Слоистая композитная структура подушек земляного полотна и ее адаптация к технологии снижения вибрации и шума пути
Каковы различия в характеристиках многослойной композитной конструкции и однослойной-структуры под-подрельсовых подушек?
Основные различия в характеристиках многослойной композитной конструкции и однослойной-структуры под-подрельсовых подушек отражаются в четырех аспектах: снижение вибрации, несущая способность, износостойкость и адаптируемость. Составная структура реализует совместную оптимизацию нескольких производительностей, намного превосходя одно-структуру. Однослойная-подушка изготовлена из одного резинового материала с фиксированными характеристиками снижения вибрации, которые могут адаптироваться только к условиям работы одной стропы. Если преследуется цель высокого снижения вибрации, несущая способность недостаточна; если несущая способность гарантирована, эффект снижения вибрации будет плохим, что приведет к противоречиям в производительности. Слоистая композитная структура имеет четырехслойную-конструкцию: «износостойкий поверхностный слой + вибропоглощающий- средний слой + жесткий опорный слой + противо-нижний слой», при этом каждый слой выполняет свои собственные функции. Износостойкий-поверхностный слой изготовлен из -стирольного-бутадиенового каучука высокой твердости для повышения износостойкости между колодкой и рельсом; основной слой-демпфирования вибрации изготовлен из смеси натурального каучука низкой-твердости и нитрильного каучука для достижения эффекта демпфирования вибрации-сердечника; жесткий опорный слой выполнен из армированной стекловолокном резины для улучшения общей несущей способности колодки; противо-нижний слой изготовлен из хлоропреновой резины с высоким коэффициентом трения, чтобы предотвратить скольжение подушки со шпалой. Четыре слоя совместно решают противоречие производительности одно-структуры. Что касается несущей способности, прочность на сжатие подушки из композитной конструкции больше или равна 30 МПа, что на 50 % выше, чем у одно-конструкции, которая может выдерживать большую нагрузку тяжелых-транспортных линий, а остаточная деформация меньше или равна 0,3 мм, что намного лучше, чем у одно-конструкции. Что касается характеристик снижения вибрации, композитная конструкция может достигать регулируемого диапазона коэффициента снижения вибрации 0,15-0,35 за счет регулирования толщины слоя сердцевины и соотношения материалов, в то время как коэффициент снижения вибрации одно-структуры фиксирован на уровне около 0,2 с крайне плохой адаптируемостью. Кроме того, подушка из композитной структуры обладает лучшими характеристиками против-старения: степень эластичного восстановления больше или равна 90 % за 20 лет, в то время как однослойная структура составляет всего около 70 % и имеет более длительный срок службы.
Каковы основные расчетные параметры слоистой композитной конструкции под-подрельсовых подушек?
Основные параметры конструкции многослойной композитной конструкции под-подрельсовых подушек включают в себя:соотношение материала каждого слоя, коэффициент толщины слоя, модуль жесткого каркасного слоя и общая твердость.. Четыре параметра определяют комплексную производительность колодки и должны быть точно отрегулированы в соответствии с условиями работы на леске. Соотношение материалов каждого слоя должно соответствовать эксплуатационным требованиям: износостойкий-поверхностный слой состоит в основном из стирольного-бутадиенового каучука (SBR) с соотношением 70%-80%, с добавлением 20%-30% технического углерода для повышения износостойкости, а твердость контролируется по Шору A65-70 градусов; внутренний слой -демпфирования вибрации представляет собой смесь натурального каучука (NR) и нитрильного каучука (NBR) в соотношении 6:4 с добавлением 10 %-15 % упрочнителя для улучшения эффекта гашения вибрации-, а твердость контролируется по шкале Шора A35-45 градусов; жесткий опорный слой представляет собой нитриловый каучук, армированный стекловолокном (GF) с содержанием стекловолокна 15%-20% для улучшения модуля поддержки, а твердость контролируется по Шору A50-55 градусов; нижний противо-нижний слой состоит в основном из хлоропренового каучука (CR) с соотношением 80 %-90 % с добавлением противо-наполнителя, препятствующего скольжению, с коэффициентом трения больше или равным 0,6. Коэффициент толщины слоя распределяется в соответствии с общей толщиной 12-20 мм, каждый из износостойкого поверхностного слоя и противоскользящего нижнего слоя составляет 15-20%, сердечный слой, гасящий вибрацию, составляет 40-50%, который является слоем с наибольшим коэффициентом толщины и непосредственно определяет эффект гашения вибрации, а жесткий опорный слой составляет 15-20%, обеспечивая несущую способность без влияния на эффект демпфирования вибрации. Модуль упругости жесткого каркасного слоя контролируется на уровне 1500-2500 МПа, слишком низкий модуль приводит к недостаточной поддержке, слишком высокий модуль ослабляет действие виброгасящего среднего слоя, и он должен быть согласован с характеристиками среднего слоя. Общая твердость колодки контролируется на уровне 45-55 градусов по Шору, принимая во внимание снижение вибрации и несущую способность, избегая общей чрезмерной твердости или чрезмерной мягкости.
Каковы требования к снижению вибрации и шума к под-подрельсовым подушкам на высокоскоростных-, городских железных дорогах и обычных-скоростных линиях?
Суть снижения вибрации и шума под-подрельсовых прокладок для высокоскоростных-, городских и обычных-скоростных линий заключается в регулировании толщины, соотношения материалов и общего коэффициента снижения вибрации вибропоглощающего -основного слоя в соответствии со стандартами частоты вибрации и снижения шума каждой линии для достижения точного снижения вибрации. Высокоскоростные железнодорожные линии имеют рабочую скорость, превышающую или равную 250 км/ч, частота вибрации в основном составляет 20-50 Гц, и при этом требуется высокая плавность хода при снижении вибрации. Адаптированный коэффициент подавления вибрации колодки контролируется на уровне 0,15-0,20, толщина вибропоглощающего слоя -сердечника составляет 8-10 мм, а смешанный материал NR:NBR=7:3 используется для улучшения снижения вибрации, обеспечивая при этом жесткость, уменьшения неровностей линии, вызванных деформацией колодки, а целевой уровень снижения шума составляет менее или равный 75 дБ (А) на расстоянии 10 м рядом с ней. путь, когда проходит поезд. Линии городского железнодорожного транспорта в основном представляют собой подземные/наземные линии, вибрация легко передается на окружающие здания, предъявляются самые высокие требования к снижению вибрации и шума, частота вибрации в основном составляет 10-30 Гц. Адаптированный коэффициент подавления вибрации колодки контролируется на уровне 0,30-0,35, толщина виброгасящего внутреннего слоя составляет 10-12 мм, используется смесь NR:NBR=5:5 с добавлением 5–8 % вибропоглощающего наполнителя для улучшения эффекта снижения низкочастотной вибрации. Целевой уровень снижения шума составляет менее или равный 65 дБ(А) на расстоянии 10 м от пути, и в то же время он должен соответствовать требованиям виброизоляции, чтобы избежать воздействия вибрации на окружающие здания. На железнодорожных линиях обычной скорости рабочая скорость не превышает 160 км/ч, частота вибрации в основном составляет 30-60 Гц, с умеренными требованиями к снижению вибрации и шума. Коэффициент снижения вибрации адаптированной колодки контролируется в пределах 0,20–0,25, толщина виброгасящего внутреннего слоя составляет 6–8 мм, а для улучшения несущей способности и износостойкости колодки используется смесь NR:NBR=6:4 на основе обеспечения базовой вибрации и снижения шума, а целевой уровень снижения шума составляет менее или равен 80 дБ (А) на расстоянии 10 м от пути при прохождении поезда.
Какова конструкция противо-модификаций под-подрельсовых прокладок и требования к адаптации в различных условиях?
Суть конструкции противо-модификации под-подрельсовых прокладок заключается в повышении термостойкости, морозостойкости и стойкости к озоновому старению прокладки за счет добавления веществ, препятствующих старению, и регулирования соотношения материалов, а также корректировки схемы модификации в соответствии с различными условиями окружающей среды для адаптации к высоким температурам, альпийским, прибрежным и другим условиям. Модификация теплового старения предназначена в основном для областей с высокими-температурами на юге, добавляя 2%-3% фенольного антиоксиданта и 1%-2% поглотителя ультрафиолета к каждому слою материала, чтобы замедлить старение и разрушение резины под воздействием высокой температуры и ультрафиолетового излучения, чтобы прокладка могла нормально работать в диапазоне температур -10–60 градусов, а коэффициент эластичного удержания больше или равен 85% после испытания на тепловое старение при 70 градусах. Модификация холодного старения предназначена в основном для альпийских районов на севере: добавление 3%-4% морозостойкого-пластификатора к вибропоглощающему основному слою для снижения температуры стеклования резины, чтобы прокладка могла сохранять эластичность в диапазоне температур от -40 до 40 градусов, не было трещин при испытании на хрупкость при низкой температуре -40 градусов, а степень упругого восстановления превышала или равнялась 80%. Модификация старения озоном предназначена в основном для прибрежных и промышленных зон загрязнения, добавляя 1%-2% озонозащитного агента ко всем резиновым слоям, чтобы предотвратить растрескивание резины, вызванное озоном, отсутствие трещин после 1000-часового испытания при условии концентрации озона 50 ppm и растяжения 20%. Кроме того, в дождливых и влажных районах добавьте ингибитор плесени в противоскользящий нижний слой, чтобы предотвратить старение резины, вызванное ростом плесени; для соляно-щелочных помещений повысить кислото-щелочестойкость каждого слоя материала, добавить 5-8% щелочестойкий наполнитель для обеспечения срока службы подушки в особых условиях.
Каковы основные моменты контроля качества-укладки и монтажа под-подрельсовых подкладок на объекте?
Суть-контроля качества укладки и монтажа под-подрельсовых подкладок на месте заключается в обеспечении плотного прилегания, отсутствия смещения и повреждения подкладки, а также во избежание снижения эффекта снижения вибрации и преждевременного выхода из строя подкладки, вызванного неправильной установкой. Перед укладкой очистите верхнюю поверхность шпалы от ржавчины, мусора и скопившейся воды, чтобы убедиться, что верхняя поверхность шпалы ровная и имеет отклонение по высоте менее или равное 0,5 мм. При этом проверьте качество внешнего вида колодки, можно использовать только колодки без трещин, отсутствующих углов и межслойных отслоений, проверьте соответствие модели колодки условиям работы линии, смешанная установка категорически запрещена. Во время укладки расположите подкладку точно в намеченном положении шпалы, совместите центр подушки с центром рельса с отклонением менее или равным 1 мм, чтобы обеспечить равномерное напряжение на подкладке и избежать деформации подушки и смещения рельса, вызванных односторонним напряжением. При установке рельса аккуратно укладывайте рельс на износостойкий-поверхностный слой колодки, сильно ударять категорически запрещено во избежание повреждения износостойкого-поверхностного слоя колодки и межслоевого отслоения. После установки рельса проверьте состояние прилегания прокладки к рельсу и шпале, между ними нет зазоров и перекосов, а коэффициент контакта посадочной поверхности больше или равен 95%. Для бесшовных линий укладка прокладки должна соответствовать температуре заблокированного рельса, укладка в пределах температуры заблокированного рельса ± 5 градусов, чтобы избежать деформации экструзии прокладки, вызванной температурным напряжением. При ежедневном обслуживании регулярно проверяйте, не смещена ли колодка, не повреждена ли она, не состарилась ли она и не затвердела ли она. Если смещение колодки больше или равно 2 мм, его необходимо своевременно исправить; в случае расслоения межслойного слоя, трещин или остаточной деформации размером более или равной 0,5 мм его необходимо немедленно заменить. В то же время очистите мусор между подушкой и рельсом/шпалой, чтобы предотвратить влияние мусора на эффект снижения вибрации и напряженное состояние подушки.