Gradiënt-elastisch ontwerp en wiel-Railtrillingsdemping Optimalisatie van railondergrondplaten
Wat is het gelaagde ontwerpschema van de gradiënt-elastische structuur van onder-railpads?
De elastische gradiëntstructuur van onder-railpads neemt eensamengesteld ontwerp met drie-lagen. Van de oppervlaktelaag tot de onderste laag zijn dit de slijtvaste laag, de trillingsdempende laag en de dragende laag, en de elastische modulus van het materiaal van elke laag neemt beurtelings toe. De slijtvaste laag aan het oppervlak is gemaakt van styreen-butadieenrubber met een hoge-hardheid, een elasticiteitsmodulus van 80-100 MPa en een dikte van 3-5 mm, wat voornamelijk bestand is tegen de slijtage van wiel-railbelastingen en de levensduur van het remblok verlengt. De middelste trillingsdempende laag-is gemaakt van natuurlijk rubber met een lage-modulus, een elasticiteitsmodulus van 20-30 MPa en een dikte van 8-10 mm. Dit is de kernlaag die trillingen tussen wiel en rail verzacht en hoogfrequente trillingsenergie effectief kan absorberen. De onderste draaglaag is gemaakt van neopreen met een hoge elastische modulus met een elastische modulus van 150-180 MPa en een dikte van 5-7 mm, die verantwoordelijk is voor het dragen en overbrengen van verticale belastingen om het draagvermogen van het kussen te garanderen. De drie materiaallagen worden door het thermische vulkanisatieproces tot één samengesteld en de hechtsterkte tussen de lagen is groter dan of gelijk aan 3 MPa om delaminatie tijdens gebruik te voorkomen.
Wat zijn de verschillen in trillingsdempingseffecten tussen gradiënt-elastische pads en homogene pads?
De verschillen in trillingsdempende effecten tussen gradiënt-elastische pads en homogene pads worden voornamelijk weerspiegeld in drie aspecten:trillingsfrequentiedekking, dempingsefficiëntie en stabiliteit. Het elastische verloopkussen kan het trillingsfrequentiebereik van de wiel-rail van 50-500 Hz bestrijken, met een dempingspercentage van 40%-50% voor hoog- trillingen en 30%-35% voor laag- trillingen; de homogene pad kan trillingen van 100-300 Hz alleen effectief dempen met een smalle frequentiedekking. De trillingsdempingsefficiëntie van het elastische verloopkussen is 25%-30% hoger dan dat van het homogene kussen, omdat de gradiëntstructuur ervoor kan zorgen dat de trillingsenergie meerdere keren reflecteert en absorbeert tussen verschillende elastische lagen, waardoor energiepenetratie door het kussen wordt vermeden; de trillingsenergie van het homogene kussen is gemakkelijk rechtstreeks over te brengen op de slaper en het trillingsdempende effect is beperkt. In termen van stabiliteit is het fluctuatiebereik van de elastische modulus van het elastische gradiëntkussen bij belastingsveranderingen kleiner dan of gelijk aan 5%, en is de dempingssnelheid van trillingsdempende prestaties na langdurig gebruik kleiner dan of gelijk aan 10%; het homogene kussen is gevoelig voor elastische vermoeidheid onder langdurige belasting, en de dempingssnelheid van trillingsdempende prestaties kan 20% -25% bereiken.
Wat zijn de eisen aan de elasticiteitsmodulus van elastische gradiëntpads voor verschillende lijnsnelheidsniveaus?
De elasticiteitsmodulusvereisten van elastische gradiëntpads voor verschillende lijnsnelheidsniveaus vormen de kernovereenkomen met de trillingsfrequentiekarakteristieken van de wiel{0}}rail. De treinsnelheid van hoge-snelheidsspoorwegen is 250-350 km/u, en de trillingsfrequentie van de wiel-rails is voornamelijk de hoge- frequentie van 200-500 Hz. Het is vereist dat de elastische modulus van de trillingsdempende laag 20-25 MPa is, de elastische modulus van de slijtvaste laag 80-90 MPa, en de elastische modulus van de lagerlaag 150-160 MPa is om het dempingseffect van hoogfrequente trillingen te verbeteren. De bedrijfssnelheid van intercityspoorwegen is 160-200 km/u, en de trillingsfrequentie van de wiel-rails is 100-300 Hz. Het is vereist dat de elastische modulus van de trillingsdempende laag 25-30 MPa is, de slijtvaste laag 90-100 MPa en de draaglaag 160-170 MPa, waardoor de demping van hoog- en laagfrequente trillingen in evenwicht is. De bedrijfssnelheid van gewone snelheidsspoorwegen is minder dan of gelijk aan 120 km/u, en de trillingsfrequentie tussen wiel en rail is voornamelijk laagfrequent van 50-200 Hz. Het is vereist dat de elastische modulus van de trillingsdempende laag 30-35 MPa is, de slijtvaste laag 100-110 MPa en de lagerlaag 170-180 MPa, waarbij prioriteit wordt gegeven aan het waarborgen van het draagvermogen. Stedelijke spoorvervoerstreinen starten en stoppen regelmatig en de trillingsfrequentie fluctueert sterk. Het is vereist dat het instelbare bereik van de elastische modulus van het elastische gradiëntkussen 20-35 MPa is om zich aan te passen aan de veranderlijke trillingsomgeving.
Wat zijn de belangrijkste vulkanisatieprocespunten van gradiënt-elastische pads?
De belangrijkste vulkanisatieprocespunten van gradiënt-elastische pads zijn geconcentreerd in twee schakels:gelaagde voeding en vulkanisatieparametercontroleom de prestatiestabiliteit van de drie-laagstructuur te garanderen. Bij het voeren wordt gebruik gemaakt van de gelaagde voedingsmethode: plaats eerst de draaglaag van neopreen in de mal en pre-vulkaniseer op 150-160 graden gedurende 5-8 minuten; breng vervolgens de trillings-dempende laag natuurlijk rubber aan en vulkaniseer op 140-150 graden gedurende 10-12 minuten; tenslotte de slijtvaste laag styreen-butadieenrubber aanbrengen en 8-10 minuten bij 150-160 graden vulcaniseren. De vulkanisatiedruk moet laag voor laag worden aangepast: de vulkanisatiedruk van de draaglaag is 15-18 MPa, de trillingsdempende laag is 12-15 MPa en de slijtvaste laag is 15-18 MPa. Een te hoge druk zal leiden tot een overmatige materiaalvloeibaarheid en de gelaagde structuur beschadigen, terwijl een te lage druk zal resulteren in een zwakke hechting tussen de lagen. Tijdens vulkanisatie is het noodzakelijk om de temperatuurgradiënt strikt te controleren, en het temperatuurverschil tussen de bovenste en onderste mallen is kleiner dan of gelijk aan 5 graden om een inconsistente vulkanisatiegraad van elke laag als gevolg van ongelijkmatige temperaturen te voorkomen. Na vulkanisatie moet een koelbehandeling worden uitgevoerd en de koelsnelheid wordt geregeld op 10-15 graden/min om interne spanning van het kussen als gevolg van overmatig temperatuurverschil te voorkomen.
Wat zijn de -plaatsings- en onderhoudspunten van elastische gradiëntpads?
Het leggen en onderhouden van gradiënt-elastische pads ter plaatse- moet zich concentreren oplegrichting en testen van elastische prestatiesom het trillingsdempende-effect te garanderen. Tijdens het leggen is het noodzakelijk om de bovenste en onderste lagen van het kussen strikt te onderscheiden: de slijtvaste laag is naar boven gericht om contact te maken met het onderoppervlak van de rail, en de dragende laag is naar beneden gericht om contact te maken met de dwarsligger. Omgekeerd leggen is ten strengste verboden, anders zullen de trillingsdempende prestaties en slijtvastheid aanzienlijk worden verminderd. Vóór het leggen is het noodzakelijk om het vuil en de uitsteeksels op het bovenoppervlak van de dwarsligger schoon te maken om ervoor te zorgen dat het kussen volledig aan de dwarsligger is bevestigd en dat het bevestigingsgebied groter dan of gelijk is aan 95%. Na het leggen moet de elastische modulus van het kussen worden getest met een statische elasticiteitsmodulustester om er zeker van te zijn dat de elastische modulus van elke laag voldoet aan de ontwerpvereisten. Tijdens het onderhoud is het noodzakelijk om regelmatig de slijtage en delaminatie van de pad te controleren. De inspectiecyclus van hoge-snelheidsspoorwegen is drie maanden, en die van gewone-snelheidsspoorwegen is zes maanden. Het kussen moet op tijd worden vervangen als de slijtagedikte groter is dan 30% van de oorspronkelijke dikte of als er sprake is van delaminatie. Bovendien moet worden voorkomen dat de pad in contact komt met olievlekken en organische oplosmiddelen om versnelde veroudering van het rubber te voorkomen.