La composizione materiale dei pattini e il loro impatto sulle vibrazioni dei binari e sulla riduzione del rumore
Quali sono i vantaggi della formulazione dei cuscinetti in miscela di gomma naturale-stirene butadiene?
Il rapporto tipico tra i cuscinetti misti in gomma naturale-stirene butadiene è 60% gomma naturale + 40% gomma stirene butadiene, che bilancia l'elevata elasticità della gomma naturale e la resistenza all'usura della gomma stirene butadiene con un eccezionale rapporto costo-prestazioni. Il coefficiente di smorzamento del materiale in gomma miscelata può raggiungere 0,15-0,20, il che può attenuare efficacemente le vibrazioni delle ruote-rotaie, ridurre il rumore delle vibrazioni dei binari di 8-12 decibel ed è adatto per le ferrovie ad alta velocità convenzionali e il trasporto ferroviario urbano. Il tasso di rimbalzo del tampone con questa formula è maggiore o uguale al 65%, che non è soggetto a deformazione permanente sotto carico a lungo termine e la durata può raggiungere 8-10 anni. L'agente rinforzante del nero di carbonio aggiunto nel processo di miscelazione può aumentare la resistenza alla trazione del tampone fino a oltre 18 MPa e la resistenza allo strappo è notevolmente migliorata. Inoltre, l'agente antietà aggiunto nella formula può ritardare l'invecchiamento della gomma, mantenere prestazioni stabili nell'intervallo di temperature da -30 gradi a 60 gradi e adattarsi a diverse zone climatiche.
Quali vantaggi prestazionali hanno i cuscinetti in poliuretano (PU) rispetto ai cuscinetti in gomma?
La durezza dei cuscinetti in poliuretano può essere regolata con precisione tra Shore A 50-90, che può essere personalizzata in base alle esigenze di riduzione delle vibrazioni delle diverse linee ed è adatta per applicazioni a scenario completo, dalla velocità convenzionale all'alta velocità. La sua resistenza alla compressione è maggiore o uguale a 30 MPa, più del doppio di quella dei normali cuscinetti in gomma, con eccellente resistenza alla deformazione permanente da compressione e la deformazione è inferiore o uguale al 5%, molto inferiore allo standard del 15% dei cuscinetti in gomma. Le pastiglie in poliuretano hanno un'eccezionale resistenza all'usura, con una perdita per usura di soli 0,08 cm³/1,61 km e una durata operativa di oltre 15 anni, riducendo notevolmente la frequenza di sostituzione. Questo materiale ha una maggiore resistenza agli oli e alla corrosione chimica, adatto per l'uso su pista in ambienti inquinati speciali come miniere e parchi chimici. Allo stesso tempo, la resistenza di isolamento dei cuscinetti in poliuretano è maggiore o uguale a 10¹⁰Ω, che è migliore di quella dei cuscinetti in gomma ed è più adatta per ferrovie elettrificate con livelli di tensione elevati.
Perché i cuscinetti in etilene propilene diene monomero (EPDM) sono adatti per l'uso nelle regioni alpine?
La temperatura di transizione vetrosa del monomero di etilene propilene diene è di soli -55 gradi, quindi non sarà fragile nell'ambiente a temperature estremamente basse delle regioni alpine e può comunque mantenere una buona elasticità e prestazioni di riduzione delle vibrazioni. Questo materiale ha un'eccellente resistenza agli agenti atmosferici e una forte resistenza all'invecchiamento UV. Sotto l'intensa radiazione UV nelle regioni alpine, il tasso di attenuazione delle prestazioni non supera il 3% all'anno. I cuscinetti in EPDM hanno un'eccellente resistenza all'ozono, possono resistere all'erosione dell'ozono nell'aria rarefatta delle regioni alpine ed evitare la rottura dei cuscinetti. Il plastificante resistente al freddo-aggiunto nella sua formula può migliorare ulteriormente la tenacità alle basse temperature. Se sottoposto a test di compressione a -40 gradi, il tasso di rimbalzo può ancora essere mantenuto al di sopra del 60%. Inoltre, i cuscinetti in EPDM hanno eccezionali prestazioni di impermeabilità, che possono impedire all'acqua di sciogliere il ghiaccio e alla neve di penetrare nel cuscinetto, evitando danni al cuscinetto causati dal gelo.
Quali requisiti speciali ha il trasporto ferroviario urbano per gli indicatori di riduzione delle vibrazioni e del rumore dei pattini sotto-rotaie?
Il trasporto ferroviario urbano opera principalmente nei centri urbani, con severi requisiti di controllo del rumore. I cuscinetti sotto-il binario devono ridurre il rumore delle ruote-del binario al di sotto di 65 decibel per soddisfare gli standard di rumore ambientale urbano. La rigidità statica verticale del pattino deve essere controllata a 20-40 kN/mm, il che può ridurre efficacemente le vibrazioni ed evitare cedimenti del binario causati da una rigidità insufficiente. I treni urbani partono e si fermano frequentemente, quindi la soletta deve avere un'eccellente resistenza alla fatica. Dopo 10 milioni di test di carico alternato, il tasso di attenuazione della rigidità è inferiore o uguale al 10%. Poiché la maggior parte delle rotaie urbane sono linee sotterranee con ambiente umido e scarsa ventilazione, i tamponi devono avere proprietà antimuffa e antibatteriche per inibire il degrado delle prestazioni causato dalla crescita di muffe. Inoltre, i rivestimenti ferroviari urbani devono adottare una formula ignifuga con un indice di ossigeno maggiore o uguale al 28% per prevenire la propagazione del fuoco in caso di incidenti di incendio e garantire la sicurezza operativa.
Come valutare se le prestazioni di riduzione delle vibrazioni dei cuscinetti sotto-rotaia soddisfano lo standard attraverso i test?
È possibile utilizzare un banco prova vibrazioni per simulare il carico d'impatto delle ruote-rotaie e misurare la trasmissibilità delle vibrazioni del cuscinetto. Se la trasmissibilità è inferiore o uguale al 30%, si ritiene che le prestazioni di riduzione delle vibrazioni soddisfino lo standard e più basso è il valore, migliore è l'effetto di riduzione delle vibrazioni. Utilizzare una macchina di prova universale per testare la rigidità statica del cuscinetto, confrontarla con il valore di progetto per giudicare se soddisfa le esigenze di riduzione delle vibrazioni della linea e la deviazione deve essere controllata entro ±10%. Condurre test sul rumore, misurare il valore del rumore quando il treno passa a una distanza di 5 metri dal binario per garantire che soddisfi lo standard di emissione acustica dell'area. Attraverso il test di deformazione permanente della compressione, comprimere il cuscinetto a 70 gradi per 22 ore, misurare la deformazione e una deformazione inferiore o uguale all'8% è idonea a verificarne la stabilità di utilizzo a lungo termine. Inoltre, è possibile eseguire-test con martello di caduta in loco per registrare il rimbalzo del cuscinetto dopo l'impatto del martello di caduta e valutare in modo intuitivo le prestazioni effettive dell'effetto di riduzione delle vibrazioni.