Rail Pad Pret{0}}novecošanās tehnoloģija un ekstrēmas vides pielāgošanās dizains
Kādas ir galvenās sliežu paliktņu novecošanas kļūmes izpausmes un cēloņi?
Galvenās sliežu paliktņu novecošanas atteices izpausmes ir elastīga sabrukšana, virsmas plaisāšana un pārmērīga saspiešana. Elastīgā sabrukšana ir viskritiskākais atteices veids, ko izraisa gumijas molekulāro ķēžu pārrāvums spilventiņa materiālā ultravioletā starojuma un temperatūras izmaiņu ietekmē, kā rezultātā palielinās elastības modulis un samazinās triecienu absorbcijas veiktspēja. Virsmas plaisāšanu izraisa ultravioletā starojuma foto-novecošanās efekts. Ultravioletais starojums iznīcina gumijas molekulu krustenisko-struktūru, izraisot spilventiņu virsmas stingrības zaudēšanu un tīkla plaisas. Plaisas, kas dziļākas par 1 mm, paātrina spilventiņa iekšējo novecošanos. Pārmērīga saspiešana attiecas uz spilventiņa nespēju atgriezties sākotnējā formā ilgstošas-slodzes gadījumā, deformācijai pārsniedzot 10%. To izraisa nepietiekama izturība pret spiedes nogurumu spilventiņu materiālā, kā rezultātā atkārtotas saspiešanas rezultātā notiek neatgriezeniska molekulāro ķēžu deformācija. Sliežu paliktņu novecošanās atteice ir arī cieši saistīta ar vides faktoriem. Augsta{13}}temperatūra paātrina gumijas molekulu termo-oksidatīvo novecošanos, savukārt ārkārtīgi auksta vide samazina spilventiņa materiāla izturību, padarot to pakļautu trausliem lūzumiem. Skābes un sārmi ļoti korozīvā vidē korodē spilventiņu virsmu un bojā materiāla struktūru. Turklāt nepareiza kāpurķēžu paliktņu uzstādīšana var arī paātrināt novecošanos. Piemēram, spraugas starp kāpurķēžu paliktni un gulšņu var izraisīt lokālu stresa koncentrāciju, paātrinot sliežu ceļa paliktņa nogurumu.
Kādi ir materiālu sastāva uzlabošanas pasākumi, lai novērstu{0}}sliežu paliktņu novecošanos?
Materiālu sastāva uzlabošanas pasākumi sliežu spilventiņu pret-novecošanai galvenokārt ir saistīti ar trim aspektiem: matricas materiāla modifikāciju, pret-novecošanās līdzekļu pievienošanu un pildvielu optimizāciju. Matricas materiālā tradicionālā dabiskā kaučuka vietā izmantota etilēnpropilēna diēna monomēra (EPDM) gumija. EPDM gumijai ir lieliska laika apstākļu izturība un izturība pret novecošanos; tā izturība pret ultravioleto novecošanos ir vairāk nekā trīs reizes lielāka nekā dabiskā kaučuka, efektīvi aizkavējot molekulāro ķēžu pārrāvumu. Pret{5}}novecošanās līdzekļu pievienošana ir formulas uzlabošanas atslēga. Tiek pieņemta salikta pretnovecošanās sistēma "antioksidants + UV absorbētājs + gaismas stabilizators". Tiek atlasīti kavētie fenola antioksidanti ar pievienoto daudzumu 0,5%-1,0%, kas var kavēt gumijas termo-oksidatīvo novecošanos. Benzotriazola produkti ir izvēlēti kā UV absorbētāji ar pievienoto daudzumu 1,0%-1,5%, kas var absorbēt UV starus un samazināt foto{24}}oksidatīvo novecošanos. Apgrūtināti amīnu produkti ir izvēlēti kā gaismas stabilizatori, pievienojot 0,8%-1,2%, kas var uztvert brīvos radikāļus un aizkavēt novecošanās procesu. Pildvielas optimizācija izmanto nano-kalcija karbonātu, lai aizstātu tradicionālo vieglo kalcija karbonātu. Nano-kalcija karbonāta daļiņu izmērs tiek kontrolēts pie 50-100 nm, ko var vienmērīgi izkliedēt gumijas matricā, uzlabojot spilventiņa saspiešanas pretestību, samazinot kompresijas iestatīto ātrumu no 15% līdz 8%. Pēc formulas uzlabošanas spilventiņu materiālam ir jāiztur paātrinātas novecošanas testi. Pēc 1000 stundu novecošanas 70 grādu temperatūrā UV starojuma ietekmē elastības moduļa maiņas ātrumam jābūt mazākam vai vienādam ar 10%, un virsmai nevajadzētu būt plaisāšanai, kas atbilst pretnovecošanas konstrukcijas prasībām.
Kāda ir pielāgojamības dizaina shēma augstas{0}}temperatūras sliežu paliktņiem?
Pielāgojamības projektēšanas shēma augstas{0}}temperatūras vides sliežu paliktņiem izmanto divu stratēģiju: materiāla karstumizturības modifikācijas un strukturālās siltuma izkliedes dizainu. Lai mainītu materiāla karstumizturību, EPDM gumijas sastāvam tiek pievienotas karstumizturīgas piedevas, izmantojot silīcija organiskos karstumizturīgus līdzekļus, pievienojot daudzumu 2,0%-2,5%. Tas palielina paliktņa karstumizturības temperatūru, ļaujot tam saglabāt stabilas elastības īpašības pat pie 120 grādiem. Vienlaikus tiek koriģēts vulkanizācijas process, izmantojot augstas temperatūras, īsa laika vulkanizāciju. Vulkanizācijas temperatūra tiek kontrolēta uz 180-190 grādiem, un vulkanizācijas laiks tiek kontrolēts uz 10-15 minūtēm, kā rezultātā tiek iegūta stabilāka šķērssaistītā struktūra un uzlabota termiskā novecošanās izturība. Strukturālā siltuma izkliedes konstrukcija ietver siltuma izkliedes rievas uz paliktņa virsmas ar 5 mm platumu, 3 mm dziļumu un 10 mm atstarpi. Tas palielina paliktņa siltuma izkliedes laukumu, paātrina siltuma izkliedi un samazina paliktņa darba temperatūru. Turklāt starp paliktni un gulšņu ir novietots siltumvadošs silikona paliktnis, kura siltumvadītspēja ir lielāka vai vienāda ar 1,0 W/(m・K), ātri pārnesot paliktņa absorbēto siltumu uz gulšņu un novēršot siltuma uzkrāšanos. Pēc pielāgošanās dizaina pabeigšanas tiek veikts augstas temperatūras novecošanas tests. Pēc ievietošanas 120 grādu vidē uz 1000 stundām spilventiņa elastīgās sabrukšanas ātrums ir mazāks vai vienāds ar 8%, un kompresijas komplekts ir mazāks vai vienāds ar 10%, atbilst apkalpošanas prasībām augstas temperatūras vidēs.
Kādi ir sliežu paliktņu stingrības{0}}uzlabošanas pasākumi aukstā vidē?
Izturības uzlabošanas projektēšanas pasākumi kāpurķēžu paliktņiem lielā{0}}augstumā un aukstā vidē galvenokārt ietver divus aspektus: materiāla rūdīšanas modifikācijas un konstrukcijas pret-trauslumu. Materiāla rūdīšanas modifikācija ietver rūdīšanas līdzekļu pievienošanu EPDM gumijas sastāvam, izmantojot butilgumiju kā rūdīšanas komponentu, pievienošanas daudzumu kontrolējot 10%-15%. Butilgumijai ir lieliska elastība zemā-temperatūrā, kas var uzlabot spilventiņa pret-trauslumu zemas{10}}temperatūras vidēs. Vienlaikus tiek pievienoti antifrīza līdzekļi, izmantojot antifrīzu uz poliola{15}} bāzes, pievienojot 1,0%-1,5%, kas var pazemināt paliktņa materiāla stiklošanās temperatūru, ļaujot tam saglabāt labu elastību pat pie -40 grādiem. Strukturālā pret-trausluma konstrukcija aizstāj asās polsterējuma stūra pārejas ar lielām noapaļotām pārejām R10 mm, novēršot sprieguma koncentrācijas punktus un novēršot trauslumu, ko izraisa spriedzes koncentrācija zemā{23}}temperatūras vidē. Turklāt tiek pieņemts slāņveida konstrukcijas dizains ar augstas -stingrības materiālu virsmas slānim un augstas{27}}elastīgu materiālu iekšējam slānim. Virsmas slāņa biezums tiek kontrolēts 2 mm, lai izturētu zemas temperatūras triecienus, savukārt iekšējā slāņa biezums tiek kontrolēts 8 mm, lai nodrošinātu triecienu absorbciju. Kad stingrību paaugstinošā konstrukcija ir pabeigta, ir nepieciešams zemas temperatūras trieciena tests. -40 grādu vidē 2 kg smags āmurs tiek nomests no 1 m augstuma uz paliktņa. Spilvens tiek uzskatīts par kvalificētu, ja tam nav plaisu vai bojājumu, un tas atbilst prasībām lietošanai īpaši aukstā vidē.
Kādas ir galvenās metodes un pieņemšanas standarti, lai pārbaudītu sliežu paliktņu pret{0}}novecošanos?
Galvenās metodes sliežu spilventiņu pretnovecošanās veiktspējas-pārbaudīšanai ietver trīs kategorijas: paātrinātas novecošanas testu, augstas un zemas temperatūras cikliskuma testu un lauka iedarbības testu. Paātrinātās novecošanas testā tiek izmantota ksenona lampas novecošanas pārbaudes kamera, lai modelētu ultravioleto starojumu un augstas temperatūras vidi. Testa apstākļi ir: gaismas intensitāte 60 W/m², temperatūra 70 grādi un testa laiks 1000 stundas. Pēc testa tiek mērīts elastības moduļa maiņas ātrums, kompresijas komplekts un spilventiņa virsmas stāvoklis. Augstas un zemas temperatūras cikla testā tiek izmantota augstas un zemas temperatūras testa kamera ar temperatūras diapazonu no -40 grādi līdz 120 grādiem un 100 cikli. Katrs cikls ietver 2-stundu augstas-temperatūras noturēšanu un 2 stundu zemas temperatūras noturēšanu. Pēc testa tiek izmērīts paliktņa izskats un mehāniskās īpašības. Ekspozīcijas uz lauka testi tiek veikti tipiskā ekstremālā vidē, piemēram, augstas temperatūras tuksnešos, vēsos mūžīgā sasaluma reģionos un piekrastes sāls izsmidzināšanas zonās, pakļaujot spilventiņus elementu iedarbībai uz vienu gadu, periodiski uzraugot veiktspējas izmaiņas. Pieņemšanas kritēriji ir šādi: pēc paātrinātas novecošanas testiem elastības moduļa maiņas ātrums ir mazāks par vai vienāds ar 10%, saspiešanas iestatītais ātrums ir mazāks vai vienāds ar 8% un nav virsmas plaisāšanas; pēc augstas un zemas temperatūras cikla testiem nav plaisu vai deformāciju; un pēc lauka iedarbības testiem veiktspējas pasliktināšanās līmenis ir mazāks par vai vienāds ar 15%. Katrai spilventiņu partijai ir jābūt lielākai par 99% vai vienādai ar to, un visi nekvalificētie produkti ir jānodod metāllūžņos, lai nodrošinātu inženiertehnisko lietojumu uzticamību.