铝合金材料在轨道车辆轴箱体上的运用
轨道车辆铝合金车体自动焊接气孔研究
气 孔 产 生 的机 理 ，研 究 了 铝 合 金 自动 焊 接 过 程 中 ，
导致 焊接 气孔 产 生的 主要影 响 因素 。
收 稿 日期 ：２ ｏ １ ３ — ０ ３ — ２ ８
和 旁 边 的 液 态铝 发 生 作 用 产 生 氢 ．使 焊 根 附 近 液 态
金 属 中氢 的浓 度 大 大 提 高 ．而且 在 熔 池 金 属 结 晶 过
自动 焊 接 气孔 缺 陷产 生 的 措 施 ，为 自动 焊 接 技 术 发 展提 供 技 术借 鉴 。
关 键 词 ： 铝合 金 ； 自动 焊接 ； 气孔 ；控 制 措 施 中图 分 类 号 ：Ｔ Ｇ ４ ４ ４ 文 献 标 志 码 ：Ｂ
１ ． １ 铝合 金焊 接气 孔产 生机 理
０ 前 言
程 中 ． 由于 焊缝 根 部 结 晶 速度 慢 ．容 易 造 成 根 部链 状气 孔
基金项 目：唐山轨道 客车有 限责任公 司科技项 目 （ ２ ０ １ ２ Ｔ Ｃ Ｙ ０ ３ ３ ）
６ ０ ． 焊 接 质 量 控 制 与 管理 ・
焊接 技 术
第４ ３卷 第 ２期 ２ ０ １ ４年 ２月
的条件 １ ． ２ 焊接 电流 的影 响
本 文对 铝 合 金 自动 焊 接 过 程 中产 生 气 孑 Ｌ 缺 陷 的 原 因进 行 了分 析 ．研 究 了控 制 铝合 金 自动 焊 接 气 孔 产 生 的 方法 ．为 有 效 解 决 自动 焊接 气 孑 Ｌ 缺 陷 问题 及
自动 焊设 备 在 焊接 铝 合 金 工 件 时 ．有 一 个 合 适 的 电流 值 当 选 用 的 电 流 值 比合 适 的 电 流 值 小 时 ． 由于 电弧 空 间没 有 足 够 的能 量 ．因此 熔 滴 的 冲击 力 不 能 使 坡 口钝 边 外 的氧 化 膜 完 全被 击 碎 虽 然 钝 边
铝及铝合金在汽车上的应用
铝及铝合金在汽车上的应用
铝及铝合金在汽车上的应用非常广泛，主要体现在以下几个方面：
1.铝合金材料的应用可以有效降低车身重量，提高车辆燃油效率和行驶性能。
例如，铝合金材料被广泛应用于汽车发动机部件、制动系统部件、车身结构等部位。
2.铝合金材料还被用于制造汽车悬挂件，以减轻相应零部件的质量，提高汽车行驶的平顺性、稳定性。
3.在汽车空调系统中，铝合金材料如6595铝合金被用于制造汽车散热器和冰箱散热器。
4.展览用品用铝型材也与汽车行业密切相关。
这种铝型材具有优异的机械性能、可加工性、耐腐蚀性和重量轻等特点，被广泛应用于展览展示、广告牌制作、灯箱制作、家居装修、舞台搭建等领域。
总的来说，铝及铝合金在汽车行业中的应用非常广泛，为提高汽车性能、降低制造成本和节能减排做出了重要贡献。
焊接技术在动车组铝合金车体焊接的应用及发展趋势
6．专题综述焊接技术第42卷第5期2013年5月文章编号：1002—025X(2013)05—0006—04焊接技术在动车组铝合金车体焊接的应用及发展趋势王金金，尹德猛，胡文浩，王陆钊，吴振华(唐山轨道客车有限责任公司制造技术中心，河北唐山063035)摘要：通过对M1G焊、T1G焊、电阻点焊、激光焊及搅拌摩擦焊技术在轨道车辆铝合金车体焊接中的应用情况进行分析，阐述了上述各种焊接技术在轨道车辆铝合金车体焊接应用中的优缺点。
总结得出：M I G焊及T I G焊技术是我国动车组铝合金车体制造目前应用的主要焊接技术．激光焊及搅拌摩擦焊技术在动车组铝合金车体焊接中的应用是未来我国动车组铝合金车体制造中的趋势。
关键词：M I G焊；T I G焊；电阻点焊；激光焊；FSW焊中图分类号：TG457：U271．91文献标志码：AO前言随着装备制造业的快速发展．轨道车辆相关生产制造技术也得到了迅速发展。
焊接技术作为轨道车辆铝合金车体生产制造过程中的一项关键技术，也将随着装备制造业的发展而更新换代。
铝合金车体零部件及其车身的生产都离不开焊接技术的应用，近几年来，由于轨道车辆的需求量较大。
新的焊接技术在轨道车辆铝合金车体生产制造中的应用将会对铝合金车体生产周期的缩短起着一个积极的推动作用。
目前．世界范围内轨道车辆铝合金车体制造所用焊接技术有TI G焊、M I G焊、电阻点焊以及近些年出现的激光焊与搅拌摩擦焊等新的焊接技术，而我国动车组铝合金车体制造中应用的焊接技术主要有M I G焊和TI G焊。
由于铝合金有着其特殊的性质，即热导率大．比热容高，局部加热困难，焊接时需要能量集中、功率大的设备，而且动车组铝合金车体自身焊接也有其相应的焊接工艺要求，即对焊接件的装配精度要求较高，焊后还要确保产品的尺寸与焊缝质量，尽量保证产品质量零缺陷，因此，新的焊接技术在动车组铝合金车体焊接中的应用只能收稿日期：2012—12-10基金项目：铁道部科技司资助项目(2012J003一C)在满足上述要求且逐渐被验证后才能被应用。
轨道车辆铝合金车体焊接变形控制研究
板在厚度方 向上由许多互不相连的窄条组成 ，则在 焊接 过 程 中 ， 则 窄条 将 按 温度 高低 而伸 长 ， 如图 １ （ ｂ ） 所示。但实际上 ， 板条是一个整体 ， 各板条之间是互 相牵连相互影响的 ，上一部分金属受下一部分金属 的 阻碍 作 用 而 不 能 自由伸 长 ，因此产 生 了压 缩 塑性 变形 ， 由于铝板上 的温度分布 自 上而下逐渐降低 ， 因 此， 铝 板 产生 了 向下 的弯 曲变形 ， 如图 １ （ ｃ ） 所 示 。在 焊接结束后 ， 铝板冷却过程 中， 各板条 的收缩应如图 ｌ （ ｄ ） 所示 。但实际上 ， 铝板条是一个整体 ， 上一部分 金属受下一部分金属 的阻碍作用而不能 自由收缩 ， 所以铝板产生 了与加热时相反的弯 曲变形如图 １ （ ｅ ） 所示 ，因此筒形车体在焊接完成后车体高度尺寸减
中图分类号 ： Ｔ Ｇ ４ ５ ７ ． ２
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ １ ６ ２ — ０ ２
轨道车辆车体为简形整体承载结构 ，由大型 、 中 空、 薄壁铝合金挤压型材双面焊接而成 ， 其最大优点
［二］
作者 简介 ： 韩文峰 （ １ ９ ８ ４ 一） ， 男， 山东莱 阳人 ， 助理工程师 ， 研究生 ， 研究方 向为焊接。
ｌ ６ ２
《 装备制造技术） ２ ｏ １ ３ 年第 １ 期
端 向 ２位端焊接 ； 在焊接 时要对称焊接 ， 一二位侧 同 （ ２ ） 在 吊装车顶前 ，检测两端距墙 ３ ０ ０ ｍ ｍ处侧 时焊接 ； 在焊接顺序 方面 ， 我们规定 了先焊底架与侧 墙对角线差 ，利用手拉葫芦进行调整对超差部位作 墙 内部断焊缝及车顶外部 自动焊缝 ，再焊接底架与 反变形处理 ； 对角线差不大于 ５ ｍ ｍ。 侧墙外部 自动焊缝 及车顶 内部仰焊缝 ；需要多层焊
浅析城轨车辆铝合金车体焊接工艺
李 湘 军 张 益
（ 南车株 洲电力机车有限公 司 ， 湖南 株洲 ４ １ ２ ０ ０ ０ ）
摘 要： 城 轨 车辆 的 车体 是 由铝 合 金 材质 焊 接 而 成 ， 本 文对 城 轨 车辆 铝 合金 车体 的 焊接 工 艺、 工 装进 行 分 析 ， 探 讨 了铝 合金 车体
焊 接 工 艺的 发展 趋 势 。 关键 词 ： 城轨车辆； 焊接 ； 铝 舍金 ； 分析
为了保证城轨车辆的高速行驶 ， 城轨车辆采用的是轻量化的设计， 的温度 和空气湿 度一定要 达到焊接 的工艺要 求 ，空气 相对湿 度不大 于 ０ ￣ ／ ｏ ， 环境温度保持在 １ ６ ＿ ３ １ 度。 最后， 如何解决在铝合金的焊接过程中 车身采用铝合金的结构 ， 降低整辆车的重量 ， 减少了对轮轨的冲击。但 ６ 产生的烟尘对车间工作人员健康的危害， 有效地治理氮氧化物、 铝粉尘 是铝合金的膨胀系数是钢的 ２ 倍， 凝固的时候体积收缩也很大， 因此， 在 也是 铝合金焊接 不容 忽视 的问题 。 焊接的过程中很容易变形。 特别是对于薄壁型的铝合金材质， 不光焊接 等等 ， 变形量大 ， 而且在焊接的时候还会产生气孔 、 裂纹等现象 ， 因此要提高 ３ ． ２发展趋势 搅拌摩 擦焊 ， 是 一种 纯热力 锻造 的连接 方法 ， 利用 搅拌 针 、 轴 肩 和 铝合金的焊接工艺水平， 尽量减少焊接过程中出现的问题， 提高车体焊 接 的质量 ， 就 需要用专 用 的工 装来保 证车体焊 接成型后 的尺 寸 ， 为制 造 工作台面的摩擦热量使接回面的金属塑料软化 ，热软化的金属在搅拌 头和肩部的共同作用下 向后转移， 从而填充了锻造的焊缝（ 图１ ｏ在高 出高质量的城轨车辆奠定基础。 速振动的焊丝把动能传递给焊接的热熔池的时候 ， 对热熔池 内的液态 １城轨车辆铝合金车体焊接的特 金属进行适量的搅动 ，改善熔池的冶炼效果，把熔池 内的气体完全排 １ ． １焊接方 法和速度 的选 择 铝合金的焊接方法有多种， 包括惜 Ｉ 生 气体的保护焊（ Ｍ Ｉ Ｇ） 、 钨极惰 出。和传统的弧焊相比较，搅拌摩擦焊在焊接薄板的速度的时候 比较 对于厚板结构的， 搅拌摩擦的焊接速度和 ＭＩ Ｇ差不多， 但是 ＭＩ Ｇ的 性气体的保护焊（ Ｔ Ｉ Ｇ） 两种焊接方法。在焊接的时候 ， 对于较厚夹板的 快 ， 一次 洼成功的概率很小 ， 综合的焊接速度还是较 陧。搅 焊接 ， 为了能够保证焊接的质量要使焊缝从分均匀地融合 ， 而且使焊缝 焊接层数很厚， 如（ 图２ ） 所示 ， 抗拉强度完全超过 ＭＩ Ｇ 中的气体Ｊ Ｉ 顷 畅溢 出 ， 采 用较慢 的环节速 度和较 大的电流 配合 焊接 ； 对 于 拌摩擦焊焊接接头的强度较高， 而且产生的缺陷性很小， 不需要焊丝和附带的保护气体以及 较 薄板 的焊接 ， 为 了避免焊缝 太热 ， 在焊 接 的过程 中要采 用较 陕的焊 接 焊接接头 ， 降低 了生 成 的成本 ， 此外 ， 在车 间现场 作业 时 不受 车间 速度和较小 的电流配合 ， 从 而确保焊接 的质量 ， 尽量避免气孔 的形成 。 不需 要开坡 口， 温度和空气湿度的影响， 保证了生产的进度。因为搅拌摩擦的焊接热量 １ － ２气孔 的形成 焊接产生变形的可能性小于 Ｍ Ｉ Ｇ， 在焊接后进行修整 的工 铝合金表面氧化膜有很强的吸水性 ， 当环境湿度很大时， 吸收了很 输入程度小 ， 多水的氧化膜在电弧的作用下水分解出氢，而氢气在熔池中没有时间 作量几乎没有 ， 在很大程度上降低了操作者的劳动量， 在焊接的过程中 没有出现金属液体飞溅、 烟尘等不良现象， 使工作人员免受了不 良气体 排除 就形成 了气孔 日 ｏ 的危 害目 。 ２铝合金车体的焊接工艺 ２ ． １铝合金车体的焊接工艺流程 车体预组、 焊接前尺寸的调整、 焊接前的清理、 自动焊接、 焊接后的 打磨。 组装过程中所有零部件的误差及变形全部汇集在一起 ， 通过车体 组 焊来消 化 ，如果 要控制铝 合金车 体的焊接 质量就 要在焊接 前定好 尺 寸， 通过焊接前的尺寸调整ｘ － ， Ｊ ￣合金车体的变形进行预先估测 ， 做好合 理工艺放量 。加强焊接 过程 的控 制 ， 通 过组焊 工装 及辅助撑拉杆减 小车 体在焊接时的变形程度 ， 提高焊接质量日 。 ２ ． ２车体 焊接时 的尺 寸控制 图２搅拌摩擦焊与 Ｍ Ｉ Ｇ焊接接头性能对比 由于焊缝的中心线和结构截面的中心不对称或者不完全重合， 导 图 １搅拌摩擦焊示意图 致车体在 焊接完成 后的容易发 生弯 曲变形 。这种变形 主要 表现在 ： 侧面 目 前 我 国—些城 轨车辆 企业对焊 接工艺在 铝合金 车体上进 行 了基 础 研究 ， 并 且取得 了一 定 的成果 ， 但是 还存 在着一 些不 足 ， 焊接工 艺 规 的直线度 、 高度、 宽度和对角线会发生变化 ， 出现车体扭曲。 范流程、 补焊 、 检测的质量评价方法、 行业的系统标准都没有形成， 需要 ２ ． ３工装的使用 建立起— 套规范 的行业 制度和 准则 。 车体焊接之前需要对其进行装配调整 ，为使焊接之后达到预想尺 专 业技术人员 的深入研究 ， 寸， 就需要使用工装将焊接变形的影响减小到合理的公差范围内。车体 ４结束 语 组焊工装包括车底拉紧工装 ，通过支撑工装预 留的挠度实现车体挠度 随着科学 技术 的发展 ， 焊接技 术也 向着高效 、 节能、 优质发 展 ； 焊 接 在模块化、 柔性化、 人性化等都在高速发展； 的控制； 侧墙支撑工装 ， 主要用于控制车体宽度 ； 车体内部各个撑杆 ， 主 工装也发展的越来越成熟 ， 智 能化 ， 随着 新的焊 接材料 和结构 的不断 出 要用于控制车体内部各尺寸， 如对角线、 内高尺寸等 ， 使车体不出现扭 工 艺流程 也在变得 数字化 、 曲。合理调整和使用各个部分的工装能将焊接变形的影响减小到最小。 现， 更新改进现有的工艺方法 ， 提高焊接过程的机械化、 自动化水平。而 采用新 技术 ， 进 一步 提高 焊接 的质 量 ， 保证 城轨 车辆 的生 产质 量 ， 节 能 ２ ． ４焊后检测 降低员工劳动强度 、 保证员工身心健康等方面都有着显著提升。 车体焊接后不可避免的会产生焊接缺陷， 如融合不 良、 弧坑裂纹、 降耗， 参考文献 焊接引弧成 形不好 、 焊瘤 、 熔深 不够 、 夹渣等 。 进行 焊缝检 测 ， 主要方 法有 ￣ ｔ Ｊ （ Ｖ Ｔ ） 、 射线检测（ Ｒ Ｔ ） 和渗透检测（ Ｐ ， ｒ ） ， 如不合格需要返修 ， 剖开缺 【 １ 】 王俊玖－ 铝复合饭材料的铝合金车体制造工艺分棚 ． 城轨车辆轨道交 陷区域 ， 继续施焊、 检测直至焊缝合格为止。 通研究， ２ ０ １ ０ （ ５ ） ． ｆ ２ ］ 刘文斌 扁 速铁 路客车铝合金 车体制造 工艺叨． 铁道标 准设计 ， ２ ０ １ １ （ ８ ） ． ３铝合金车体的焊接工艺现状和发展趋势 ３ 倨 许生． 广州地铁三号线车辆 门角焊接裂纹的防止叨． 电力机车与城轨 ３ ． １铝合金材料制作的车体很轻、 耐腐蚀， 外观较平整 ， 也环保 ， 具 『 有其他的金属材料无可比拟的优势 ， 车体主要由底架 、 顶盖 、 侧墙、 司机 车辆 ， ２ ０ ０ ９ （ ３ ） ． ４ ］ 熊建武， 周进． 变形铝合金在轨道车辆中的应用叨． 城轨车辆技术开发， 室、 端墙五部分构成， 材质主要使用的是 ６ ０ ８ ２ 、 ５ ０ ８ ３ 型的材质 ， 焊接方 ｆ 法采用的是 自 动或者半自动的 Ｍ Ｉ Ｇ焊接方法。 现阶段， 城轨车辆铝合金 ２ ０ １ ０ （ １ １ ） ． ５ ］ 李永军， 孙秉和． 高速动车铝合金体结构优化策略 计 算机力学学报， 车体很多零部件如地板、 侧墙等等都采用的是 自动焊， 单丝 自 动焊的焊 【 接速度一般很快， 可以达到 ８ ２ ０ ｍ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 双丝自动焊接的最高速度也可 ２ ０ １ ０ （ ５ ） ． 以达到 １ ８ ３ ０ ｍ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 使 用者 的经 验和部件 对质量 和焊接 的效率 都会 产 生一定的影响。铝合金车体在焊接的过程中受到环境温度和空气湿度 的影响很大 ， 因为铝合金的热导率高 ， 若是温度很低的情况下 ， 会导致 焊接的熔透性不好 ； 焊接环境温度太高时， Ｈ Ａ Ｚ过热， 强度下降的幅度 较９ ￣ ［ ４ １ 。 除此以外 ， 铝合金表面氧化膜具有很强的吸水ｌ 生， 导致水分在焊 接的过程中分解产生了氢气孑 Ｌ 。所以， 在铝合金车体焊接的时候 ， 环境
青岛地铁3号线车辆齿轮箱结构特点及日常维护保养
青岛地铁3号线车辆齿轮箱结构特点及日常维护保养作者：陈萍罗情平来源：《科技创新与应用》2017年第21期摘要：车辆转向架是支撑车体的重要设备，而齿轮箱又是车辆转向架上的关键部件之一。
合理设计的齿轮箱结构对转向架性能具有极其重要的影响。
文章从青岛3号线车辆运营参数出发，详细介绍了齿轮箱结构特点及日常维护保养方法。
关键词：齿轮箱；润滑；密封；维护中图分类号：U231+.94 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）21-0073-03青岛地铁3号线作为青岛市首条地铁路线，也是山东省境内建成的第一条地下铁路。
伴随着青岛3号线地铁的顺利开通试运营，车辆的运行安全变成了运营的重要工作，而齿轮箱的有效运转关系到车辆能否有效运营。
熟悉了解齿轮箱内部结构，有助于开展日常维护保养工作。
本文详细介绍了齿轮箱各零部件结构特点、日常维护方法及常见故障模式。
1 车辆运营参数青岛地铁3号线车辆采用国家标准B型车设计，最高运行速度80km/h，最高设计速度90km/h，满足100km/h列车回送运行速度要求。
工作环境温度：-25℃～+45℃。
线路最大坡度4%，最大超高120mm。
车辆车体采用铝合金设计，具有结构刚度好、承载能力强、质量轻等特点。
车辆主要设备使用寿命满足30年设计要求，橡胶材质部件满足6年免维护寿命要求。
通过以上参数可知，齿轮箱需满足高转速、长寿命及高可靠度等要求。
2 齿轮箱结构特点齿轮箱为单级圆柱斜齿轮传动，主要由齿轮、箱体、轴承、润滑系统、密封系统及附件等组成，各零部件和功能系统之间相辅相成，互相配合，形成了整个齿轮箱系统。
图1是齿轮箱外形图，表1是齿轮箱牵引技术参数。
1.构架；2.安全鼻；3吊杆；4.输入齿轮轴；5.车轴；6.上箱体；7.下箱体；8.注油塞；9.油位计；10.放油塞；11.视孔窗图1 齿轮箱外形图2.1 箱体齿轮箱箱体除了承受输出扭矩的反作用力，保证齿轮具有良好的啮合精度以外，还作为一个密闭空间，为齿轮、轴承提供充分的润滑渠道。
机车车辆材料应用现状和发展趋势宋家斌谭志勇张世威高治訸
机车车辆材料应用现状和发展趋势宋家斌谭志勇张世威高治訸发布时间：2023-06-14T05:48:52.224Z 来源：《工程建设标准化》2023年7期作者：宋家斌谭志勇张世威高治訸[导读] 机车车辆的轻量化涉及到新型轻质材料、工艺及结构的不断创新和突破，就材料而言，目前仅铝合金材料在高速列车上应用较广，而镁合金、钛合金、碳纤维和复合材料尚未在高速列车中得以广泛使用，受限于材料自身成本以及部分关键技术暂未突破，我国高铁的轻量化应持续的以轻质金属，如铝、镁合金为主，在保证车辆安全稳定的同时，利用高性能的镁、铝合金取代越来越多的钢制部件；同时对轻质金属强化工艺的突破以及列车结构的整合将使得列车进一步减重。
中车大连机车车辆有限公司辽宁省 116000摘要：机车车辆的轻量化涉及到新型轻质材料、工艺及结构的不断创新和突破，就材料而言，目前仅铝合金材料在高速列车上应用较广，而镁合金、钛合金、碳纤维和复合材料尚未在高速列车中得以广泛使用，受限于材料自身成本以及部分关键技术暂未突破，我国高铁的轻量化应持续的以轻质金属，如铝、镁合金为主，在保证车辆安全稳定的同时，利用高性能的镁、铝合金取代越来越多的钢制部件；同时对轻质金属强化工艺的突破以及列车结构的整合将使得列车进一步减重。
关键词：机车车辆；材料1 机车车辆车体应用材料发展现状1.1 国外机车车辆车体材料的应用和发展状况日本于1964年正式运营了世界第一条高速铁路—东海道新干线。
该线路使用0系电力动车组，采用普通碳素钢作为主要车体材料，最高时速达210 km/h，但由于车体腐蚀严重，该车组已于1976年提前退役。
随后研发的100系最高时速达230 km/h，其所用车体材料沿用0系所采用的碳素钢，仅在车顶部分采用波形不锈钢，以提高其稳定性，但却仍因车身老化现象严重而退役。
1992年300系电力动车组“希望号”车体采用材料为6N01-T5铝合金挤压型材，其运行速度为270 km/h。
交通用铝方兴未艾
交通用铝方兴未艾张庆【摘要】@@ 减轻自身的重量,走轻量化之路,成为目前多种交通工具孜孜以求的发展目标.运输工具轻量化不仅是实现高速快捷、安全舒适的最佳途径,同时还能达到节能减排、保护环境、降低成本、提高运量的效果.作为轻金属的铝及铝合金具有一系列优良特性,诸如密度小、比强度和比刚度高、弹性好、抗冲击性能良好、耐腐蚀、耐磨、高导电、高导热、易表面着色、良好的加工成型性以及高度的可回收再生性等特点,成为交通运输工具朝轻量化方向发展的首选材料之一.这为铝及铝合金的应用开辟了更为广泛的空间.【期刊名称】《中国金属通报》【年(卷),期】2011(000)025【总页数】2页(P16-17)【作者】张庆【作者单位】【正文语种】中文我国轨道交通建设和汽车工业的快速发展，引领我国铝型材加工行业从传统意义上的低端产品逐步向高端产品迈进，拓展了铝的应用领域，使行业的发展水平得到了一个跨越式的提升，促进了行业的技术进步。
但是，我们应当看到，高铁与轨道交通用铝材总需求量虽不断递增但基数偏小，有其发展的阶段性，投资高铁与轨道交通用铝型材项目，切忌只顾眼前利益，盲目跟风。
减轻自身的重量，走轻量化之路，成为目前多种交通工具孜孜以求的发展目标。
运输工具轻量化不仅是实现高速快捷、安全舒适的最佳途径，同时还能达到节能减排、保护环境、降低成本、提高运量的效果。
作为轻金属的铝及铝合金具有一系列优良特性,诸如密度小、比强度和比刚度高、弹性好、抗冲击性能良好、耐腐蚀、耐磨、高导电、高导热、易表面着色、良好的加工成型性以及高度的可回收再生性等特点，成为交通运输工具朝轻量化方向发展的首选材料之一。
这为铝及铝合金的应用开辟了更为广泛的空间。
铝的密度为2700Kg／m3，仅为铁的34.61%、铜的30.33%。
也就是说，同样体积的铝、钢铁和铜，铝的重量仅为钢铁和铜的三分之一。
由于铝材的特质轻，因此常用于制造汽车、高速列车、城市轻轨、航空航天、船舶、集装箱以及其它陆海空交通工具，以降低自重减少能耗，增加装载量。
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铝合金材料在轨道车辆轴箱体上的运用摘要：本文阐述了有轨车辆内置轴箱体的选材，结构以及仿真分析结果等。
分析了轴箱体在铝合金的使用下与原先材料的比较具有一定的优势，并对铝合金材料进行简析。
简述了轴箱体的结构，用三种模型去讨论在列车上的使用，并通过EN 13749－2011对其进行仿真分析，并探讨了疲劳强度对于轴箱体的影响。
关键词：铝合金材料轨道车辆轴箱体运用轴箱体在转向架中是一个关键的簧下零部件，用来将全部簧上载荷（包括铅垂方向的动载荷）传给车轴，并将来自轮对的牵引力、制动力和冲击作用传到构架上去，运用合理的构架以及相应的材料可以有效的降低簧下质量。
并且铝合金有着硬度高、质量轻的特点，在同等构造的情况下，使用铸钢或者铁球轴箱的质量要比使用铝合金构造的轴箱的质量多余62%，可以有效减轻轴箱体的重量，进而提升轨道车辆的动力性能。
在有轨车辆中，车体的质量仅占２０％左右，大部分质量集中在转向架上，所以采取质量轻，硬度大的铝合金以及成为有轨列车轻量化的一种趋势。
传统的地铁车辆轴箱体一般采用铸钢，铸钢的优点是强度高，机械性能好；缺点是质量大，车辆的簧下质量高。
当列车高速运行时，轮轨的相互作用力大，对车轮和轨道的破坏性较大。
新的方式是采用铝合金轴箱体：采用铝合金代替传统钢介质的材料，不仅有利于轴箱轴承的散热，而且因为其具有高弹性变形，改善了轴承的受力状况，延长了轴承的寿命。
采用铝合金材料减轻了地铁车辆转向架的簧下质量，较好的改善了轮轨相互作用力，从而改善了车辆运行平稳性。
一、轨道车辆轴箱体轴箱体这个零部件的作用是把车体重量还有载荷共同传递给轮对、润滑轴颈，从而减少摩擦，降低运行阻力。
在有轨车辆运行过程中，垂向力、纵向力和横向力在传递的过程中都要经过轴箱体［1］。
在早期时候，机车车辆采用的是滑动轴承轴箱装置，到了20世纪初开始采取滚动轴承轴箱装置，并得到广泛采用。
箱体一般是指传动零件的基座，它需要拥有足够的强度和刚度。
箱体通常用灰铸铁制造，灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。
对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。
单件生产的减速器，为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的箱体。
为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。
上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。
轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。
为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附近加支撑筋。
为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底一般不采用完整的平面。
与滑动轴承轴箱装置相比，滚动轴承轴箱装置可使机车车辆运行阻力降低10%左右，可使起动阻力降低80%以上,不仅可以节约动力消耗,提高车辆的运行速度，还可提高列车整体的牵引重量。
这种装置中的各零部件游动间隙较小，能有效改进机车车辆的运行质量。
轴箱体在列车运行中发生故障的概率较小，可以极大减少对车辆维修工作的人力和物资的使用和消耗，而虽然滚动轴承轴箱装置的制造成本远远高于滑动轴承轴箱装置的制作成本，但其仍然得到广泛的采用。
所用滚动轴承有圆柱、圆锥和球面三种样式，其中球面滚动轴承承受轴向载荷较好，但要求的尺寸较大，不利于减轻簧下重量，并且制造成本较高，不方便进行检查与维修，因而近年来采用较少。
中国铁路现在在客车上采用圆柱式滚动轴承轴箱装置,在柴油机车和电力机车上主要也采用这种轴箱装置。
在客车上，轴向力靠轴承内外圈上的挡边承受，而在机车上轴承一般不带挡边，轴向力靠装在轴端的滚珠轴承承受。
在货车上除有一部分采用圆柱式滚动轴承轴箱装置外，新造货车主要采用密封式圆锥滚动轴承轴箱装置。
圆锥滚动轴承两端带有密封装置，外圈上面为承载鞍,装在转向架侧架导框内,起载荷传递作用，轴承外面不再有轴箱体。
因而这种结构称为“无轴箱轴承装置”。
滚动轴承都采用润滑脂，不需要经常开盖加油或检查。
如下图所示二、铝合金材料的选用铝合金按其成分和加工方法一般分为变形铝合金和铸造铝合金，而由于轴箱体的特殊性，需要用到铸造铝合金，它是用来直接浇铸各种形状的铝合金。
早期采用的是铸铁制造，但由于技术的不断进步，合金的出现让轴箱体的使用材料有了一个新的选择。
原先使用的铁，在复杂的环境下会产生铁锈，而铝合金则可以在表面自然产生一层致密牢固的AL2O3保护膜能很好的保护基体不受腐蚀。
通过人工阳极氧化和着色，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。
以载人地铁为例，使用材料为铝合金G-Al-Si 7Mg-wa、AlSi7Mg 0.3、 GB /T 1173 中的 ZL101A 或 EN 1706 中的 EN AC － 42100［2］，其中ZL101A的抗拉强度大于等于275，EN AC － 42100的抗拉强度大于等于260。
G-Al-Si 7Mg-wa和AlSi7Mg 0.3这两者的抗拉强度也大于等于265，并且随着Mg2Si含量的增加，抗拉强度也在增加。
抗拉这几种材料在化学成分和机械性能上比较接近，并且减重效果明显。
三、轴箱体的载荷工况以及疲劳强度轴箱体安装在车辆时，会受到垂直方向、横向以及纵向三个方向的载荷，我们一般按照超常和一般运营这两种工况进行分析，这里只说明一般运营下的常规载荷。
通常在设计的过程中已经被充分考虑。
而UIC 615-4－ 2003 ［3］、EN 13749 － 2011 ［4］等相关标准对于一般的构架的常规载荷已经有了明确的规定。
并根据EN13749 – 2011，对其进行仿真分析，如下图［5］。
工况序号载荷FLC1 FzFLC2 Fz( 1±α±β)FLC3 Fz( 1±α±β) ±Fy ±TzFLC4 Fz ±Fx_LozengingFLC5 Fz( 1±α±β) ±Fx_LozengingFLC6 Fz( 1±α±β) ±Fy ±Tz ±Fx_LozengingFLC7 Fz ±Fx_TＲ +FLink_motFLC8 Fz( 1±α±β) ±Fx_TＲ +FLink_motFLC9 Fz( 1±α±β) ±Fy ±Tz ±Fx_TＲ +FLink_motFLC10 Fz ±FBFLC11 Fz( 1±α±β) ±FBFLC12 Fz( 1±α±β) ±Fy ±Tz ±Fz_BFLC13 Fz ±FVDFLC14 Fz ±Fx_M ±Fy_M ±Fz_M注: Fz———垂向载荷; α———侧滚系数; β———浮沉系数; Fy———横向载荷; Tz———扭曲载荷; Fx_Lozenging———菱形载荷; Fx_T Ｒ———电机驱动产生的纵向载荷; FLink_mot———齿轮箱吊杆载荷; FB———制动载荷; FVD———减震器载荷; Fx_M 、Fy_M 、 Fz_M ———设备各方向上的惯性载荷同时在列车或电车行驶过程中会产生高频震动，往往会对轴箱体等零部件的疲劳损伤构成巨大威胁，随着我国线路的运营里程不断增长，对于轴箱体的磨损有着较大的威胁。
但伴随着载荷的存在，以及车轮多边形磨耗导致的高频激扰下，有可能会产生有发生高频共振的风险，在短时间内造成巨大的疲劳损伤，这就要求轴箱体能在载荷以及高频振动二者共存的情况下，保持稳定，让列车平稳运行。
四、制造工艺选定材料后进行对箱体制造的样品进行试做，由于轴箱体的特性，此制品可以运用浇注工艺去进行制造，浇注工艺制成的箱体零件具有强度高、壁薄、尺寸精度高、内外表面精度高等性质。
初步完成后，采取合适的方法去进行加工，基本的工艺路线包括:划线→粗铣→粗镗→精镗等工序，加工后进行清洗和防腐。
五、结束语依据EN 13749－2011可以得知铝合金轴箱体的可行性，同时铝合金轴箱体能够拥有更好的技术效果，但是轴箱作为轨道车辆主要承载部件使用铝合金材料仍需对其进行台架试验[6]。
并且记录数据，并且在材料上和制造技术上需要不断的尝试，使某种铝合金能真正广泛的运用到有轨车辆上。
参考文献[1]商跃进．动车组车辆构造与设计［M］．成都: 西南交通大学出版社，2010．[2]薛文根.铝合金材料在轨道车辆轴箱体上的应用[J].机车车辆工艺,2020(01):10-11.[3] UIC．移动动力装置—转向架和走行装置—转向架构架结构强度试验: UIC 615-4－2003［S］．巴黎: UIC，2003．[4] CEN．铁路设施．轮辐和行走机构．转向架结构要求的规定方法: EN 13749－2011［S］．布鲁塞尔: CEN，2011[5]战立超,付媛媛,李国辉,杨大春.基于标准载荷工况与高频振动工况的高速动车组转向架构架疲劳强度对比分析[J].城市轨道交通研究,2020,23(02):133-136.[6］В．В．Копытъко，高路．带铝合金轴箱体的滚柱轴承轴箱部件的运用试验［J］．国外铁道车辆，1993(3):15 － 18．。