轨道交通用橡胶减振材料及制品的应用
城市轨道交通工程橡胶弹簧浮置板减振技术应用
城市轨道交通工程橡胶弹簧浮置板减振技术应用发表时间:2017-01-18T15:00:58.423Z 来源:《基层建设》2016年31期作者:尹国富张波[导读] 摘要:深圳地铁11号线BT项目11309标轨道工程中首次引进橡胶弹簧浮置板技术的应用,针对橡胶弹簧浮置板整体道床进行了施工,总结了其施工技术工艺流程。
中铁一局集团新运工程有限公司陕西咸阳 712000 摘要:深圳地铁11号线BT项目11309标轨道工程中首次引进橡胶弹簧浮置板技术的应用,针对橡胶弹簧浮置板整体道床进行了施工,总结了其施工技术工艺流程。
通过对施工工艺的不断优化和改进,结合橡胶弹簧浮置板整体道床轨道设计技术要求,采用“自下而上”的施工方式,对于橡胶弹簧浮置板整体道床轨道的铺设技术进行了攻克,完成了此种新型减振材料的浮置板整体道床轨道。
得出结论:通过对铺设道床的减振效果进行试验和评价,道床质量及减振效果良好,同时对于橡胶弹簧浮置板整体道床工艺进行了完善,为国内城市轨道交通工程采用橡胶弹簧浮置板减振技术起到指导性作用。
关键词:城市轨道交通橡胶弹簧减振技术应用 1.概述我国地铁轨道交通行业快速兴起,国内减振、噪声领域系统的各类学着、专家很快的进军至这个行业内,不断寻求更为有效的措施减振降噪,为了提高人们的生活质量。
为了抑制轨道交通的振动和噪声问题,在轨道交通设计时,从土建结构、轨道、车辆等方面都考虑了减振降噪的措施。
轨道系统为车辆提供支承和导向作用,并将车辆荷载传递给土建结构,轨道系统的减振对整个系统的减振降噪起到决定性作用。
针对不同的减振级别,目前国内城市轨道交通工程不断应用了多种形式的减振降噪轨道结构,已满足减缓城市轨道交通噪声,创造良好生活环境的需求。
橡胶弹簧浮置板是应用于铁路轨道上部结构的弹性材料,主要构成为橡胶弹簧隔振器、外套筒、隔振阻尼等橡胶材料组成,具有腐蚀、韧性强度高,弹性性能好,减振性能效果、疲劳及耐久性能好的特性,形成的轨道结构是一种中等级减振形式,是我国首自主研发首次试验应用的一项新型、轻型减振降噪结构形式的减振技术,目前在深圳地铁11号线BT项目11309标轨道工程地下轨道工程中试验性的投入到使用,减振、降噪效果良好,能够有效地减小噪声和振动频率对地铁线路上部及附近居民的影响。
减震用橡胶材料及其应用
减震用橡胶材料及其应用橡胶是一种高弹性、良好的阻尼特性和化学稳定性的材料,因此被广泛应用于减震领域。
减震橡胶材料主要用于降低震动传递和减小冲击荷载,从而保护结构和设备免受震动和冲击的破坏。
本文将介绍几种常见的减震橡胶材料及其应用。
1.橡胶弹簧橡胶弹簧是一种用于隔离振动和减震的弹簧,它由橡胶材料制成。
橡胶弹簧具有较高的垂直刚度和较低的水平刚度,可以有效减小垂直方向的振动传递。
橡胶弹簧广泛应用于建筑、桥梁、机械设备等领域,用于减小振动和噪声。
2.橡胶隔振垫橡胶隔振垫是一种用于减震和隔振的橡胶制品。
它有多种形状和结构,如圆形、方形、长方形等。
橡胶隔振垫具有较好的减震效果和隔振性能,可广泛应用于建筑、机械设备、电力设备等领域,减小设备振动对周围环境的影响。
3.橡胶减振垫橡胶减振垫是一种用于减小冲击荷载和吸收能量的橡胶制品。
它具有较高的能量吸收能力和强度,可以有效防止冲击荷载传递到周围结构和设备上。
橡胶减振垫广泛应用于建筑、桥梁、交通工具等领域,用于减小冲击和震动对结构和设备的破坏。
4.橡胶阻尼器橡胶阻尼器是一种用于减震和能量吸收的橡胶制品。
它可以吸收和消散振动和冲击能量,减小结构和设备的振动幅度。
橡胶阻尼器广泛应用于建筑、桥梁、船舶等领域,用于保护结构和设备免受震动和冲击的损害。
总结:减震橡胶材料是一种用于减小震动和冲击荷载的材料,具有良好的弹性、阻尼特性和化学稳定性。
减震橡胶材料的应用包括橡胶弹簧、橡胶隔振垫、橡胶减振垫和橡胶阻尼器等。
这些材料广泛应用于建筑、桥梁、机械设备等领域,用于减小振动和冲击对结构和设备的影响,并保护它们免受损坏。
橡胶材料的优异性能使其成为减震领域的理想选择。
橡胶铁路减震垫板、减震空气弹簧、橡胶护舷简介
橡胶铁路减震垫板、减震空气弹簧、橡胶护舷简介一、减振原理1.减振制品简介硫化橡胶与其它固体工程材料比较,拥有它独特的性能:橡胶柔软且有较好的弹性复原性,按单位重要的弹性贮性来说,橡胶比其它任何固体材料都大;同时橡胶本身还有粘性,这与工程上所使用的粘壶类似,在粘性摩擦的过程中吸收部分能量,但橡胶减振器在高频作用下,具有比弹簧、粘壶减振器有更大的柔性。
这些特性使橡胶最适合于作为减振材料已逐渐被人们所认识,因此各部门所使用的减振器愈来愈多,包括机械、车辆、飞机、轮船、桥梁、铁路等。
近年来还发展到大型建筑物也采用减振支座以防止地面振动对建筑物的危害。
可以说凡是动的东西,就存在着不平衡的质体、或者偏心,这必然产生振动,其中许多振动若无有效的减振措施,就会造成构件的早期损坏,或给人体带来不适和伤害。
2.减振原理(1)无阻尼自由振动图4-47所示为一无阻尼自由振动。
设一理想弹簧,其一端固定,另一端系一质量为m的钢球,弹簧可沿一条光滑的玻璃棒上自由滑移(无摩擦)。
若在物体(钢球)上施加一外力,使弱簧拉伸或压缩产生±x位移。
当立即除掉外力时,弹簧谅在原平衡点O点左右来回运动,而且是周期性的运动,这一运动称之为振动。
假定玻璃棒是无摩擦的、空气的摩擦也忽略不计,并无外来的干扰,这时这种振动就称之为无阻尼自由振动。
物体的贯彻力文库 F,按牛顿第二定律:K—弹簧的弹性刚度(K=F/x);x—物体振动时的位移;a—物体运动加速度。
(2)阻尼自由振动在无阻尼自由振动系统的基础上,加多一个阻尼常数为R的阻尼项,其中尼力F′=R;力的方向与惯性力相反,振动后要在某一时刻达到平衡。
(3)冲击吸收当橡胶支座作为吸收冲击能量之用时,称为缓冲器。
吸收能量的大小是缓冲器的重要性能指标这一。
缓冲器所吸收的能量可发为两部分:一部分转为弹性贮能,过程是可逆的;另一部分为克服橡胶分子的可摩擦而转为热能,过程是不可塑的,所吸收的这部分能量完全被损耗。
轨道交橡胶减振材料及制品的应用
轨道交橡胶减振材料及制品的应用轨道交通系统是现代城市公共交通的重要组成部分,随着城市化进程的加速,轨道交通系统的建设愈加迫切。
然而,轨道交通系统在使用过程中会受到各种力的振动,这不仅会给乘客带来不适,还会对铁路线路和列车车辆等设备造成严重的损坏和退化。
为了降低轨道交通系统在运行过程中的振动影响,提高运营效率和安全性,轨道交橡胶减振材料及制品被广泛应用。
1.轨道橡胶板轨道橡胶板是一种轨道交橡胶减振材料,它具有弹性变形和高抗冲击性能,是减少噪音和对建筑物产生的震动效果最为显著的材料之一。
在轨道交通线路建设中,轨道橡胶板被广泛应用于轨道底座、轨道等处减振,以提高城市轨道交通系统的运行效率和安全性。
2.轨枕垫轨道交橡胶减振材料中的轨枕垫是一种塑料材料,它可以吸收由于列车经过轨道而产生的振动能量。
轨枕垫的设计是为了平衡轨道的振动和行车运动的力量,尽可能减少对列车车身和运行设备的损害,保证轨道建筑的稳定性和耐用性,提高轨道交通系统的安全性和密集化运输能力。
3.轨道橡胶垫轨道交橡胶垫是一种强韧耐用的材料,常被用于轨道车辆的减震和隔音。
使用橡胶垫可以有效地减小车辆经过时产生的震动和噪音,提高列车车辆的舒适度和人们的使用体验。
轨道橡胶垫还可以防止车轮和轨道之间的滚动摩擦,从而减少能耗和车辆的磨损。
4.轨道加强橡胶垫板轨道加强橡胶垫板是常用的轨道交橡胶减振材料之一,它由高弹性橡胶制成,具有优异的耐磨性、弹性响应性和耐老化性。
轨道加强橡胶垫板适用于各种轨道交通系统,包括地铁、高铁、有轨电车和轻轨等,可有效减少行车时的振动和噪音,提高乘客的使用体验和列车车辆的运行效率。
总之,轨道交橡胶减振材料及制品是提高城市轨道交通系统运行效率和安全性的重要手段之一,它们能够有效减少列车运行时的噪音和振动,降低设备损坏率,延长设备使用寿命,提高乘客的使用体验,保证城市轨道交通系统的正常运行和稳定性,有着广泛的应用前景和市场空间。
橡胶减震垫技术特性及应用研究
橡胶减震垫技术特性及应用研究
橡胶减震垫是一种常用的减震隔振材料,具有优异的减震效果和耐久性。
橡胶减震垫
常用于工程建筑领域,如桥梁、隧道等结构的减震隔振;同时也适用于机械设备、交通工
具等领域的减震降噪。
橡胶减震垫的技术特性主要包括以下几个方面:
1.材料:橡胶减震垫主要采用天然橡胶或合成橡胶作为主要材料。
橡胶具有良好的弹
性和耐久性,能够在承受外力后迅速恢复原状,并能够长时间保持其性能。
2.减震效果:橡胶减震垫能够有效减少外部震动对结构或设备的影响,提供稳定的工
作环境。
橡胶具有良好的吸震和隔振性能,能够吸收和分散地震、风荷载、交通振动等外
部力量,减少对结构的冲击和震动。
3.耐久性:橡胶减震垫具有良好的耐久性能,能够长时间保持其吸震和隔振性能。
橡
胶材料具有耐老化、耐候性和耐磨性等特点,适用于各种恶劣环境条件。
4.安装方便:橡胶减震垫安装简单,只需将垫片放置在需要减震的结构或设备下即可。
橡胶减震垫具有较小的厚度和重量,不会给结构造成过大的负担。
1.结构减震:橡胶减震垫广泛应用于桥梁、隧道、建筑物等结构的减震降噪。
研究人
员通过实验和数值模拟,分析橡胶减震垫在结构减震中的减震效果和适用范围,为工程建
设提供技术支持。
2.机械设备减震:橡胶减震垫适用于各种机械设备的减震降噪。
研究人员通过实验和
理论分析,研究不同类型的橡胶减震垫在机械设备减震中的特性和适用范围,为设备安装
和维护提供指导。
耐油石棉橡胶板在轨道交通工程中的应用案例分析
耐油石棉橡胶板在轨道交通工程中的应用案例分析耐油石棉橡胶板是一种常用于轨道交通工程中的材料,它具有良好的耐油性能和优异的弹性特性,在确保轨道交通工程安全可靠运行的同时,也能提高工程的耐久性和使用寿命。
本文将分析耐油石棉橡胶板在轨道交通工程中的应用案例,探讨其在该领域的重要作用。
首先,耐油石棉橡胶板在地铁车站地下通道的应用案例中发挥了重要作用。
在地铁站的地下通道中,由于大量乘客的进出以及行李、推车等物品的摩擦,地面比较容易出现磨损和污染。
耐油石棉橡胶板具有极佳的耐磨性和耐油性,在保证地下通道美观和安全的同时,还能有效地延长使用寿命和维护周期。
例如,某城市地铁公司在地铁站地下通道的装修中选用了耐油石棉橡胶板,经过长时间的使用后,地板表面仍然十分平整,没有发生塌陷或损坏。
其次,耐油石棉橡胶板在高速铁路车站站台的应用案例中也得到了充分展示。
高速铁路列车的运行速度较快,车站站台的耐磨性和抗冲击能力要求较高。
耐油石棉橡胶板由于其卓越的弹性特性和耐压性能,能够有效减缓列车进站时产生的冲击力,并且还可以提供更好的减震和噪音控制效果。
某国家高铁公司在新建的高速铁路车站站台中使用了耐油石棉橡胶板,列车进站时,乘客几乎感觉不到明显的震动和噪音。
这不仅提高了乘客的乘坐舒适度,也减少了车站结构的疲劳损伤,延长了工程的使用寿命。
另外,耐油石棉橡胶板在地铁线路的轨道补偿器件上的应用也具有重要意义。
地铁线路的轨道补偿器件是一种用于解决由于温度变化导致轨道线性变化带来的问题的装置。
耐油石棉橡胶板由于其良好的耐油性和良好的弹性特性,在轨道补偿器件中广泛应用。
一家轨道交通工程设计公司在某地铁线路的轨道补偿器件设计中采用了耐油石棉橡胶板,经过多年验证,证明了其良好的耐久性和可靠性。
耐油石棉橡胶板能够有效承受轨道的线性变化,并且保持轨道的稳定性,避免了出现因温度变化引起的安全隐患。
此外,耐油石棉橡胶板还广泛应用于地铁隧道的防火板领域。
地铁隧道是一个相对封闭且容易形成火势蔓延的场所,因此隧道内的材料和装置对防火性能要求极高。
(交通运输)轨道交通用橡胶减振材料及制品的应用精编
(交通运输)轨道交通用橡胶减振材料及制品的应用(交通运输)轨道交通用橡胶减振材料及制品的应用轨道交通用橡胶减振材料及制品的应用内容摘要:摘要:本文概述了轨道交通用橡胶减振制品的材料技术和产品的应用和发展情况。
关键词:轨道交通减振橡胶制品橡胶橡胶材料具有以下特性[1]:(1)橡胶具有良好的阻尼特性,在弹性范围内的相对滞后值能够达到10~65%,动、静模数之比为1.5左右。
(2)橡胶的弹性变形比金属大的多(可达10000倍之上),而弹性模数比金属的小得多(为1/700到1/4000)。
(3)橡胶的声速为40~200m/s,钢的声速却为5000m/s。
摘要:本文概述了轨道交通用橡胶减振制品的材料技术和产品的应用和发展情况。
关键词:轨道交通减振橡胶制品橡胶橡胶材料具有以下特性[1]:(1)橡胶具有良好的阻尼特性,在弹性范围内的相对滞后值能够达到10~65%,动、静模数之比为1.5左右;(2)橡胶的弹性变形比金属大的多(可达10000倍之上),而弹性模数比金属的小得多(为1/700到1/4000);(3)橡胶的声速为40~200m/s,钢的声速却为5000m/s。
因此具有良好的减振、隔音和缓冲性能[2]。
现代轨道交通为有效减少轮轨作用力和改善系统走行性能,降低高速重载所引起的机车车辆以及线路的系统振动和噪声问题,大量使用各种橡胶弹性元件用于牵引、驱动、连接、支承等,以达到舒适、平稳、快速的更高要求[3]。
1.橡胶材料减振所用橡胶的品种很多,用量比较大的有:天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IR)、乙丙橡胶(EPDM)等。
通常针对不同的应用环境和使用要求,选用不同的橡胶材料或将几种橡胶共混以及采用某些改性方法来提高橡胶材料的某壹项和几项性能。
1.1共混技术NR是橡胶减振领域中用量最大的品种,许多共混的研究都是以其为主体进行的。
如Yoshiharu等人[4]采用NR和BR共混制成减振橡胶,在150℃硫化30min 后,发现材料具有很好的衰减性能;他们仍研究采用天然橡胶和氯丁橡胶共混制成减振橡胶,硫化促进剂只促进其中的天然橡胶硫化而不促进氯丁橡胶硫化,使得减振橡胶的减振特性由材料中的氯丁橡胶组份体现出来[5];NishiueTakeshi 等人[6]使用天然橡胶、含有不饱和键的顺丁橡胶、以及碳原子数大于4的含有OH基团有机酸的金属盐,和壹些其他的添加剂制成的减振器具有较好的耐久性,在70℃压缩22小时和在40℃压缩148小时的压缩永久变形分别是17.0和11.7%;除NR外,以CR、SBR、EPDM等为主体进行共混研究的实例也很多,此外其它材料的共混研究仍有:Toshiaki等人[7,8]采用不能硫化的异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物和可硫化的溴化对甲基苯乙烯-异丁烯共聚物的混合物以比例80:20到25:75配制成的共混橡胶材料,在应用到减振橡胶配方中时材料的损耗因子Tanδ大于0.5,同时在30℃到20℃的范围内损耗因子T anδ的变化小于0.5,使材料不仅具有很好的减振性能,而且仍具有很好的减振稳定性,同时材料仍有很好的耐氧化和耐臭氧化性能;Masashi等人[9]采用溴化乙烯基共聚物橡胶(Br 含量0.2~5%)和NR以及异丁烯橡胶制成的减振橡胶材料具有很好的耐热老化、拉伸疲劳性能和臭氧裂解性能,在90℃条件下处理1000小时后拉伸强度保持62%,压缩永久变形保持39%;WangXiaorog等人[10]采用聚(芳香烯烃co马来酰亚胺)共聚物和马来酸化的烷基烯烃和烷基双胺在充分干燥的条件下形成聚烯烃接枝聚(芳香烯烃co马来酰亚胺)共聚物,将这种材料和橡胶混合能够制备高阻尼材料;Kentaro等人[11,12]由芳香乙烯基单体和丁二烯共聚物形成的减振用绝缘橡胶材料具有很好的防止振动和防止噪音的特性;同时这种材料仍具有很好的屈挠疲劳性能;Okada等人[13]采用不饱和的乙烯、芳香族烯烃、非共轭烯烃以壹定比例形成的不饱和共聚物制成的橡胶共混物使得减振橡胶在力学性能、耐热性、耐老化性能、减振性能、振动性能消失和耐屈挠疲劳性能上都具有很好的性能。
减震用橡胶材料及其应用
减震用橡胶材料及其应用减震是指通过采用一定的材料或结构,在振动能量传递过程中降低或消除振动的一种方法。
减震橡胶材料是一种常见的减震材料,它具有优异的阻尼效果和良好的耐磨性,广泛应用于工程减振、交通运输、建筑结构、电子仪器等领域。
减震橡胶材料的种类较多,其中常见的有橡胶减震垫、橡胶减震器、橡胶隔振支座等。
橡胶减震垫是由橡胶材料制成的薄片,其内部具有多个减震点,可以吸收振动能量,降低结构传递的振动。
橡胶减震器是以橡胶材料作为主要减震元件的装置,常用于汽车、火车等交通工具的减振系统中。
橡胶隔振支座是一种广泛应用于建筑结构的减震装置,可以有效减少地震或其他外力引起的结构振动。
减震橡胶材料的应用领域十分广泛。
在交通运输领域,减震橡胶材料常用于汽车、火车、船舶等车辆的减振系统中,可以降低由于不平路面或运输引起的振动,提高乘坐舒适性和驾驶稳定性。
在建筑结构领域,橡胶隔振支座可以减少地震或其他外力对建筑物的冲击,确保建筑物的稳定性和安全性。
在电子仪器的制造中,减震橡胶材料可以减少设备振动对仪器的影响,保证仪器的正常运行和精确测量。
除了上述应用领域外,减震橡胶材料还可以用于工程减振、机械设备、航天航空、体育设施等领域。
在工程减振中,减震橡胶材料可以降低机械设备的振动,延长设备寿命,提高生产效率。
在航天航空领域,减震橡胶材料可以减轻飞行器在起飞、着陆过程中的振动,保证飞行安全。
在体育设施中,减震橡胶材料可以减少运动员受到的冲击,降低运动伤害。
减震橡胶材料的研究和应用是一个不断发展的领域。
随着科技的进步和工程技术的不断革新,对减震材料的要求越来越高。
未来的研究方向包括新材料的开发、材料结构的优化、减震装置的智能化等。
新材料的开发可以使减震效果更加理想,减少能量损耗;材料结构的优化可以提高减震材料的使用寿命和稳定性;减震装置的智能化可以实现对振动的实时监测和调节。
总之,减震橡胶材料具有良好的减振和耐磨性能,在工程减振、交通运输、建筑结构、电子仪器等领域得到广泛应用。
城市地铁轨道减振降噪技术应用分析
城市地铁轨道减振降噪技术应用分析发表时间:2019-09-19T11:12:41.283Z 来源:《基层建设》2019年第19期作者:林锋[导读] 摘要:城市地铁列车在实际运行过程中会产生一定的振动,这些振动会破坏和影响沿线建筑和居民正常生活,这就需要应用城市地铁轨道减振降噪技术,振源和初始传递轨道是地铁系统的减震降噪的对象。
青岛地铁集团有限公司运营分公司山东青岛 266000摘要:城市地铁列车在实际运行过程中会产生一定的振动,这些振动会破坏和影响沿线建筑和居民正常生活,这就需要应用城市地铁轨道减振降噪技术,振源和初始传递轨道是地铁系统的减震降噪的对象。
本文论述了城市地铁轨道减振降噪技术的应用,对于相关研究提供理论基础。
关键词:城市地铁;轨道减振;降噪技术;实践应用城市地铁列车在实际运行过程中,轮轨在相互作用下会产生振动,振动利用各种途径向地铁土体结构中传播,这样会影响到地铁沿线建筑物的稳定性,还会干扰到周边一起的精密度和灵敏度,还会影响到地铁沿线居民的生活,因此利用地铁轨道减振降噪技术,可以保障地铁沿线建筑和居民的正常生活。
1.城市地铁轨道减振降噪设计原则 1.1分级减振原则结合当前城市地铁轨道减振降噪技术的实际水平,考察不同减震降噪技术的应用效果,以工程实际情况为基础,划分减震降噪的等级,各个地段需要结合实际情况采取不同的减振措施,合理配置轨道部件,保障减震降噪的效果。
近些年城市地铁轨道减振降噪技术不断发展,划分轨道减振降噪技术,中级减振降噪地段为5~10dB,高级减振降噪地段为减振10~15dB,特殊减振降噪地段为15dB以上。
1.2经济合理性原则减振降噪技术应该具有可靠性,在正常使用减振降噪技术过程中,要尽量减少维修,或者达到免维修的要求,针对减振结构易损件,或者某些部件很难更换,可以结合钢轨等寿命设计要求。
1.3结构稳定原则利用减振降噪技术为了保障城市地铁运行的安全性合平稳性,保障轨道的几何变形处于正常范围内,避免钢轨出现异常磨损问题。
219522849_轨道交通橡胶弹性元件疲劳性能试验设计及应用
作者简介:彭立群(1983-),男,高级工程师,长期从事轨道交通橡胶弹性元件试验设计与研究。
基金项目:湖南省科技计划项目(项目号2022KJJH09):轨道车辆减振橡胶制品性能试验技术优化。
收稿日期:2022-06-17橡胶弹簧和橡胶节点是轨道交通最常用的橡胶弹性元件(简称弹性元件),其中橡胶弹簧承受压缩和剪切载荷,应用于轨道车辆一系悬挂和二系悬挂,通常设计成压剪、叠层和纯橡胶结构,起减振、悬挂和定位作用。
橡胶节点承受径向拉压载荷、扭转和偏转角度,内部结构分圆柱、球面和锯齿型3种,应用于轨道车辆牵引装置和悬挂装置,起传递载荷、定位和位移补偿作用。
而疲劳性能是评价弹性元件使用寿命的重要指标,疲劳是指对弹性元件施加一定频率的交变载荷,测试金属和橡胶的强度、刚度、黏接和外观随时间逐渐增加变化的现象,表征了弹性元件长期使用的状态,弹性元件具有较好的疲劳性能,可大大提高车辆的安全性和可靠性,因此弹性元件疲劳性能是大家比较关注的问题。
目前弹性元件疲劳性能研究大都集中在有限元分析和寿命预测,但这两项研究工作始终离不开疲劳试验验证,尤其是复合加载疲劳试验,其中试验工装设计是复合加载疲劳试验的关键技术之一,长期以来大家都采用单向加载或叠加拟合的方式来代替真实意义上的复合加载试验,因此就很难准确地表征出弹性元件在复杂应力条下的疲劳性能。
为了在装车前获取不同结构弹性元件的疲劳性能数据,为产品研发和试验提供设计参考,文章以典型弹性元件为研究对象,不仅设计了新型的复合加载疲劳试验装置,并与现有试验方案进行分析比对,而且对不同结构弹性元件进行了疲劳试验[1~2]。
轨道交通橡胶弹性元件疲劳性能试验设计及应用彭立群,林达文,周鹏,王叶青,王进(株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南 株洲 412007)摘要:针对轨道交通橡胶弹性元件疲劳性能试验,分析橡胶弹簧和橡胶节点结构,设计橡胶弹簧新型垂向横向纵向三向加载疲劳试验方案、橡胶节点径向扭转二向加载疲劳试验方案,与现有试验方案进行比对,应用新型方案对弹性元进行疲劳试验,结果表明:新型试验结构设计合理,满足复合加载疲劳试验要求,为弹性元件研发和疲劳试验提供设计参考。
地铁车体型腔填充减振隔音材料实施方案分析
车体减振隔音材料是一种由硫化橡胶、热塑性橡胶及胶粘剂等热熔形成的一种具有减振、降噪、隔热效果的新材料,该新材料具有高韧性、不易断裂和缠绕性强等特性,可以减少车身在运行过程中产生的振动振隔音材以橡胶等高分子材料为主要材料,配以多种无机小分子材混合而成。为黑色片状材料,厚度一般为1.5mm,根据宽度不同进行裁切。减振隔音材的施工流程主要是通过拖具将其置于型腔内部,然后进行整形,再整体进行加热固定于型腔内部。见下图1
由于过量的振动和噪声将严重影响乘客和司机的心理和生理健康因此对振动和噪声的控制和消除进行研究是非常必要和有意一减振隔音材料介绍车体减振隔音材料是一种由硫化橡胶热塑性橡胶及胶粘剂等热熔形成的一种具有减振降噪隔热效果的新材料该新材料具有高韧性不易断裂和缠绕性强等特性可以减少车身在运行过程中产生的振动和噪声降低阳光直射环境下客室内的温度
2、城轨车辆运行条件。车辆会在露天、高架、阳光直射的环境下运行,型腔内设置减振隔音材可提高车辆的隔热效果。
故通过车体型腔填充减振隔音材料实施,可以有效的降低车厢内噪音和振动,优化了目前地铁车辆的设计,很好地提高了乘客的舒适性,使地铁的运营更人性化。
图1:减振隔音材的施工流程示意
二减振隔音材料在高速动车组的应用及降噪效果测试
目前国内部分型号高速动车组配置车体型腔内部的减振隔音材料,作为降低车辆振动、控制车内噪声、降低客室内温度的补充方式。其主要布置在车顶、侧墙以及底架的部分区域。
通过委托国家工程实验室分析了热熔减振隔音材、真空发泡材料及其组合方式的隔音效果。
通过部件的实物试验进行了隔音材隔音效果的验证,从试验结果看型腔内部填充热熔减振隔音材的隔声量约0.8dB(A)。
图2隔音频谱曲线
结论
参考动车组的成熟设计,设计了地铁的减振隔音材布置方案,车顶、侧墙(除去门区),底架(除去枕内)布置了减振隔音材,焊接部位的减振隔音材彻底清除。
高速铁路和城市轨道线路橡胶减震制品的现状和发展
图5客运专线道岔扣件系统
图6弹性铁垫板
表1 弹性铁垫板胶料物理性能指标
项
目
指标
试验方法
邵尔A型硬度/度 200%定伸应力/MPa 拉伸强度/MPa 拉断伸长率/%
ห้องสมุดไป่ตู้
ASTM D 2240 ASTM D 412—9a ASTM D 412-9a ASTM D 412—9a
高温压缩永久变形 (70℃×22 h)/%
轨道交通噪声通常具有宽带特性,频率范围 在0~6 kHz之间,其中对环境影响大的频率在 0.1~1 kHZ范围。从理论上讲,控制振源与声 源是最根本的方法,但目前就我国的实际情况 来看,开展这~工作还存在一定困难。本文主 要对改善轨道线路振动和降低噪声的方法进行 概述。
万方数据
2 ·
·
橡胶科技市场
4.客运专线道岔弹性铁垫板。目前国际上拥
图4蛋型专线轨道减震器
有客运专线道岔生产技术的厂商主要有代表法国 技术的VOSSI。OH(科吉富)公司和代表德国技 术的BWG公司。国产道岔的生产厂家有:中铁 宝桥集团股份有限公司、中铁山桥集团有限公司 和中铁轨道公司。自2006年3月起,中国铁道科 学院与株洲时代新材料科技有限公司联合开发客 运专线道岔扣件系统(见图5),其中时速350 km 的18号单开道岔弹性铁垫板是满足最高时速 350 km客运专线、轴载荷170 kN运营条件的新 型道岔用垫板(见图6),该产品的性能要求高,主 要体现在弹性垫板具有较高的橡胶材料物理性能 (见表1)和产品性能(见表2)。
常用的钢轨减振方法包括打磨钢轨,使轮轨 表面平滑和采用重型钢轨。另外,国外还采用了 减振降噪型钢轨,列车通过钢轨顶面时,由于钢轨 腹板的厚度较小,轨腰产生振动,这一振动向外传 播产生噪声。为了最大限度地减小钢轨腹板振 动,可在钢轨腹板两侧粘贴减震橡胶和钢板(见 图1)。粘贴钢板是为了增大振动质量,起到衰减 振动的作用;粘贴橡胶则是增大阻尼振动,达到吸 振目的。
橡胶制品在减震方面上的应用
本文摘自再生资源回收-变宝网()橡胶制品在减震方面的应用随着现代工业的飞速发展,震动和噪音已经成为各个领域的严重问题:它会降低操作精度,影响产品质量;缩短产品寿命,使得高精仪器不能正常工作;危及安全性,使设备或构建物早期破坏;污染环境及影响人身健康,诸如地震之类的震动甚至还给人类的生命财产造成极大的损害。
因此,研究和掌握震动控制与噪音控制技术已是各国工业发展面临的重大课题。
消除震动和噪音的最根本和最好方法是减少或者消除震动源的震动,但实际上要想完全消除震动源的震动是不可能的,因此必须采取其他控制震动的方法。
实际应用中最广泛、最有效的方法是使用各种减震制品,尤其是橡胶减震制品。
它能够有效地隔离震动与激发源,还可以缓和震动体的震动,因此被广泛地应用于各种机动车辆、飞机、船舰等的动力机械及风机、水泵等辅助设备和仪器的震动隔离。
近年来,一些大型建筑物和桥梁等也采用了隔离地震的层压橡胶垫支撑建筑物。
对于结构震动和结构噪音的阻尼处理,也广泛地使用特殊的橡胶材料,称为黏弹性高阻尼材料。
1 橡胶的减震作用及减震橡胶材料橡胶的特点是既有高弹态又有高黏态,橡胶的弹性是由其卷曲分子构象的变化产生的,橡胶分子间相互作用会妨碍分子链的运动,又表现出黏性特点,以致应力与应变往往处于不平衡状态。
橡胶的这种卷曲的长链分子结构及分子间存在的较弱的次级力,使得橡胶材料呈现出独特的黏弹性能,因而具有良好的减震、隔音和缓冲性能。
橡胶部件广泛用于隔离震动和吸收冲击,就是因为其具有滞后、阻尼及能进行可逆大变形的特点。
橡胶的滞后和内摩擦特性通常用损耗因子表示,损耗因子越大,橡胶的阻尼和生热越显著,减震效果越明显。
橡胶材料损耗因子的大小不仅与橡胶本身的结构有关,而且与温度和频率有关。
在常温下,天然橡胶(NR)和顺丁橡胶(BR)的损耗因子较小,丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、乙丙橡胶(EPR)、聚氨酯橡胶(PU)和硅橡胶的损耗因子居中,丁基橡胶(IIR)和丁腈橡胶(NBR)的损耗因子最大。
减震系统在高速列车运行中的应用
减震系统在高速列车运行中的应用随着科技的不断发展,高速列车正逐渐成为人们出行的首选,并且已经成为各国高铁建设的重要领域之一。
在高速列车运行的过程中,减震系统的应用起到了至关重要的作用。
本文将会从减震系统的原理、在高速列车运行中的应用以及未来的发展等角度进行探讨。
一、减震系统的原理减震系统是指通过吸震、抑制震动以及消除振动等方法,降低物体运动或受力后所产生的震动或振动,使物体停止或减弱振动的一种系统设备。
在高速列车中,减震系统一般使用橡胶减震器或弹性材料构成,其原理主要体现在以下几个方面:1.阻尼作用:阻尼器是一种减震装置,其主要作用是通过粘滞力或摩擦力,将杆件的振动能量转化为热能,从而达到减振的目的。
2.弹性反作用:弹性材料具有一定的可变形性,当受到力作用时,弹性材料会产生变形,从而通过弹性反作用来实现减震作用。
3.振动吸收:在高速列车中,可以使用小型阻尼器来吸收车体的微小振动,从而实现平稳运行。
二、减震系统在高速列车运行中的应用减震系统在高速列车中的应用主要是为了减少列车在行驶过程中因地面不平、沙漠风车或弯道转弯等造成的震动,进而实现列车的平稳行驶和提高乘坐舒适度。
以下是减震系统在高速列车运行中的应用:1.车体减震系统:车体减震系统主要是指在列车车体和轮轴之间增加减震装置,从而减弱车体在运行过程中的颠簸和振动,以达到减少车体产生噪音、延长车体寿命和提高乘坐体验的功效。
2.磁浮减震系统:磁浮减震系统是利用浮动磁力将列车车体悬浮在轨道上,从而达到消除震动的效果。
磁浮减震系统在高速列车中的应用已经成为未来高速列车发展的重要方向之一。
3.轮轴减震系统:轮轴减震系统是通过在列车轮轴和轴盘之间增加减震垫,减少振动和冲击。
这种减震系统可以有效地减少轮胎在高速行驶中产生的冲击和振动,从而增强乘坐的稳定性和舒适度。
三、未来的发展随着科技的不断进步,减震系统的技术不断发展,为高速列车的运行提供了更加稳定、舒适、安全的技术保障。
地铁轨道减振技术及应用
地铁轨道减振技术及应用摘要:地铁车辆为人们带来了便捷,但列车运行引发的环境振动与噪声问题日益严重。
近年来,轨道车辆通车后的振动和噪声投诉事件日益增多,成为公众关注的焦点问题,轨道交通引起的环境振动与噪声对人体健康、工作效率、周围建筑结构以及精密仪器产生影响。
本文从数值分析和现场测试的角度对硬岩地质条件下的振动规律进行了有益探索和研究,但均未对地铁轨道减振措施的实际应用效果进行总结。
关键词:地铁轨道;减振技术;应用引言近年来,随着我国经济的迅猛发展,城市化进程不断加快,城市轨道交通线路的设计时速也从常规速度(<100km/h)向更高速(100~160km/h)发展。
特别是随着市域(郊)铁路建设的加速发展,其线路不可避免地穿越医院、学校、居民区等诸多环境敏感点,给沿线的环境振动与噪声控制提出了更新和更高的要求。
1.压缩型减振扣件一般地段扣件刚度值为25~35kN/mm,减振扣件刚度值为15~18kN/mm。
减振扣件通过降低其垂向刚度值获得一定的减振效果。
地铁中等减振地段均采用压缩型减振扣件。
1)结构型式特点。
压缩型减振扣件是利用橡胶弹性垫板的压缩变形耗散能量,提供减振效果。
其特点是横向刚度较大,在小半径曲线地段具有良好的适应性,大大降低了钢轨波磨的发生概率。
2)减振效果。
对某地铁3号线应用的减振扣件进行了实测,检测结果显示,隧道壁处的Z振级降低了8.1dB。
2.钢弹簧浮置板钢弹簧浮置板全部采用现浇混凝土结构,单块板长为25m,板厚400mm,板宽3000mm,浮起高度30mm,板与板之间采用内置式剪力铰、外置式剪力铰两种方式联接。
试验段共计8块浮置板,分为3种类型:板-1和板-8为过渡板,板-2~板-4为隔振器间隔2个扣件间距和3个扣件间距交替布置(简称“2/3布置”),板-5~板-7为的隔振器均间隔2个扣件间距布置(简称“2/2布置”)。
隔振器由外套筒和内套筒组成。
内套筒采用大刚度弹簧试制而成,疲劳寿命超过800万次,可以快捷调整、更换。
铁路橡胶减振器
铁路橡胶减振器铁路橡胶减振器是一种应用于铁路设施上的减振装置,其主要作用是降低铁路运输中的震动、噪音、振动等现象,使列车平稳行驶。
在现代铁路建设中,铁路橡胶减振器已成为必要组成部分之一。
首先,介绍铁路橡胶减振器的基本构造。
铁路橡胶减振器通常由上、下两部分组成。
上部通常是钢制或铸铁制的支座,下部则是橡胶材料制成的减振垫。
减振垫外形呈筒状,中间为一个孔洞,用于穿插钢制支座。
减振垫中央的孔洞允许铁路设施的轨枕穿插并固定。
然后,介绍铁路橡胶减振器的作用。
铁路橡胶减振器可以降低列车振动和噪音,减少对列车与路面产生的冲击,保护车轮与轨道设施的正常使用寿命。
橡胶材料可以将列车振动吸收和分散到较大的面积,防止振动产生的破坏和噪音对周围环境的影响。
此外,橡胶减振器还可以提高列车运行安全性能,保证铁路行车的平稳性,从而为行车员和乘客提供更加舒适和安全的旅行环境。
接下来,介绍铁路橡胶减振器的类型。
根据其应用范围和结构形式,铁路橡胶减振器可以分为车载减振器和路基减振器两种类型。
车载减振器主要安装在列车车体悬挂系统中,用于缓和列车的颠簸和震动;路基减振器则安装在铁路轨道上的轨枕下方,用于消除路面震动,防止轨道设施短期内过度损坏。
此外,还有一种较为特殊的橡胶减振器——噪声屏障。
噪声屏障主要是针对铁路运输噪音污染问题而设计,结构与路基减振器相似,但多以板状或片状的形式制成,固定在轨道两侧,形成有效的隔音屏障。
最后,介绍铁路橡胶减振器的优势。
与传统的金属减振器相比,橡胶减振器有更好的缓冲效果和吸振能力,对不同铁路运输环境的噪声和振动阻尼效果更加显著。
由于其自身重量轻、安装维护简单等特性,铁路橡胶减振器成本较低,易于推广和应用。
同时,橡胶减振器还具有抗腐蚀、耐磨损等优良特性,可承受长期使用和常年暴露的外界环境影响。
综上所述,铁路橡胶减振器不仅为铁路运输带来了可观的经济利益,在提高铁路运行安全和乘客舒适度方面也起到了积极的作用。
随着先进技术的不断推广,铁路橡胶减振器的性能也会得到不断提升,未来的铁路运输将更加快速、便捷和安全。
减震橡胶相关知识及应用
减震橡胶相关知识及应用1. 引言减震技术在工程领域中起着重要作用,它可以有效减少震动和噪声,并保护设备和结构的稳定性和耐久性。
其中,减震橡胶作为一种重要的减震材料,具有很高的弹性和耐压性能,被广泛应用于建筑、交通运输、航天航空等领域。
本文将介绍减震橡胶的相关知识和应用,以便读者更好地了解和应用减震橡胶。
2. 减震橡胶的类型2.1 平板式减震橡胶平板式减震橡胶常用于建筑领域,特点是结构简单、安装方便、减震效果显著。
它主要由橡胶材料和钢板组成,可以承受大部分的水平载荷和一定的垂直载荷。
2.2 弹簧式减震橡胶弹簧式减震橡胶适用于大型机械设备和航天航空领域,具有良好的弹性和承载能力。
它采用多孔弹簧结构,能够吸收或减轻震动和冲击,保护设备免受损坏。
2.3 橡胶涂层减震橡胶橡胶涂层减震橡胶常用于道路、桥梁和铁路等交通设施的减震工程中。
它具有耐磨、耐候、耐腐蚀等特点,能够有效减少交通运输过程中的震动和噪声。
3. 减震橡胶的应用3.1 建筑领域在建筑领域中,减震橡胶被广泛应用于地震减灾、桥梁隔震、机场跑道减震等工程中。
通过在建筑物的基础和结构中加入减震橡胶,能够有效减少地震带来的破坏和损失。
3.2 城市交通领域城市交通领域是减震橡胶的又一个重要应用领域。
在道路、桥梁和轨道交通设施中加入减震橡胶,可以减少车辆和列车行驶时产生的震动和噪声,提升行车安全和乘坐舒适度。
3.3 航天航空领域航天航空领域对减震橡胶的需求也很大。
减震橡胶可以应用于发射器、卫星、飞机等设备和结构中,起到减轻震动和冲击的作用,确保设备安全运行。
4. 减震橡胶的优势和不足4.1 优势•减震橡胶具有优异的弹性和耐压性能,能够有效减轻震动和冲击。
•减震橡胶结构简单,安装方便,成本低廉。
•减震橡胶耐腐蚀、耐磨、耐候等特性,具有较长的使用寿命。
4.2 不足•减震橡胶的减震效果受到温度、湿度等外界环境的影响。
•减震橡胶在长期使用过程中会发生老化、硬化等问题,需要定期维护和更换。
橡胶隔震支座在地铁上盖建筑中的应用
橡胶隔震支座在地铁上盖建筑中的应用橡胶隔震支座在地铁上盖建筑中的应用摘要:深圳欢乐海岸休闲度假区建筑物下方规划有地铁线通过,为满足地铁通过的上盖建筑满足居住建筑的噪声限值要求,在实际工程中应用了橡胶隔震支座,在基础上方设置隔震层。
本文从建筑物在地铁振动波及地震波激励下进行分析,确认设置隔震支座的隔震效果,简述隔震支座设计及相关构造做法,对于建筑物的隔震设计有一定的参考价值。
关键词:地铁上盖建筑;地震反应;竖向隔震;支座设计;节点处理。
Abstract: shenzhen joy coast leisure resort building a subway lines through below planning, to satisfy the subway construction meet the cover by of residential building noise limit requirements, in practical engineering application in the rubber bearings, in foundation set above isolation layer. This article from a building in the subway vibration excitation seismic wave spread analysis, confirm set bearings of isolation effect, this paper describes the bearings design and related building methods, for building of isolation design is of some reference value.Key words: the subway cover construction; The earthquake response; Vertical isolation; Bearing design; Node processing.0工程概况地铁上盖建筑物为框架结构,建筑总高度为16.27m,地上三层,地下一层,每层层高3.85m,基础及底板平面、建筑物立面与地铁标高关系图见图一、图二。
列车用橡胶减震制品使用维护探讨
列车用橡胶减震制品使用维护探讨摘要:橡胶减震制品在保证轨道车辆在提高运行速度和载重的同时,还具有提高车辆运行的稳定性、平稳性、舒适性和安全性,降低运行时噪音,减少磨耗件和磨损件等优点,广泛应用于国内外各种地铁、轻轨等车辆。
橡胶减震制品性能易受到温度、湿度、臭氧浓度等易受到外部条件的影响,对其使用维护条件必须进行相关的规定,否则会直接影响到橡胶减震制品的使用寿命及性能的稳定性。
本文对列车用橡胶减震制品的使用条件进行了初步探讨,以供参考。
关键词:橡胶制品;使用维护;存放随着轨道车辆向着高速、重载方向发展,因为橡胶减震制品具有减轻列车本身整体重量、减震降噪、提高过曲线能力和提高列车动力学性能等诸多有点,在高速、重载列车上得到大量的运用。
橡胶因本身受周围环境的影响较大,例如温度、湿度、臭氧浓度及其他化学试剂等。
因此在橡胶减震制品生产完成过后无论在以后的存放、运输及安装使用过程中都应进行适当的维护,才能发挥其最佳的性能和最久的使用寿命。
一、包装要求橡胶减震制品生产完成后,包装箱无论在库存放还是运输途中都应进行适当的要求。
避免橡胶减震制品性能及外观受到周围环境的影响。
包装箱的要求应具有强度高,重量轻,免熏蒸,耐水浸等特点。
拆卸包装箱时,应注意搬运过程中防止产品之间的相互碰撞。
在发运产品前,应按照工艺规程对产品进行适当生产后处理和包装,例如对产品缠绕塑料膜放置水侵入,对搬运过程中或运输过程中易造成磕碰的地方事先进行防磕碰保护。
适当减震外观保护则应注意以下几点:1、有利于充分利用库房或包装箱的空间存放产品;在运输产品时,避免产品与产品的直接碰撞,尤其是产品的铁件之间的碰撞,从而有利于保护产品金属部件的表面不受破坏,保护金属部件的表面防护层,如油漆、防锈油或镀锌层等,以免使金属部件遭到锈蚀。
同时应避免额外应力对橡胶件的长时间影响。
2、需要保护的金属面刷涂防锈油时,要保护橡胶面,不能使之沾上防锈油,因为防锈油会损伤橡胶。
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轨道交通用橡胶减振材料及制品的应用内容摘要:摘要:本文概述了轨道交通用橡胶减振制品的材料技术和产品的应用和发展情况。
关键词:轨道交通减振橡胶制品橡胶橡胶材料具有以下特性[1]:(1)橡胶具有良好的阻尼特性,在弹性范围内的相对滞后值可以达到10~65%,动、静模数之比为1.5左右。
(2)橡胶的弹性变形比金属大的多(可达10000倍以上),而弹性模数比金属的小得多(为1/700到1/4000)。
(3)橡胶的声速为40~200m/s,钢的声速却为5000m/s。
摘要:本文概述了轨道交通用橡胶减振制品的材料技术和产品的应用和发展情况。
关键词:轨道交通减振橡胶制品橡胶橡胶材料具有以下特性[1]:(1)橡胶具有良好的阻尼特性,在弹性范围内的相对滞后值可以达到10~65%,动、静模数之比为1.5左右;(2)橡胶的弹性变形比金属大的多(可达10000倍以上),而弹性模数比金属的小得多(为1/700到1/4000);(3)橡胶的声速为40~200m/s,钢的声速却为5000m/s。
因此具有良好的减振、隔音和缓冲性能[2]。
现代轨道交通为有效减少轮轨作用力和改善系统走行性能,降低高速重载所引起的机车车辆以及线路的系统振动和噪声问题,大量使用各种橡胶弹性元件用于牵引、驱动、连接、支承等,以达到舒适、平稳、快速的更高要求[3]。
1. 橡胶材料减振所用橡胶的品种很多,用量比较大的有:天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IR)、乙丙橡胶(EPDM)等。
通常针对不同的应用环境和使用要求,选用不同的橡胶材料或将几种橡胶共混以及采用某些改性方法来提高橡胶材料的某一项和几项性能。
1.1 共混技术NR是橡胶减振领域中用量最大的品种,许多共混的研究都是以其为主体进行的。
如Yoshiharu等人[4]采用NR和BR共混制成减振橡胶,在150℃硫化30min后,发现材料具有很好的衰减性能;他们还研究采用天然橡胶和氯丁橡胶共混制成减振橡胶,硫化促进剂只促进其中的天然橡胶硫化而不促进氯丁橡胶硫化,使得减振橡胶的减振特性由材料中的氯丁橡胶组份体现出来[5];Nishiue Takeshi等人[6]使用天然橡胶、含有不饱和键的顺丁橡胶、以及碳原子数大于4的含有OH基团有机酸的金属盐,和一些其他的添加剂制成的减振器具有较好的耐久性,在70℃压缩22小时和在40℃压缩148小时的压缩永久变形分别是17.0和11.7%;除NR外,以CR、SBR、EPDM等为主体进行共混研究的实例也很多,此外其它材料的共混研究还有:Toshiaki等人[7,8]采用不能硫化的异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物和可硫化的溴化对甲基苯乙烯-异丁烯共聚物的混合物以比例80:20到25:75配制成的共混橡胶材料,在应用到减振橡胶配方中时材料的损耗因子Tanδ大于0.5,同时在30℃到20℃的范围内损耗因子Tanδ的变化小于0.5,使材料不仅具有很好的减振性能,而且还具有很好的减振稳定性,同时材料还有很好的耐氧化和耐臭氧化性能;Masashi等人[9]采用溴化乙烯基共聚物橡胶(Br含量0.2~5%)和NR以及异丁烯橡胶制成的减振橡胶材料具有很好的耐热老化、拉伸疲劳性能和臭氧裂解性能,在90℃条件下处理1000小时后拉伸强度保持62%,压缩永久变形保持39%;WangXiaorog等人[10]采用聚(芳香烯烃co马来酰亚胺)共聚物与马来酸化的烷基烯烃和烷基双胺在充分干燥的条件下形成聚烯烃接枝聚(芳香烯烃co马来酰亚胺)共聚物,将这种材料和橡胶混合可以制备高阻尼材料;Kentaro等人[11,12]由芳香乙烯基单体和丁二烯共聚物形成的减振用绝缘橡胶材料具有很好的防止振动和防止噪音的特性;同时这种材料还具有很好的屈挠疲劳性能;Okada等人[13]采用不饱和的乙烯、芳香族烯烃、非共轭烯烃以一定比例形成的不饱和共聚物制成的橡胶共混物使得减振橡胶在力学性能、耐热性、耐老化性能、减振性能、振动性能消失和耐屈挠疲劳性能上都具有很好的性能。
1.2 纳米改性技术利用少量的蒙脱土和炭黑共同补强天然橡胶,可使材料的综合性能改善。
表1反映了10份蒙脱土替代10份炭黑时对天然橡胶各项性能的影响,由表可见,材料的硬度减小,定伸强度、拉伸强度、断裂伸长率都明显提高,耐水、耐油、耐热氧老化、耐臭氧老化等性能较以前都明显提高。
对于露天使用的轨道交通用橡胶减振器,蒙脱土纳米复合橡胶技术显示出明显的优势。
表1 蒙脱土对天然橡胶性能的影响1.3 炭黑(白炭黑)原位接枝橡胶技术炭黑与白炭黑是减振橡胶中的主要补强填充剂,但是炭黑与白炭黑粒子间的自聚作用较大,难于在橡胶基体中分散,而且由于自身是强极性无机粒子,与天然橡胶等非极性有机物间的相互作用力较弱,影响了其应用效果。
炭黑表面含有羧基、羟基等多种官能团,白炭黑的表面也有大量的羟基官能团,可以利用这些高活性的基团来改善炭黑与白炭黑对橡胶的作用。
炭黑(白炭黑)原位接枝橡胶技术采用具有双亲化学活性的小分子偶联剂,在橡胶混炼过程中使其同时与炭黑(白炭黑)表面、橡胶大分子发生接枝反应,使炭黑(白炭黑)与橡胶间实现部分化学键作用力,可大大加强炭黑和橡胶间的界面作用力,同时增加了橡胶对炭黑(白炭黑)附聚体的破坏作用,使分散水平也大幅度提高。
这样不仅可以显著提高减振材料定伸应力、拉伸强度、撕裂强度等性能,而且能显著降低高结构炭黑的用量,改进交联网络的结构,由于界面化学作用强度高,从而使材料的疲劳生热显著降低,延缓疲劳破坏过程,提高弹性体结构材料与制品的承载性能和使用寿命。
此外,还能提高橡胶抵抗热氧、臭氧、光老化的能力(见图1)。
图1 原位接枝改性作用机理示意图2. 橡胶减振制品轨道交通控制振动的途径和其它领域相同[15]:1)降低振源的激发力;2)将振动与激发源离开(隔振);3)缓和振动体的振动。
橡胶减振主要用于后两个方面。
橡胶减振器具有许多优点[1]:1)可以通过设计结构、调整橡胶性能来满足对各个方向刚度的要求;2)兼具衰减和吸能两种能力,减振效果好,容易越过共振区;3)弹性模量比金属小得多,能够产生较大弹性形变;4)没有滑动部分,因此无磨耗,易于保养;5)重量轻,安装、拆卸方便。
当然,橡胶减振器也有一些缺点:1)高温低温性能不如金属;耐油性能不如金属;2)对于直射日光需要注意用薄膜遮蔽等;3)长期用于大载荷时弹性减弱。
2.1 机车车辆用减振橡胶制品的应用及发展机车车辆用橡胶减振器主要应用在转向架上,按安装的部位可分为:一系悬挂装置、二系悬挂装置、牵引悬挂装置、牵引缓冲装置等[16]。
2.1.1 一系悬挂用减振橡胶制品1) V型弹簧V型橡胶弹簧是一系悬挂橡胶减振器的代表产品之一,与金属悬挂相比,能有效地降低磨损,隔离噪音,并能提供所需的垂、横、纵三向刚度,控制横向、纵向摆动,提供适宜的牵引力。
国外Dunlop、phonex等公司已具有成熟技术。
由于V型弹簧承受周向剪切和垂向压缩变形,因此橡胶的抗蠕变性能成为衡量该产品技术水平的主要标志。
株洲时代新材料科技股份公司对提高产品的抗蠕变性能进行专题研究[17,18],实验室检测结果表明,新研制的V型橡胶弹簧抗蠕变性能优于国外同类产品。
图2 V型弹簧表2 V型弹簧静压蠕变对比2) 锥型弹簧锥型弹簧和V型弹簧相比,其特点主要有:①采用圆柱衬套结构,可根据三向刚度要求进行槽孔的不同设计;②根据橡胶弹簧的压、剪锥体理论,采用等应力层设计方法及特选的弹性橡胶,更有利于减小产品的蠕变;③能提供最大的牵引力,平衡车轮荷重,控制纵、横摆动。
因此目前国内外新设计的城轨地铁转向架上,大都采用锥型弹簧取代V型弹簧,其关键技术也是抗蠕变能力,即使用期中蠕变不能超过产品工作载荷下垂向位移的20%。
时代新材公司生产的锥型弹簧经德国Contitech公司检测和计算,10年的蠕变值不到5mm,仅为工作载荷下垂向位移的12%(见图4)图3 锥型弹簧图4 锥型弹簧的10年蠕变值3) 滚环橡胶弹簧滚环橡胶弹簧具有较强的非线性特性,可提供动力学性能所需的不同纵向和横向刚度值,可满足减振和定位要求。
在车辆运行过程中,橡胶弹簧在横向和垂向产生变形,吸收车辆振动的部分能量,这种特性对吸收车辆高频振动和降低噪声十分有益。
滚环式橡胶弹簧垂向承载能力10~200kN,垂向挠度可达60mm,甚至到132mm。
在横向载荷作用下,当载荷等于最大垂向载荷的30%~60%时,横向可产生约4mm的位移[19,20],其纵向刚度约为垂向刚度的3~6倍,而其它钢簧的纵向接近刚性,其转向架具有更好的曲线通过能力。
滚环橡胶弹簧最早用于德国Talbot工厂设计制造的DRRS(Doublerubberrollingspring)转向架上。
目前DRRS转向架大量应用于欧洲境内德国、瑞士、挪威、奥地利、丹麦、芬兰等国家的货车上,其具有轮轨作用小、轮缘磨耗好等特点。
国内时代新材与西南交大已经联合开发出了此类产品,但尚未得到推广应用。
4) 液体复合橡胶弹簧液体复合橡胶弹簧减振器(简称液体复合弹簧),也称液力减振器,是以橡胶弹性体密封流体(通常是不冻液,如乙二醇和丙二醇的混合液),利用流体的液压支撑和橡胶共同起缓冲作用的,也属非线性减振器。
图6 金属橡胶液体复合弹簧1979年液体复合橡胶弹簧首次用于奥迪轿车的发动机的减振,而后得到迅速推广,并发展了缸式液压发动机底座、电子控制液压发动机底座等,技术日益成熟[15,21,22,23],从结构的角度成功地解决了产品动态倍率与损耗因子之间的非相容问题而获得近乎完美的新型减振器[24],其中,惯性通道式液力减振器应用最为广泛。
德国Contitech公司于20世纪90年代首次在轴箱弹簧定位器的基础上开发出剪切压缩型的金属橡胶复合弹簧,在载荷作用下有挠度较大的优点,能够在空车、重载以及低速、高速等不同的使用工况下有效地保证良好的运行舒适度,同时,能提供所需的三向刚度,以满足车辆特别是货车车辆的动力品质[25]。
国内由齐齐哈尔车辆厂开发的的160Km货车转向架上即装配了由时代新材提供的液体复合弹簧,该转向架在滚动实验台上跑出240Km的中国货车最高速,弹性悬挂系统完全满足车辆动力学要求,平稳性优良。
2.1.2 二系悬挂用减振橡胶制品橡胶堆产品是车体与转向架的弹性连接元件,弹性地承担车体的垂向载荷,并给机车车辆各轴以一定的重量分配,以使所分配的重量在车轮行经不平线路时不发生显著变化;同时,橡胶堆能有效地缓和铅垂面内的有害振动,改善机车车辆的抗蛇行稳定性。
与刚弹簧相比,其具有如下优点:①提供适宜的垂向静挠度,有利于机车车辆获得良好的粘着重量利用率。
②能充分利用车体提供的垂向预压,使橡胶堆获得优良的横向剪切性能,这有利于机车车辆的横动和曲线通过。