に使用されています。すべてのアルミニウム自動車の組み立て方法は、従来の薄板を骨格にコーティングするプロセスから、大規模な押出部品を骨格外板で組み立てる新しい方法に変更されました。

国民経済の急速な発展と科学技術のレベルの継続的な改善により、鉄道車両と高速ダブルデッキ乗用車のすべてのアルミニウムのプロセスを大幅に促進する鉄道輸送の軽量化のために、ますます緊急の要件が提唱されています。近年、特に改革開放の深化以降、

中国は、海外からすべてのアルミニウム構造車と軽アルミニウム合金地下鉄車両の高度な設計・製造技術を導入することに加えて、高速乗用車、ダブルデッキ乗用車、地下鉄車両を開発するために大学や大学、科学研究機関、工場を組織しており、大きな成果を上げています。中国の輸送産業の発展、特に高速鉄道、二層鉄道車両、地下鉄輸送の発展に伴い、輸送産業におけるアルミニウムの開発と応用のために広い道路が開かれることが期待できます。

車体構造におけるアルミニウム合金の特定の用途:アルミニウム構造車両の最初のバッチ生産は、1952年のロンドンメトロトラムでした。1962年、山陽電鉄の2000年型アルミ路面電車が日本に登場しました。それ以来、山陽電気鉄道、国鉄、私鉄はすべてアルミニウム合金車を使用するために競争しました。1980年代までに、日本には40種類のアルミニウム構造車があり、4000台以上ありました。現在、世界には5000以上のアルミニウム構造車があります。これらの車両は、軽量、高強度、良好な加工性、溶接性、耐食性、美しい外観など、アルミニウム合金の元の特性を最大限に活用し、基本的なサイズ、形状、製造方法はすべて従来の鉄骨構造車両に準拠しています。このアルミニウム構造車両の主な欠点は、軽量化に比例して剛性が低下することである。

高速鉄道に適応し、トンネル内の圧力変化を小さくし、旅客中心部の振動を防止するために、固定構造車両、すなわち日本の新幹線2000のアルミニウム合金構造体が開発される。従来の車両と比べると、そのサイズはほぼ同じですが、その構成は完全に異なります。アルミニウム合金の高い比強度と良好な加工性の特性を活かして、構造部材を側面構造の上端と下端に配置し、同じ剛性を維持し、軽量化を図っています。

アルミニウム合金材料と大きな押出プロファイルの開発は、鉄道車両の構造近代化と軽量化への道を開き、鉄道車両の構造近代化と軽量化は、アルミニウム材料の開発と応用のための新しい問題を提起し、力を高めます。材料面では、鉄道車両は機械的特性、加工成形性、耐食性、耐疲労性、溶接性能に高い要求を持っています。したがって、異なる部品、異なる用途および異なる部品に応じて、5000シリーズ(5005、5052、5083など)、6000シリーズ(6061、6n01、6005A、6082、6063など)および7000シリーズ(7N01、7003、7005など)合金が選択されなければならない。

1950年代から1960年代にかけて、鉄道車両は通常、5083合金製のアウターパネル、スケルトン、7N01プラットフォームで組み立てられ、溶接されていました。しかし、近年、鉄道車両の大規模(2層)、高速、軽量の標準化、建設およびメンテナンスの簡素化、ならびに大規模一体型壁パネルおよび中空複雑な薄肉プロファイルの開発の成功により、鉄道車両への大規模押出プロファイルの適用が促進されている。鉄道車両の大規模な一体型壁パネルや中空部に使用される複雑な薄肉プロファイルは、上記の大規模押出機で製造されています。平らな押出シリンダーを備えたこの大型押出機は、幅600mm、高さ60mm、厚さ3mm、長さ20mm以上の多孔質複合薄肉中空プロファイルを製造することができる。

これらの大規模で一体型の精密押出プロファイルは、抵抗スポット溶接と不活性ガスシールドアーク溶接によって組み立てられるため、労働時間を大幅に節約し、重量を削減します。さらに、溶接部品の全体的な剛性、局所剛性、疲労強度は、鋼構造物と同等です。

したがって、この理想的なアルミニウム構造材は、鉄道車両の近代化のための好ましい条件を作り出します

車体以外の部品へのアルミニウム材料の応用

1975年、日本は200形新幹線車両の車体とプラットフォームワークショップの支持梁を作るために大規模な押出プロファイルを使用しました。トロリー部品の軽量化で目覚ましい成果を上げています。

アルミ合金ホイールは、米国のフランシ湾沿岸の鉄道車両のホイールセンタープレートに適用され、車両重量を大幅に削減します。他の用途では、アルミニウム合金ベアリングボックス、ギアボックス、フレームアクスルフレーム、車体とトロリーの間にコネクティングロッドがあります。軽量のため、各ベアリングボックスの重量は73kgから28KGに削減されます。また、mlu001及びmlu002磁気パッド型鉄道車両では、外板は硬質アルミニウム製、リアフレームは7N01アルミニウム製、超電導電磁気の外側スロットも構造用アルミニウム合金5083及び低抵抗1100合金製、磁気パッド用電気ガスコイル及びガイド推進用電気ガスコイルは全てアルミニウム合金製であり、 超伝導に重要な役割を果たすヘリウム液化冷凍庫の熱交換器は、多孔性アルミニウム合金中空壁パネルでできています。

車両に使用されているアルミニウム合金部品には多くの種類があり、総重量はかなりです。内装部品471kg、化粧板153kg、ドア・窓334kg、内装機器部品153kg、換気ダクト・ダンパー190kg、制御装置254KGなど。