Design elastic cu gradient și optimizarea atenuării vibrațiilor șinei-roată a plăcilor de suport pentru șine
Care este schema de proiectare stratificată a structurii elastice în gradient a plăcuțelor de sub-șină?
Structura elastică în gradient a plăcuțelor de sub-șină adoptă adesign compozit cu trei-straturi. De la stratul de suprafață până la stratul inferior, acestea sunt stratul-rezistent la uzură, stratul de amortizare-vibrațiilor și stratul portant, iar modulul elastic al materialului fiecărui strat crește pe rând. Stratul rezistent la uzură la suprafață este realizat din cauciuc stiren-butadien cu duritate ridicată, cu un modul elastic de 80-100MPa și o grosime de 3-5mm, care rezistă în principal la uzura roților-și prelungește durata de viață a sarcinii șinei. Stratul de amortizare a vibrațiilor din mijloc este realizat din cauciuc natural de-modul scăzut, cu un modul elastic de 20-30MPa și o grosime de 8-10mm, care este stratul central pentru atenuarea vibrațiilor roată-șină și poate absorbi eficient energia vibrațiilor de înaltă frecvență. Stratul de rulment inferior este realizat din neopren cu modul elastic de înalt, cu un modul elastic de 150-180MPa și o grosime de 5-7mm, care este responsabil de suportarea și transmiterea sarcinilor verticale pentru a asigura capacitatea portantă a plăcuței. Cele trei straturi de materiale sunt combinate într-unul singur prin procesul de vulcanizare termică, iar rezistența de legare a straturilor este mai mare sau egală cu 3MPa pentru a evita delaminarea în timpul utilizării.
Care sunt diferențele dintre efectele de atenuare a vibrațiilor dintre plăcuțele elastice cu gradient și plăcuțele omogene?
Diferențele dintre efectele de atenuare a vibrațiilor dintre plăcuțele elastice cu gradient și plăcuțele omogene se reflectă în principal în trei aspecte:acoperirea frecvenței vibrațiilor, eficiența atenuării și stabilitate. Pad elastic cu gradient poate acoperi intervalul de frecvență a vibrațiilor roții-șinelor de 50-500Hz, cu o rată de atenuare de 40%-50% pentru vibrațiile de-înaltă frecvență și 30%-35% pentru vibrațiile de-frecvența joasă; pad-ul omogen poate atenua eficient doar vibrațiile de 100-300Hz cu o acoperire îngustă a frecvenței. Eficiența de atenuare a vibrațiilor a tamponului elastic cu gradient este cu 25%-30% mai mare decât cea a tamponului omogen, deoarece structura gradientului poate face ca energia de vibrație să se reflecte și să absoarbă de mai multe ori între diferite straturi elastice, evitând pătrunderea energiei prin tampon; energia de vibrație a tamponului omogen este ușor de transmis direct celui care dorme, iar efectul de amortizare a vibrațiilor este limitat. În ceea ce privește stabilitatea, intervalul de fluctuație al modulului elastic al suportului elastic de gradient cu modificări de sarcină este mai mic sau egal cu 5%, iar rata de atenuare a performanței de amortizare a vibrațiilor după un serviciu pe termen lung este mai mică sau egală cu 10%; tamponul omogen este predispus la oboseală elastică sub sarcină pe termen lung, iar rata de atenuare a performanței de amortizare a vibrațiilor poate ajunge la 20%-25%.
Care sunt cerințele pentru modulul elastic al plăcuțelor elastice de gradient pentru diferite niveluri de viteză a liniei?
Cerințele de modulul elastic al plăcuțelor elastice de gradient pentru diferite niveluri de viteză ale liniilor sunt esențialepotrivirea cu caracteristicile de frecvență a vibrațiilor-roții șinei. Viteza de operare a trenului a căilor ferate de mare-viteză este de 250-350 km/h, iar frecvența de vibrație a roților-șinului este în principal frecvență-înaltă de 200-500Hz. Este necesar ca modulul elastic al stratului de amortizare a vibrațiilor să fie de 20-25MPa, modulul elastic al stratului rezistent la uzură să fie de 80-90MPa și modulul de elasticitate al stratului portant să fie de 150-250- pentru a spori efectul de-frecvență{160}de înaltă atenuare{2} vibratie. Viteza de funcționare a căilor ferate interurbane este de 160-200 km/h, iar frecvența de vibrație a roților-șinului este de 100-300Hz. Este necesar ca modulul elastic al stratului de amortizare a vibrațiilor să fie de 25-30MPa, stratul rezistent la uzură să fie de 90-100MPa, iar stratul portant să fie de 160-170MPa, echilibrând atenuarea vibrațiilor de înaltă și joasă frecvență. Viteza de funcționare a căilor ferate cu viteză obișnuită este mai mică sau egală cu 120 km/h, iar frecvența de vibrație roată-șină este în principal de joasă frecvență de 50-200 Hz. Este necesar ca modulul elastic al stratului de amortizare a vibrațiilor să fie de 30-35MPa, stratul rezistent la uzură să fie de 100-110MPa, iar stratul portant să fie de 170-180MPa, acordând prioritate asigurării capacității portante. Trenurile urbane de tranzit feroviar au porniri și opriri frecvente, iar frecvența vibrațiilor fluctuează foarte mult. Este necesar ca intervalul reglabil al modulului elastic al suportului elastic de gradient să fie de 20-35MPa pentru a se adapta la mediul de vibrații schimbător.
Care sunt punctele cheie ale procesului de turnare de vulcanizare ale plăcuțelor elastice cu gradient?
Punctele cheie ale procesului de turnare de vulcanizare ale tampoanelor elastice cu gradient sunt concentrate în două verigi:controlul parametrilor de hrănire în straturi și vulcanizarepentru a asigura stabilitatea performanței structurii cu trei-straturi. Hrănirea adoptă metoda de hrănire stratificată: mai întâi puneți stratul de neopren în matriță și pre-vulcanizați la 150-160 de grade timp de 5-8 minute; apoi puneți-stratul de amortizare a vibrațiilor cauciuc natural și vulcanizați la 140-150 de grade timp de 10-12 minute; la final se pune stratul rezistent la uzura cauciuc stiren-butadien si se vulcanizeaza la 150-160 grade timp de 8-10 minute. Presiunea de vulcanizare trebuie ajustată strat cu strat: presiunea de vulcanizare a stratului portant este de 15-18MPa, stratul de amortizare a vibrațiilor este de 12-15MPa, iar stratul rezistent la uzură este de 15-18MPa. Presiunea excesivă va duce la o fluiditate excesivă a materialului și va deteriora structura stratificată, în timp ce presiunea excesivă va duce la o legătură slabă între straturile. În timpul vulcanizării, este necesar să se controleze strict gradientul de temperatură, iar diferența de temperatură dintre matrițele superioare și inferioare este mai mică sau egală cu 5 grade pentru a evita gradul de vulcanizare inconsecvent al fiecărui strat din cauza temperaturii inegale. După vulcanizare, trebuie efectuat un tratament de răcire, iar viteza de răcire este controlată la 10-15 grade/min pentru a preveni stresul intern al tamponului din cauza diferenței excesive de temperatură.
Care sunt punctele-de așezare și întreținere la fața locului ale plăcuțelor elastice cu gradient?
Trebuie să se concentreze pe-așezarea și întreținerea tampoanelor elastice în gradientdirecția de așezare și testarea performanței elasticepentru a asigura efectul-de amortizare a vibrațiilor. În timpul așezării, este necesar să se distingă cu strictețe straturile superioare și inferioare ale plăcuței: stratul-rezistent la uzură este orientat în sus pentru a intra în contact cu suprafața inferioară a șinei, iar stratul de reazem cu fața în jos pentru a intra în contact cu traversa. Pozarea inversată este strict interzisă, în caz contrar, performanța de amortizare a vibrațiilor-și rezistența la uzură vor fi mult reduse. Înainte de așezare, este necesar să curățați resturile și proeminențele de pe suprafața superioară a traversei pentru a vă asigura că suportul este atașat complet de traversă, iar zona de atașare este mai mare sau egală cu 95%. După așezare, modulul elastic al plăcuței trebuie testat cu un tester de modul elastic static pentru a se asigura că modulul elastic al fiecărui strat îndeplinește cerințele de proiectare. În timpul întreținerii, este necesar să se verifice în mod regulat uzura și delaminarea plăcuței. Ciclul de inspecție al căilor ferate de mare-viteză este de 3 luni, iar cel al căilor ferate de-viteză obișnuită este de 6 luni. Placuta trebuie înlocuită la timp atunci când grosimea de uzură depășește 30% din grosimea originală sau apare delaminarea. În plus, tamponul trebuie împiedicat să intre în contact cu petele de ulei și solvenții organici pentru a evita îmbătrânirea accelerată a cauciucului.