1. Муқаддима
Вазни сабуки мошинҳо дар кишварҳои пешрафта оғоз ёфт ва дар аввал аз ҷониби бузургҷуссаҳои анъанавии автомобилӣ роҳбарӣ карда шуд. Бо рушди муттасил он суръати назаррас ба даст овард. Аз он замоне, ки ҳиндуҳо бори аввал хӯлаи алюминийро барои истеҳсоли варақаҳои автомобилӣ истифода мебурданд, то аввалин истеҳсоли оммавии мошинҳои алюминии Audi дар соли 1999, хӯлаи алюминий аз ҳисоби бартариҳои худ, аз қабили зичии паст, қувваи хоси баланд ва сахтӣ, афзоиши устуворро дар барномаҳои автомобилсозӣ мушоҳида кард. чандирии хуб ва муқовимати таъсир, коркарди баланд ва суръати баланди барқароршавӣ. То соли 2015, ҳиссаи истифодаи хӯлаи алюминий дар автомобилҳо аллакай аз 35% гузашт.
Вазни сабуксозии мошинҳои Чин камтар аз 10 сол пеш оғоз шуда буд ва ҳам технология ва ҳам сатҳи татбиқ аз кишварҳои пешрафта, ба мисли Олмон, Иёлоти Муттаҳида ва Ҷопон ақиб мондааст. Бо вуҷуди ин, бо таҳияи мошинҳои нави энергетикӣ, сабуккунии моддӣ босуръат пеш меравад. Бо истифода аз болоравии мошинҳои нави энергетикӣ, технологияи сабукгардонии автомобилии Чин тамоюли ба кишварҳои пешрафта расидаро нишон медиҳад.
Бозори масолеҳи сабуки Чин васеъ аст. Аз як тараф, дар муқоиса бо кишварҳои пешрафтаи хориҷа, технологияи сабуки Чин дер оғоз ёфт ва вазни умумии Curb калонтар аст. Бо дарназардошти меъёри таносуби масолеҳи сабук дар кишварҳои хориҷӣ, дар Чин ҳанӯз барои рушд фазои кофӣ вуҷуд дорад. Аз тарафи дигар, бо назардошти сиёсатҳо, рушди босуръати саноати нави мошинҳои энергетикии Чин талабот ба маводи сабукро афзоиш медиҳад ва ширкатҳои автомобилсозиро барои ҳаракат ба сабукгардонӣ ташвиқ мекунад.
Такмили меъёри партовҳо ва истеъмоли сӯзишворӣ боиси тезонидани суръати сабуккунии автомобил мегардад. Чин дар соли 2020 стандартҳои партовҳои Чин VI-ро пурра татбиқ кард. Тибқи "Усули арзёбӣ ва нишондиҳандаҳои истеъмоли сӯзишвории мошинҳои мусофирбар" ва "Харитаи роҳ оид ба сарфаи энергия ва технологияи нави энергетикии автомобил", стандарти истеъмоли сӯзишвории 5,0 л/км. Бо дарназардошти фазои маҳдуд барои пешрафтҳои назаррас дар технологияи муҳаррик ва кам кардани партовҳо, андешидани чораҳо оид ба ҷузъҳои сабуки автомобил метавонад партовҳои автомобилӣ ва истеъмоли сӯзишвориро самаранок коҳиш диҳад. Вазни сабуки мошинхои нави энергетикй рохи мухими тараккиёти саноат гардид.
Дар соли 2016, Ҷамъияти муҳандисии автомобилии Чин "Харитаи роҳ оид ба сарфаи энергия ва технологияи нави мошинҳои энергетикӣ" -ро нашр кард, ки дар он омилҳо ба монанди масрафи энергия, диапазони сайёҳӣ ва маводи истеҳсолӣ барои мошинҳои нави энергетикӣ аз соли 2020 то 2030 ба нақша гирифта шудаанд. Вазни сабук як самти калидӣ хоҳад буд. барои инкишофи ояндаи мошинхои нави энергетики. Вазни сабук метавонад диапазони киштиро зиёд кунад ва "изтироби масофа" -ро дар мошинҳои нави энергетикӣ ҳал кунад. Бо афзоиши талабот ба доираи васеи крейсерҳо, сабук кардани мошинҳо таъхирнопазир мегардад ва фурӯши мошинҳои нави энергетикӣ дар солҳои охир ба таври назаррас афзоиш ёфтааст. Тибқи талаботи системаи баҳо ва "Нақшаи миёнамӯҳлати рушди саноати мошинсозӣ", тахмин зада мешавад, ки то соли 2025 фурӯши мошинҳои нави энергетикӣ дар Чин аз 6 миллион адад зиёд хоҳад буд ва афзоиши солонаи он афзоиш хоҳад ёфт. аз 38 фоиз зиёд аст.
2.Хусусиятҳои хӯлаи алюминий ва барномаҳо
2.1 Хусусиятҳои хӯлаи алюминий
Зичии алюминий сеяки пӯлод буда, онро сабуктар мекунад. Он дорои қувваи баландтари мушаххас, қобилияти хуби экструзия, муқовимат ба зангзании қавӣ ва коркарди баланд мебошад. Хӯлаҳои алюминий бо пеш аз ҳама аз магний иборат буда, муқовимати хуби гармӣ, хосиятҳои хуби кафшерӣ, қувваи хуби хастагӣ, қобилияти бо коркарди гармӣ мустаҳкам карда нашудан ва қобилияти баланд бардоштани қувват тавассути коркарди хунук хос мебошанд. Силсилаи 6 асосан аз магний ва кремний иборат буда, Mg2Si ҳамчун марҳилаи асосии мустаҳкамкунӣ тавсиф карда мешавад. Хӯлаҳои маъмултарин дар ин категория 6063, 6061 ва 6005А мебошанд. 5052 плитаи алюминий як табақи алюминийи силсилаи AL-Mg мебошад, ки магний ҳамчун унсури асосии хӯлакунанда мебошад. Ин хӯлаи алюминийи аз ҳама васеъ истифодашавандаи зидди занг аст. Ин хӯла дорои қувваи баланд, устувории баланди хастагӣ, пластикии хуб ва муқовимати зангзанӣ мебошад, онро бо коркарди гармӣ мустаҳкам кардан мумкин нест, пластикии хуб дар сахтгирии кори нимсард, пластикии паст дар сахтгирии кори хунук, муқовимати хуби зангзанӣ ва хосиятҳои хуби кафшерӣ дорад. Он асосан барои ҷузъҳо ба монанди панелҳои паҳлӯӣ, сарпӯшҳои сақф ва панелҳои дарҳо истифода мешавад. Хӯлаи 6063 алюминий як хӯлаи таҳкими гармидиҳӣ дар силсилаи AL-Mg-Si мебошад, ки магний ва кремний ҳамчун унсурҳои асосии хӯлакунанда мебошанд. Ин профили хӯлаи алюминийи бо гармӣ коркардшаванда бо қувваи миёна мебошад, ки асосан дар ҷузъҳои сохторӣ ба монанди сутунҳо ва панелҳои паҳлӯӣ барои интиқоли қувват истифода мешавад. Муқаддима ба навъҳои хӯлаи алюминий дар ҷадвали 1 нишон дода шудааст.
2.2 Экструзия як усули муҳими ташаккули хӯлаи алюминий мебошад
Экструзияи хӯлаи алюминий як усули гарми ташаккулёбанда аст ва тамоми раванди истеҳсолӣ ташаккули хӯлаи алюминийро дар зери фишори сеҷонибаи фишурда дар бар мегирад. Тамоми раванди истеҳсолотро ба таври зерин тавсиф кардан мумкин аст: а. Алюминий ва дигар хӯлаҳо гудохта шуда, ба лавҳаҳои алюминии зарурӣ рехта мешаванд; б. Баргҳои пешакӣ гармшуда ба таҷҳизоти экструзия барои экструзия гузошта мешаванд. Дар зери таъсири силиндраи асосӣ, бюллетени хӯлаи алюминий тавассути холигии қолаб ба профилҳои зарурӣ ташаккул меёбад; в. Барои беҳтар кардани хосиятҳои механикии профилҳои алюминий коркарди маҳлул дар давоми ва ё баъд аз экструзия, пас аз коркарди пиршавӣ гузаронида мешавад. Хусусиятҳои механикӣ пас аз коркарди пиршавӣ вобаста ба маводҳои гуногун ва режимҳои пиршавӣ фарқ мекунанд. Ҳолати коркарди гармии профилҳои мошини боркаш дар ҷадвали 2 нишон дода шудааст.
Маҳсулоти истихроҷи алюминий аз хӯлаи алюминий нисбат ба дигар усулҳои ташаккул як қатор бартариҳо доранд:
а. Ҳангоми экструзия, металли истихроҷшуда дар минтақаи деформатсия назар ба ғелонда ва сохтакорӣ фишори фишурдаи сеҷониба мустаҳкамтар ва якхела ба даст меорад, аз ин рӯ он метавонад пластикии металли коркардшударо пурра бозӣ кунад. Онро барои коркарди металлҳои деформатсияашон душвор истифода бурдан мумкин аст, ки онҳоро бо прокат ё сохтакорӣ коркард кардан ғайриимкон аст ва барои сохтани ҷузъҳои гуногуни мураккаби буридани холӣ ё сахт истифода бурдан мумкин аст.
б. Азбаски геометрияи профилҳои алюминий метавонад гуногун бошад, ҷузъҳои онҳо сахтии баланд доранд, ки метавонанд мустаҳкамии бадани мошинро беҳтар созанд, хусусиятҳои NVH-и онро коҳиш диҳанд ва хусусиятҳои идоракунии динамикии автомобилро беҳтар кунанд.
в. Маҳсулоти дорои самаранокии экструзия, пас аз хомӯш кардан ва пиршавӣ, нисбат ба маҳсулоте, ки бо усулҳои дигар коркард мешаванд, қувваи дарозии дароз (R, Raz) ба таври назаррас баландтар доранд.
г. Сатҳи маҳсулот пас аз экструзия дорои ранги хуб ва муқовимати хуби зангзанӣ буда, зарурати дигар коркарди рӯи зидди зангзаниро аз байн мебарад.
д. Коркарди экструзия дорои чандирии бузург, хароҷоти пасти асбобҳо ва қолабҳо ва хароҷоти пасти тағир додани тарҳ мебошад.
f. Аз сабаби идорашавандагии буришҳои профили алюминий, дараҷаи ҳамгироии ҷузъҳо метавонад зиёд карда шавад, шумораи ҷузъҳо кам карда шавад ва тарҳҳои гуногуни буриш метавонанд мавқеи дақиқи кафшерро ба даст оранд.
Муқоисаи иҷроиш байни профилҳои алюминийи истихроҷшуда барои мошинҳои боркаш ва пӯлоди оддии карбон дар ҷадвали 3 нишон дода шудааст.
Самти рушди минбаъдаи профилҳои хӯлаи алюминий барои мошинҳои боркаш: минбаъд такмил додани қувваи профил ва баланд бардоштани самаранокии экструзия. Самти тадқиқоти маводи нав барои профилҳои алюминий барои мошинҳои боркаш дар расми 1 нишон дода шудааст.
3. Сохтори мошини боркаши алюминийи хӯлаи алюминий, таҳлили қувват ва санҷиш
3.1 Сохтори мошини қуттии хӯлаи алюминий
Контейнери боркаши қуттӣ асосан аз васлаки панели пеши, васлаки панели паҳлӯи чап ва рост, васлаки панели паҳлӯи дари паси, васлаки фарш, васлаки сақф, инчунин болтҳои U-шакл, посбонҳои паҳлӯӣ, посбонҳои қафо, лой ва дигар лавозимот иборат аст. ба шасси класси дуйум пайваст карда шудааст. Болорҳои салиб, сутунҳо, чӯбҳои паҳлӯ ва панелҳои дари қуттиҳо аз профилҳои изофии алюминийи алюминий сохта шудаанд, дар ҳоле ки панелҳои фарш ва сақф аз плитаҳои ҳамвори алюминийи 5052 сохта шудаанд. Сохтори мошини боркаши алюминий дар расми 2 нишон дода шудааст.
Бо истифода аз раванди экструзияи гарми хӯлаи алюминийи силсилаи 6 метавонад бахшҳои мураккаби нахӯрадро ташкил кунад, тарҳи профилҳои алюминий бо буришҳои мураккаб метавонад маводҳоро сарфа кунад, ба талаботи қувват ва сахтии маҳсулот ҷавобгӯ бошад ва ба талаботи пайвастагии мутақобилаи байни ҷузъҳои гуногун. Аз ин рӯ, сохтори конструктивии нури асосӣ ва моментҳои секциявии инерция I ва моментҳои муқовиматкунанда W дар расми 3 нишон дода шудаанд.
Муқоисаи маълумотҳои асосии ҷадвали 4 нишон медиҳад, ки моментҳои секционии инерция ва муқовимати профили алюминийи тарҳрезишуда назар ба маълумоти мувофиқи профили чӯби оҳанин беҳтаранд. Маълумоти коэффисиенти сахтӣ тақрибан бо профили чӯби мувофиқи оҳан сохташуда якхела аст ва ҳама ба талаботи деформатсия ҷавобгӯ мебошанд.
3.2 Ҳисобкунии максималии стресс
Бо назардошти ҷузъи асосии борбардор, чӯбро ҳамчун объект, фишори максималӣ ҳисоб карда мешавад. Сарбории номиналӣ 1,5 т аст ва чӯб аз профили хӯлаи алюминийи 6063-Т6 сохта шудааст, ки дорои хосиятҳои механикӣ дар ҷадвали 5 нишон дода шудааст. Чура ҳамчун сохтори кантилвервӣ барои ҳисоб кардани қувва, тавре ки дар расми 4 нишон дода шудааст, содда карда шудааст.
Бо назардошти чӯби дарозии 344 мм, бори фишурда ба чӯб ҳамчун F = 3757 Н дар асоси 4,5 т ҳисоб карда мешавад, ки ин аз бори стандартии статикӣ се маротиба аст. q=F/L
ки дар он q - фишори дохилии нури зери бори, Н/мм; F – сарбории бардошти чӯбе, ки дар асоси 3 маротиба аз бори стандартии статикӣ ҳисоб карда мешавад, ки 4,5 т аст; L - дарозии чӯб, мм.
Ҳамин тариқ, фишори дохилӣ q ин аст:
Формулаи ҳисобкунии стресс чунин аст:
Лаҳзаи максималӣ ин аст:
Бо назардошти арзиши мутлақи лаҳза, M=274283 Н·мм, фишори максималӣ σ=M/(1,05×w)=18,78 МПа ва арзиши максималии фишор σ<215 МПа, ки ба талабот ҷавобгӯ аст.
3.3 Хусусиятҳои пайвастшавии ҷузъҳои гуногун
Хӯлаи алюминий дорои хосиятҳои кафшерии суст аст ва қувваи нуқтаи кафшери он танҳо 60% қувваи моддии асосиро ташкил медиҳад. Аз сабаби пӯшонидани қабати Al2O3 дар рӯи хӯлаи алюминий ҳарорати обшавии Al2O3 баланд аст, дар ҳоле ки нуқтаи обшавии алюминий паст аст. Ҳангоми кафшер кардани хӯлаи алюминий, барои иҷрои кафшер Al2O3 дар рӯи он бояд зуд шикаста шавад. Дар баробари ин, пасмондаи Al2O3 дар маҳлули алюминий боқӣ мемонад, ки ба сохтори хӯлаи алюминий таъсир мерасонад ва қувваи нуқтаи кафшери алюминийро коҳиш медиҳад. Аз ин рӯ, ҳангоми тарҳрезии як контейнери алюминий, ин хусусиятҳо пурра ба назар гирифта мешаванд. Кафшеркунӣ усули асосии ҷойгиркунӣ мебошад ва ҷузъҳои асосии борбардор бо болтҳо пайваст карда мешаванд. Пайвастшавӣ ба монанди сохтори рахнакунӣ ва кафшерӣ дар расмҳои 5 ва 6 нишон дода шудаанд.
Сохтори асосии корпуси қуттии алюминийи алюминий сохтореро қабул мекунад, ки чӯбҳои уфуқӣ, сутунҳои амудӣ, болорҳои паҳлӯӣ ва болорҳои канорӣ бо ҳам мепайвандад. Дар байни ҳар як чӯби уфуқӣ ва сутуни амудӣ чор нуқтаи пайваст мавҷуд аст. Нуқтаҳои пайвастшавӣ бо газакҳои тишдор муҷаҳҳаз карда шудаанд, то ки бо канори кандашудаи чӯби уфуқӣ пайваст шаванд ва лағжишро ба таври муассир пешгирӣ кунанд. Ҳашт нуқтаи кунҷ асосан бо иловаҳои ядроии пӯлод пайваст карда шудаанд, ки бо болтҳо ва парчинҳои худ қулфшаванда собит карда шудаанд ва бо плитаҳои алюминийи секунҷаи 5 мм дар дохили қуттӣ кафшер карда шудаанд, то мавқеъҳои кунҷӣ дар дохили он мустаҳкам карда шаванд. Намуди зоҳирии қуттӣ ягон нуқтаи пайвастшавӣ ё кафшерӣ надорад, ки намуди умумии қуттиро таъмин мекунад.
3.4 Технологияи муҳандисии синхронии SE
Технологияи синхронии муҳандисии SE барои ҳалли мушкилоте, ки дар натиҷаи инҳирофоти бузурги ҷамъшуда барои мувофиқ кардани ҷузъҳои дар бадани қуттӣ ба вуҷуд омадаанд ва мушкилот дар дарёфти сабабҳои холигоҳҳо ва нокомии ҳамвор истифода мешаванд. Тавассути таҳлили CAE (ниг. Расми 7-8), таҳлили муқоисавӣ бо баданҳои қуттиҳои аз оҳан сохташуда гузаронида мешавад, то қувват ва сахтии бадани қуттиҳоро тафтиш кунад, нуқтаҳои заифро пайдо кунад ва барои беҳтар кардани нақшаи тарроҳӣ чораҳо андешад. .
4.Таъсири Lightweighting аз алюминий хӯлаи Box Truck
Илова ба корпуси қуттӣ, хӯлаҳои алюминийро барои иваз кардани пӯлод барои ҷузъҳои гуногуни контейнерҳои боркаш истифода бурдан мумкин аст, аз қабили лойҳо, посгоҳҳои қафо, муҳофизати паҳлӯҳо, қулфҳои дарҳо, болгаҳои дарҳо ва кунҷҳои пешдоман, ки ба кам шудани вазн ноил мешаванд. аз 30% то 40% барои қисмати боркаш. Таъсири коҳиши вазн барои як контейнери боркаши холии 4080мм×2300мм×2200мм дар ҷадвали 6 нишон дода шудааст. Ин ба таври куллӣ мушкилоти вазни зиёдатӣ, риоя накардани эълонҳо ва хатарҳои танзими қисмҳои боркаши анъанавии оҳанинро ҳал мекунад.
Бо иваз кардани пӯлоди анъанавӣ бо хӯлаҳои алюминий барои ҷузъҳои автомобил, на танҳо метавонад эффектҳои аълои сабук ба даст ояд, балки он метавонад ба сарфаи сӯзишворӣ, коҳиши партовҳо ва беҳтар шудани кори мошин мусоидат кунад. Дар айни замон дар бораи сахми сабукрав дар сарфаи сузишворй фикру мулохизахои гуногун мавчуданд. Натичахои тадкикоти Институти байналхалкии алюминий дар расми 9 нишон дода шудаанд. Хар як 10 фоиз кам шудани вазни мошин метавонад сарфи сузишвориро аз 6 то 8 фоиз кам кунад. Бар асоси омори дохилӣ, 100 кг кам кардани вазни ҳар як мошини сабукрав метавонад сарфи сӯзишвориро 0,4 литр дар 100 км кам кунад. Саҳми сабукгардонӣ дар сарфаи сӯзишворӣ ба натиҷаҳое, ки аз усулҳои гуногуни тадқиқот ба даст оварда шудаанд, асос ёфтааст, бинобар ин баъзе фарқиятҳо мавҷуданд. Бо вуҷуди ин, сабук кардани мошинҳо ба кам кардани сарфи сӯзишворӣ таъсири калон мерасонад.
Барои мошинҳои барқӣ, таъсири сабуккунанда боз ҳам равшантар аст. Дар айни замон, зичии воҳиди энергияи батареяҳои барқии мошинҳои барқӣ аз мошинҳои анъанавии сӯзишвории моеъ ба таври назаррас фарқ мекунад. Вазни системаи энергетикии (аз он чумла аккумулятор) мошинхои электрики аксар вакт аз 20 то 30 фоизи вазни умумии мошинро ташкил медихад. Ҳамзамон, рахна кардани монеаи кори батареяҳо як мушкили умумиҷаҳонӣ аст. Пеш аз он ки дар технологияи батареяи баландсифат як пешравии ҷиддӣ ба амал ояд, сабуккунӣ як роҳи самараноки беҳтар кардани доираи крейсерии мошинҳои электрикӣ мебошад. Барои хар 100 кг кам шудани вазн масофаи крейсерии мошинхои электрикиро аз 6 то 11 фоиз зиёд кардан мумкин аст (муносибати байни кам кардани вазн ва масофаи крейсер дар расми 10 нишон дода шудааст). Дар айни замон, диапазони крейсерии мошинҳои барқии пок наметавонад ниёзҳои аксари одамонро қонеъ гардонад, аммо кам кардани вазн ба миқдори муайян метавонад диапазони крейсериро ба таври назаррас беҳтар кунад, изтироби масофаро сабук кунад ва таҷрибаи корбарро беҳтар кунад.
5. Хулоса
Илова ба сохтори алюминии мошини қуттии алюминий, ки дар ин мақола муаррифӣ шудааст, намудҳои гуногуни мошинҳои боркаш мавҷуданд, аз қабили панелҳои асали алюминий, плитаҳои алюминӣ, чаҳорчӯбаи алюминий + пӯстҳои алюминий ва контейнерҳои боркаши гибридии оҳану алюминий . Онҳо бартариҳои вазни сабук, қувваи баланди хос ва муқовимати хуби зангзаниро доранд ва барои ҳифзи зангзании электрофоретикӣ, кам кардани таъсири муҳити зисти рангҳои электрофорезиро талаб намекунанд. Мошини боркаши алюминийи алюминий мушкилоти вазни зиёдатӣ, риоя накардани эълонҳо ва хатарҳои танзимкунандаи қисмҳои боркаши анъанавии оҳаниро ба таври куллӣ ҳал мекунад.
Экструзия як усули муҳими коркарди хӯлаҳои алюминий мебошад ва профилҳои алюминий дорои хосиятҳои хуби механикӣ мебошанд, аз ин рӯ сахтии қисмҳои ҷузъҳо нисбатан баланд аст. Аз сабаби буриши тағйирёбанда, хӯлаҳои алюминий метавонанд ба омезиши вазифаҳои сершумори ҷузъҳо ноил шаванд, ки онро барои сабук кардани мошин маводи хуб мегардонад. Бо вуҷуди ин, истифодаи густурдаи хӯлаҳои алюминий бо мушкилоте рӯбарӯ мешавад, ба монанди қобилияти нокифояи тарҳрезӣ барои қисмҳои боркаши алюминий, мушкилоти шаклсозӣ ва кафшер ва хароҷоти баланди таҳия ва пешбурди маҳсулоти нав. Сабаби асосии он аст, ки хӯлаи алюминий то пухта расидани экологияи такрории хӯлаҳои алюминий аз пӯлод зиёдтар арзиш дорад.
Хулоса, доираи истифодаи хӯлаҳои алюминий дар автомобилҳо васеътар мешавад ва истифодаи онҳо минбаъд афзоиш хоҳад ёфт. Дар тамоюлҳои кунунии сарфаи энергия, коҳиши партовҳо ва рушди саноати нави нақлиёти энергетикӣ, бо фаҳмиши амиқтари хосиятҳои хӯлаи алюминий ва роҳҳои ҳалли самараноки мушкилоти истифодаи хӯлаи алюминий, маводи экструзияи алюминий дар сабуксозии автомобил васеътар истифода мешаванд.
Таҳрири Май Цзян аз MAT Aluminium
Вақти фиристодан: январ-12-2024
