Gradient elastisk design og hjul-Optimering af skinnepåvirkning af skinnepuder

Gradient elastisk design og hjul-Optimering af skinnepåvirkning af skinnepuder

Hvad er kernestrukturen og de elastiske fordelingskarakteristika ved det elastiske gradientdesign af under-skinnepuder?

Kernestrukturen i det gradientelastiske design af under-skinnepuder er entre-lags kompositgummistruktur, som er et slidbestandigt-lag, et bufferlag og et støttelag fra top til bund. Hvert lag er lavet af gummimaterialer med forskellige elastiske moduler for at opnå gradient elastisk fordeling. Det slidbestandige-lag er i kontakt med bunden af ​​skinnen, lavet af nitrilgummi med højt elasticitetsmodul (8-10MPa) og Shore hårdhed 60-65HA, som har god slidstyrke og forskydningsmodstand og kan modstå gentagen friktion og stød fra hjul og skinne. Bufferlaget er mellemlaget, lavet af styren-butadiengummi med medium elasticitetsmodul (3-5MPa) og Shore-hårdhed 45-50HA, som er kernelaget til at absorbere hjul-skinnepåvirkning og kan omdanne det meste af stødenergien til elastisk deformation for at undgå, at stødet transmitteres langsomt, så det langsomt kan overføres. Støttelaget er i kontakt med den øverste overflade af svellen, lavet af naturgummi med lavt elasticitetsmodul (1-2MPa) og Shore-hårdhed 30-35HA, som har fremragende elastisk genopretningsydelse, kan yderligere buffere den resterende stød og sikre den tætte pasform mellem puden og svellen. Trelagsstrukturen er integralt dannet ved højtemperaturvulkanisering, med mellemlagets bindingsstyrke større end eller lig med 1,5 MPa og ingen risiko for delaminering og fald af. Elasticitetsmodulet falder trin for trin fra det øvre lag til det nederste lag, hvilket realiserer den trinvise buffering af hjul-skinnepåvirkning, og stødabsorberingseffektiviteten øges med mere end 60% sammenlignet med den traditionelle enkelt elastiske pude.

Hvad er forskellene i bufferydelse mellem gradientelastiske under-skinnepuder og traditionelle enkeltelastiske under-skinnepuder?

Forskellene i bufferydelse mellem gradientelastiske under-skinnebelægninger og traditionelle enkeltelastiske under-skinnebelægninger afspejles hovedsageligt i tre aspekter: stødabsorberingseffektivitet, dæmpning af spændingstransmission og dynamisk deformation. Slagabsorptionseffektiviteten af ​​gradientelastiske puder kan nå op på mere end 85 %, hvilket effektivt kan absorbere hjulets-skinnepåvirkningsenergi, der genereres, når toget passerer, mens stødabsorberingseffektiviteten af ​​traditionelle enkelt elastiske puder kun er 40 %-50 %, og det meste af stødet vil blive direkte overført til sveller og ballastlejer. Med hensyn til dæmpning af spændingstransmission kan den elastiske gradientpude gradvist dæmpe stødspændingen, der overføres af skinnen, fra de oprindelige 300 MPa til mindre end 50 MPa på svellens kontaktflade med en spændingsdæmpningshastighed på mere end 80 %, hvilket undgår, at svellen revner på grund af langvarig-høj belastning. Spændingsdæmpningshastigheden for traditionelle puder er kun 30%-40%, og belastningen på svellerens kontaktflade forbliver stadig over 150 MPa, hvilket er let at forårsage tidlig skade på sveller. Med hensyn til dynamisk deformation styres den dynamiske kompressionsdeformation af gradientelastiske puder til 3-5 mm, med ensartet deformation og hurtig elastisk genopretning uden permanent deformation. Den dynamiske deformation af traditionelle puder er dog enten for stor (Større end eller lig med 8 mm), hvilket fører til faldet i skinnelinjens glathed, eller for lille (mindre end eller lig med 2 mm) til at opnå effektiv buffering, og permanent deformation er let at opstå efter langvarig brug, hvilket resulterer i kontinuerlig dæmpning af bufferydelsen. Derudover har den gradientelastiske pude bedre træthedsmodstand. Efter 1×10⁸ dynamiske slagtest er den elastiske genvindingsgrad stadig større end eller lig med 95%, mens den elastiske genopretningsgrad for traditionelle puder falder til under 70% efter 2×10⁷ test.

Hvad er kravene til tilpasning af lagtykkelsen af ​​gradientelastiske under-skinnepuder til forskellige arbejdsforhold?

Kernen i kravene til tilpasning af lagtykkelsen af ​​gradientelastisk under-skinnepuder til forskellige banearbejdsforhold er at justere tykkelsesforholdet af de tre-lagsstrukturer, så de matcher linjens akseltryk, driftshastighed og slagbelastningskarakteristika. For høj-jernbanestrækninger med høj driftshastighed, hurtig stødfrekvens men lille akseltryk, er den samlede tykkelse af den tilpassede pude 10 mm, inklusive 2 mm tykt slidbestandigt lag, 5 mm tykt bufferlag og 3 mm tykt støttelag, med fokus på at styrke stødabsorberingskapaciteten af ​​stødabsorberingen af ​​bufferlaget og styring af den samme tidsudjævne deformation af bufferlaget. For tunge-togstrækninger med stor akselbelastning og stærk stødbelastning er den samlede tykkelse af den tilpassede pude 15 mm, inklusive 3 mm tykt slidbestandigt lag, 7 mm tykt bufferlag og 5 mm tykt støttelag. Det slidbestandige-lag er fortykket for at forbedre forskydnings- og slidstyrke, og bufferlaget og støttelaget er fortykket for at realisere trin-for-trin buffering af høj-styrkepåvirkning og undgå ballastlejedeformation. For almindelige-hastighedsjernbanestrækninger med moderat akseltryk og hastighed er den samlede tykkelse af den tilpassede pude 12 mm, inklusive 2,5 mm tykt slidbestandigt lag, 6 mm tykt bufferlag og 3,5 mm tykt støttelag, hvilket balancerer bufferydelse og brugsomkostninger. For bybanetransitlinjer med hyppig start og stop og stærk repeterbarhed af hjul-skinnepåvirkning er den samlede tykkelse af den tilpassede pude 8 mm, inklusive 2 mm tykt slidbestandigt lag, 4 mm tykt bufferlag og 2 mm tykt støttelag. Lagtykkelsesforholdet er optimeret for at forbedre udmattelsesmodstanden og tilpasse sig højfrekvente arbejdsforhold. Bredden af ​​puden under alle arbejdsforhold er i overensstemmelse med den nederste bredde af skinnen for at sikre fuld pasform med skinnen.

Hvad er de vigtigste formningsprocespunkter og kvalitetskontrolstandarder for gradientelastiske under-skinnepuder?

De vigtigste dannelsesprocespunkter for gradientelastiske under-skinnepuder er koncentreret iråmaterialeforhold, lagdelt vulkanisering og formningstemperaturkontrolfor at sikre ydelsesmatchning af tre-lagsstrukturen og mellemlagsbindingskvaliteten. Råmaterialeforholdet skal kontrolleres præcist i henhold til ydeevnekravene for hvert lag: 15 %-20 % kønrøg tilsættes nitrilgummiet i det slidbestandige-lag for at øge slidstyrken; 10 %-15 % ler tilsættes til styren-butadiengummiet i bufferlaget for at forbedre elastisk deformationskapacitet; 5%-8% zinkoxid tilsættes til det naturlige gummi i støttelaget for at sikre elastisk genopretningsydelse. Urenhedsindholdet i alle råmaterialer er mindre end eller lig med 0,5% for at undgå at påvirke gummiets ydeevne. Formningen vedtager lagdelt vulkaniseringsproces: Først blandes råmaterialerne i hvert lag separat og kalandreres til gummiplader af specificeret tykkelse, stables derefter i rækkefølgen af ​​slidbestandigt lag, bufferlag og støttelag, anbringes i en speciel form til højtemperaturvulkanisering. Vulkaniseringstemperaturen styres ved 150-160 grader, vulkaniseringstrykket er 10-12MPa, og vulkaniseringstiden er 20-25 minutter for at sikre fuld fusion af mellemlagsmolekyler og realisere integraldannelse. Med hensyn til kvalitetskontrolstandarder skal mellemlagets bindingsstyrke af den færdige pude være større end eller lig med 1,5 MPa uden delaminering efter afrivningstest; hårdhedsafvigelsen for hvert lag er mindre end eller lig med ±2HA, og elasticitetsmodulafvigelsen er mindre end eller lig med ±0,5MPa; den permanente deformation efter dynamisk slagtest er mindre end eller lig med 0,3 mm, og den elastiske genvindingsgrad er større end eller lig med 95 %; efter ældningstest (70 grader × 168 timer), er hårdhedsændringen mindre end eller lig med ±5HA, og trækstyrkefastholdelsesraten er større end eller lig med 80%. Prøveudtagningsinspektionsforholdet for hver batch af puder er ikke mindre end 3 %, og alle ukvalificerede batcher omarbejdes.

Hvad er -oplægnings- og udskiftningsvedligeholdelsespunkterne på stedet for gradientelastiske under-skinnepuder?

Der skal fokuseres på-pålægnings- og udskiftningsvedligeholdelse af gradientelastiske under-skinnepuderlægningsretning, pasformskontrol og ældningsdetektionfor at sikre det effektive spil af bufferydelse. Før lægning skal du rense rust, oliepletter, grus og andre urenheder på bundens overflade af skinnen og den øverste overflade af svellen for at sikre, at kontaktfladen er flad og ren, og kontrollere pudens udseende på samme tid. Puder uden revner, delaminering og manglende hjørner kan bruges. Under lægningenretningsbestemt lægningsprincipskal følges: siden af ​​puden markeret med "UP" vender mod bunden af ​​skinnen, og det slidbestandige lag er tæt knyttet til skinnen. Omvendt lægning er strengt forbudt, ellers vil det føre til hurtig slid på puden og svigt af bufferydelsen. Efter lægning skal du kontrollere pasformen: kontaktfladegabet mellem puden og skinnen/soveholderen er mindre end eller lig med 0,2 mm uden vridning og udhulning. Hvis der er et mellemrum, skal du rengøre kontaktfladen igen og justere pudens position. Inspektionscyklussen for daglig vedligeholdelse er 6 måneder med fokus på at kontrollere, om puden har ældning, revner, delaminering eller permanent deformation. Hvis pudens overflade har en revnelængde større end eller lig med 5 mm, delamineringsareal større end eller lig med 10 cm² eller permanent deformation større end eller lig med 0,5 mm, skal den udskiftes i tide. Når du udskifter puden, skal du først løsne fastgørelsessystemet, løfte let skinnen med 3-5 mm, tage den gamle pude ud og rengøre kontaktfladen, og derefter sætte den nye pude i for at sikre at puden er centreret uden forskydning. Kontroller skinnens glathed efter nulstilling af fastgørelsessystemet, med højdeafvigelsen mindre end eller lig med 0,3 mm. Derudover, i fugtige og ætsende miljøer som regnfulde områder og kystnære områder, påfør anti-aging fugemasse på siden af ​​puden for at forlænge pudens levetid.