Zasnova razvrščanja elastičnega modula podlage tirnice in tehnologija prilagajanja vibracij in hrupa tirnice
Kakšni so standardi za razvrščanje elastičnega modula pod-tirničnih podstavkov in ustrezni scenariji prog?
Modul elastičnosti pod-tirničnih blazinic je razdeljen na tri stopnje. Modul razreda 1 se giblje od 200-300MPa, primeren za-hitre železnice in medkrajevne železnice s strogimi zahtevami za zmanjšanje vibracij in hrupa, kar lahko znatno zmanjša prenos visoko-frekvenčnih vibracij. Modul razreda 2 se giblje od 400-600 MPa, primeren za proge za-vlečni tovorni promet, ki uravnava zmogljivost zmanjšanja vibracij in-nosilnost, da se upre močnim udarcem osne obremenitve vlakov za težke vleke. Modul stopnje 3 se giblje od 800 do 1000 MPa, primeren za železnice z navadno hitrostjo in posebne tovarniške proge, ki izpolnjuje osnovne potrebe po zmanjševanju vibracij in hkrati nadzoruje stroške. Blazinice z različnimi moduli uporabljajo različne materiale: blazinice stopnje 1 temeljijo na nitrilni gumi z dodanimi sredstvi za penjenje, blazinice stopnje 2 uporabljajo poliuretanske kompozitne materiale, blazinice stopnje 3 pa so izdelane iz naravnega kavčuka. Standardi ocenjevanja morajo biti v skladu zTehnični kodeks za zmanjšanje vibracij in hrupa v mestnem železniškem prometu. Mešanje ploščic z različnimi moduli na isti liniji je strogo prepovedano, sicer bo povzročilo neenakomerno togost površine tirnice in pospešilo obrabo koles-tirnic.
Kakšni so učinki optimizacije formule materiala in zmanjšanja vibracij nizkih-modulov pod-tirničnih blazinic za-železniške proge za visoke{2}}hitrosti?
Nizko-modul pod-tirničnih podstavkov za-železniške proge za visoke hitrosti uporablja optimizirano shemo formule "nitrilni kavčuk + nano kalcijev karbonat + sredstvo za penjenje z zaprtimi-celicami". Dodatna količina nano kalcijevega karbonata je nadzorovana pri 15 %-20 %, kar lahko izboljša odpornost blazinic na stiskanje, pri čemer je stopnja stiskanja manjša ali enaka 8 %, veliko boljša od 15 % tradicionalnih gumijastih blazinic. Sredstvo za penjenje z zaprtimi-celicami uporablja azodikarbonamid, velikost penilnih por pa je nadzorovana pri 50-100 μm. Enakomerno porazdeljeni mehurčki lahko učinkovito absorbirajo visoko{19}}vibracije koles-tirnic, kar zmanjša stopnjo prenosa vibracij za več kot 40 %. 5% Formuli je dodano tudi sredstvo proti-staranju za izboljšanje vremenske odpornosti blazinic, ohranja stabilno delovanje v okolju od -40 stopinj do 60 stopinj in podaljša življenjsko dobo na 15 let. Modul elastičnosti optimiziranih blazinic se stabilno vzdržuje pri približno 250MPa. Raven hrupa med vožnjo vlakov se lahko zmanjša pod 65 dB, s čimer se izpolnijo zahteve glede mejnih vrednosti hrupa za stanovanjska območja ob hitrih železnicah. Testi na terenu kažejo, da se na tirnih odsekih, kjer se uporabljajo te blazinice, najvišja vrednost pospeška nihanja kolo-tirnica zmanjša za 50 %, udobje potnikov pa se znatno izboljša.
Kakšni so zasnova strukturne ojačitve in ukrepi proti-udarcem visoko-modula pod-tirničnimi blazinami za-težne proge?
Visok{0}}modul pod-tirničnih blazinic za-težne vlečne proge ima strukturno ojačitveno zasnovo "poliuretanska matrika + plast, ojačana s steklenimi vlakni". Plast, ojačana s steklenimi vlakni, je razporejena na zgornji in spodnji površini blazinic z debelino 2 mm, kar lahko izboljša trdnost blazinic na več kot ali enako 80 kN/m, kar je 3-krat več kot pri običajnih poliuretanskih blazinicah. Srednji sloj podloge je oblikovan kot satasta struktura z velikostjo celice 20 mm, ki ne le zagotavlja nosilnost-obremenitve, ampak tudi absorbira udarno energijo skozi deformacijo satjastih sten, s stopnjo absorpcije udarca, ki je večja ali enaka 30 %. Glavni ukrep strukturne ojačitve je dodajanje robov-obrobe odpornih robov na robove blazinice. Material za zavijanje robov je polietilen z ultra-visoko molekulsko maso, ki izboljša odpornost proti obrabi za 5-krat in preprečuje poškodbe robov, ki jih povzroči bočna sila kolesa-tirnice. Modul elastičnosti podstavkov z visokim-modulom je nadzorovan pri 500 MPa, kar lahko prenese ponavljajoče se udarce vlakov z osno obremenitvijo 30 t, s kompresijsko deformacijo, manjšo ali enako 2 mm, in brez očitne plastične deformacije po dolgotrajni-uporabi. Za nadaljnje izboljšanje učinkovitosti proti -udarcem je kontaktna površina med podlogo in pragom zasnovana s proti-slip teksturo, s koeficientom trenja, večjim ali enakim 0,6, ki preprečuje zdrs podloge pod obremenitvijo.
Kakšni so vzroki za oslabitev modula elastičnosti pod-tirničnih blazinic in tehnologije-za zagotavljanje dolgoročne stabilnosti?
Vzroki za oslabitev modula elastičnosti pod-tirničnih blazinic vključujejo predvsem tri vidike: staranje materiala, utrujenost zaradi stiskanja in okoljska erozija. Staranje materiala je poslabšanje zmogljivosti, ki ga povzroči zlom gumijastih molekularnih verig, stopnja dušenja pa se pospeši pod delovanjem ultravijoličnih žarkov in ozona; kompresijska utrujenost je nastajanje mikro-razpok znotraj blazinic zaradi ponavljajočega se delovanja-dolgotrajnih obremenitev koles-tirnic, kar ima za posledico-za-leto zmanjšanje elastičnega modula; okoljska erozija vključuje kislinsko{7}}korozijo in potopitev v onesnaženje z oljem, kar bo poškodovalo materialno strukturo blazinic in povzročilo nenormalno slabljenje modula. Jedro tehnologije zagotavljanja dolgoročne- stabilnosti je sprejetje tehnologije dinamične vulkanizacije, zaradi katere molekule kavčuka tvorijo stabilno navzkrižno-povezano mrežo in podvojijo učinkovitost proti-staranju. Med proizvodnjo sta temperatura in čas vulkanizacije strogo nadzorovana: temperatura vulkanizacije je 160 stopinj, čas zadrževanja pa 20 minut, da zagotovimo, da stopnja navzkrižne povezave doseže več kot 85 %. Preden zapustijo tovarno, morajo blazinice opraviti teste pospešenega staranja. Po staranju pri 70 stopinjah 1000 ur se lahko stopnja dušenja modula elastičnosti, ki je manjša ali enaka 10 %, šteje za ustrezno. Poleg tega je treba med-namestitvijo na kraju samem pod -namestitvijo na mestu položiti protikorozijske blazine, da se izolirajo kisle-bazične snovi v zemlji in podaljša življenjska doba blazin.
Katere so glavne metode in kvalifikacijska merila za preskušanje modula elastičnosti pod-tirnih blazinic?
Osrednja metoda za preizkušanje modula elastičnosti pod-tirničnih blazinic je tlačni odbojni preskus. Uporablja se elektronski univerzalni preskusni stroj s hitrostjo obremenitve, nadzorovano na 5 mm/min. Po obremenitvi do nazivne obremenitve se obremenitev razbremeni, zabeležita se tlačna deformacija in odbojna količina blazinic, modul elastičnosti pa se izračuna s pomočjo krivulje napetosti-deformacije. Med preskusom je treba simulirati dejanske delovne pogoje, preskusna temperatura je nadzorovana pri 23 stopinjah ±2 stopinjah, vlažnost pa je 50 % ± 5 %, da se prepreči vpliv temperature in vlažnosti na rezultate preskusa. Kriteriji kvalifikacije so razdeljeni glede na vrste prog: elastični modul blazinic za-železnice za visoke hitrosti mora biti v območju 200-300 MPa, stopnja stiskanja manjša ali enaka 8 % in stopnja odboja večja ali enaka 95 %; elastični modul blazinic za težke -železnice mora biti v območju 400–600 MPa, trdnost na trganje pa večja ali enaka 80 kN/m; modul elastičnosti blazinic za železnice z navadno hitrostjo mora biti v območju 800-1000MPa, trdota po Shoru pa je nadzorovana pri 60-70HA. Med postopkom testiranja je 10 % blazinic v isti seriji naključno izbranih za testiranje, serija pa lahko zapusti tovarno le, če je stopnja kvalifikacije večja ali enaka 98 %. Nekvalificirane serije je treba v celoti predelati, da zagotovimo, da zmogljivost izdelka ustreza standardom.