„Wheel“ verändert die Welt! Entdecken Sie die Hardcore-Technologie hinter dem Iron Dragon

Anmerkung des Herausgebers: Millionen von geistigen Eigentumsleuten schaffen Wissenschaft und Technologie und verwirklichen gemeinsam den Traum eines starken Landes in Wissenschaft und Technologie. Um wissenschaftliche Erkenntnisse bekannt zu machen, den Forschergeist zu fördern, die wissenschaftliche und kulturelle Qualität der gesamten Bevölkerung zu verbessern und ein hohes Maß an wissenschaftlicher und technologischer Eigenständigkeit zu erreichen, haben die Abteilung für Wissenschaftspopularisierung der Chinesischen Gesellschaft für Wissenschaft und Technologie und die People's Daily gemeinsam den Themenbericht „Witness the Road of Science and Technology“ geplant und veröffentlicht. Der Bericht konzentriert sich auf die nationale Strategiepolitik im Bereich Wissenschaft und Technologie, wichtige Auszeichnungen im Bereich Wissenschaft und Technologie, Engpässe bei Schlüsseltechnologien usw. Außerdem werden Interviews und Untersuchungen auf der Basisebene durchgeführt, eine Reihe anschaulicher und lebendiger populärwissenschaftlicher Produkte auf den Markt gebracht, der Forschergeist energisch gefördert und enorme Kräfte für den Aufbau eines starken Landes in Wissenschaft und Technologie gesammelt.

Im großen Entwurf des modernen Transportwesens sind Hochgeschwindigkeitszüge, U-Bahnen und Stadtbahnen wie riesige Drachen, die effizient zwischen Städten und Dörfern pendeln und den Traum einer regionalen Vernetzung verwirklichen. Der Grund, warum diese „Stahldrachen“ so schnell wie der Wind laufen können, ist untrennbar mit einer Gruppe präziser und komplexer Komponenten und, was noch wichtiger ist, mit fortschrittlicher Schienenverkehrsausrüstungstechnologie verbunden.

Welche besonderen Geheimnisse bergen diese Komponenten, die den Betrieb einer so riesigen Maschine ermöglichen? Welche Technologie ermöglicht es ihnen, tausendfachem Druck und Aufprall standzuhalten? Vor Kurzem besuchte der Reporter die Region Shanxi, um die Hardcore-Technologie hinter diesen Komponenten zu erkunden und herauszufinden, wie sie die Entwicklung des Transportwesens in einem bedeutenden Land unterstützt.

U-Bahn-Räder. Foto vom Interviewpartner zur Verfügung gestellt

Rumpeln, rumpeln, U-Bahn-Züge pendeln auf den Gleisen hin und her. Die Räder rollen wie der Herzschlag eines riesigen Drachen. Obwohl sie nicht auffallen, sind sie das Herzstück und die Schlüsselkomponenten der Zugstruktur. Jede Rotation birgt die große Verantwortung für Sicherheit und Stabilität. Allerdings ist es keine leichte Aufgabe, den stabilen und langfristigen Betrieb dieser Schlüsselkomponenten sicherzustellen.

„Während des U-Bahn-Betriebs kommt es aufgrund der häufigen An- und Abfahrten zu einem schnellen und langsamen Verschleiß einiger Radteile, was leicht zu einer relativen Verschlechterung des gesamten Profils führen kann. Dieses Problem plagt die gesamte Branche schon seit langem.“ Wei Huacheng, Leiter des technischen Zentrums der Taiyuan Heavy Industry Rail Transit Equipment Co., Ltd. (nachfolgend „Taiyuan Heavy Industry Rail Transit Company“ genannt), erklärte Reportern, dass dies eine hohe Verschleißfestigkeit und Unrundheitsbeständigkeit der U-Bahn-Räder erfordere.

Die sogenannte Unrundheitsbeständigkeit bezeichnet die Fähigkeit des Rades, Verschleiß und Verformungen zu widerstehen und im Langzeitbetrieb sein ursprüngliches Profil beizubehalten. Wen Qi, ein Spezialist für Materialforschung bei der Taizhong Rail Company, fügte hinzu: „Wenn die Unrundheitsbeständigkeit des Rades unzureichend ist, wird der Umfang des Rades teilweise abgeflacht und der Gesamtumfang entwickelt sich zu einem Polygon, was die Vibrationen und den Lärm der U-Bahn verstärkt und sogar die Fahrsicherheit gefährdet.“

Um dieses Problem wirksam zu lösen, hat das F&E-Team eine Reihe gezielter Maßnahmen ergriffen. Sie haben der Stahlkarosserie durch Materialien, Prozesse, Technologie und das ultimative Streben nach Exzellenz außergewöhnliche Robustheit verliehen.

„Zuerst begannen wir mit dem Materialdesign und entwickelten maßgeschneiderten hochfesten und zähen Radstahl für U-Bahn-Räder. Durch eine präzise Kontrolle der chemischen Zusammensetzung verbesserten wir die Gesamtleistung der Räder. Darüber hinaus optimierten wir den Wärmebehandlungsprozess, um die Härte des Rades zu erhöhen und gleichzeitig die Zähigkeit des Materials um mehr als 20 % zu steigern, wobei wir die Verschleißfestigkeit und Rissbeständigkeit des Rades berücksichtigten.“ Sagte Wen Qi.

Wenn U-Bahnen mit hoher Geschwindigkeit durch die vier Jahreszeiten Kälte und Hitze fahren, ist die Anti-Unrundheit nicht nur ein Spiel der Räder gegen Zeit und Druck, sondern auch eine Verschmelzung von Technologie und Kunst.

Angesichts der unterschiedlichen Gelände- und Klimabedingungen in meinem Land hat das Forschungs- und Entwicklungsteam auch entsprechende technische Überlegungen zu U-Bahn-Rädern angestellt. Wen Qi erklärte gegenüber Reportern: „Beispielsweise sollte in Städten in gebirgigeren Regionen die Widerstandsfähigkeit der Räder gegen Beschädigungen berücksichtigt werden. In nördlichen Städten wie Harbin und Shenyang sollte die Kältebeständigkeit der Räder berücksichtigt werden, und in der Versuchsphase werden auch Kälteschlagtests durchgeführt.“

Vom Labor bis zum Anwendungsfeld durchqueren diese Räder nicht nur geografische Längen- und Breitengrade, sondern dringen auch in unbekannte Bereiche der Materialwissenschaft vor.

Um von der theoretischen Erforschung im Labor zur praktischen Anwendung zu gelangen, muss eine wichtige Schwelle überschritten werden – die Produktionswerkstatt. In der intelligenten Fabrik der Taizhong Rail Company geschieht alle 52 Sekunden ein Wunder. Mit nur einem Mausklick entsteht auf der digitalen Produktionslinie ein brandneues Rad.

Wei Wei, ein Wärmebehandlungsarbeiter bei der Taizhong Rail Company, erklärte Reportern, dass durch die vollständige Automatisierung des Radproduktionsprozesses kein menschliches Eingreifen beim Transport, Erhitzen, Walzen und Formen jedes einzelnen Stahlblocks mehr erforderlich sei.

Durch die tiefgreifende Integration von Intelligenz und Digitalisierung wurde nicht nur die Produktionseffizienz erheblich verbessert, sodass sich die Mitarbeiter an der Front von „spezifischen Ausführenden“ zu „Prozessmanagern“ wandeln konnten, sondern auch ein mehrseitiges Gleichgewicht zwischen Qualitätskontrolle, Reduzierung der Ausschussrate und Kostenkontrolle erreicht.

An der Produktionslinie für Schienenräder in Taizhong bemerkte der Reporter, dass an den Kernübertragungskomponenten der wichtigsten Schmiede- und Walzausrüstung eine „kleine schwarze Box“ hing. Zhang Xiaofeng, Radprozessleiter der Taizhong Rail Company, erklärte Reportern, dass es sich bei diesen „kleinen schwarzen Kästen“ eigentlich um Temperatur- und Vibrationssensoren handele. Ihre Hauptfunktion besteht darin, die Betriebsdaten der Geräte zu erfassen und durch Analyse abnormale Zustände der Geräte festzustellen. „Wenn beispielsweise eine ungewöhnliche Vibration in einem Lager erkannt wird, können wir die entsprechenden Teile analysieren und einige Wartungsvorschläge machen, um Geräteausfälle zu vermeiden.“

Durch den Einsatz von mehr als 260 solcher Sensoren kann die intelligente Produktionswerkstatt verschiedene potenzielle Risiken in Echtzeit überwachen und darauf reagieren. So wird die Sicherheit der Arbeiter umfassend geschützt und gleichzeitig der Komfort der Arbeitsumgebung verbessert.

Daher besteht eine große Herausforderung beim Aufbau einer intelligenten Produktionswerkstatt darin, genügend Sensoren einzusetzen, um umfangreichere und detailliertere Daten zu sammeln und so eine solide Grundlage für das Training zur Modelloptimierung zu schaffen und anschließend eine Selbstdiagnose, Selbstanalyse, Selbstvorhersage und Selbstiteration der Daten zu realisieren. Es ist diese extreme Kontrolle über Details und das unermüdliche Streben nach Perfektion, die die intelligente Fabrik von Taizhong Rail in der globalen Fertigungsindustrie hervorstechen lässt. Sie hat den Titel „Leuchtturmfabrik“ gewonnen, der die größte Stärke der globalen intelligenten Fertigung und den höchsten Digitalisierungsgrad im industriellen Bereich repräsentiert, und zählt derzeit zu den „fortschrittlichsten Fabriken der Welt“.

Die intelligente Fabrik der Taiyuan Heavy Industry Rail Transit Equipment Co., Ltd. wurde zur „Lighthouse Factory“ ernannt. Foto vom Interviewpartner zur Verfügung gestellt

Die Räder rollen vorwärts und der „Leuchtturm“ leuchtet im Sternenlicht. Von der Hingabe zur Präzisionsfertigung bis hin zur effizienten Innovation intelligenter Produktion war dieser Ort Zeuge der großartigen Transformation der chinesischen Schienenverkehrsausrüstungsindustrie und auch Zeuge des herausragenden Innovationsgeistes und der effizienten Innovationsgeschwindigkeit Chinas.