Die Kernanpassung von Shore-Härte und Temperaturanpassungsfähigkeit von Schienenbelägen
Welche Gefahren entstehen durch die Erhöhung der Shore-Härte von Unter-Schienenpolstern in Umgebungen mit niedrigen-Temperaturen (unter -20 Grad)?
Unterhalb von -20 Grad durchlaufen Gummi- und Polyurethanmaterialien einen „Glasübergang“, wobei die Shore-Härte um 10 bis 15 Grad ansteigt und der Elastizitätsmodul stark ansteigt. Nach der Erhöhung der Härte sinkt das elastische Verformungsvermögen des Belags drastisch, die Gesamtsteifigkeit der Schiene nimmt zu und die Rad-Schiene-Stoßbelastung steigt um mehr als 20 %. Gleichzeitig nimmt die Sprödigkeit des Belags zu, wodurch er unter Zugbelastung anfällig für Risse und Absplitterungen wird, und die Vibrationsdämpfungsleistung nimmt um mehr als 50 % ab. Bei Gummiauflagen verringert eine erhöhte Härte auch die Bindungskraft mit den Schwellen, was dazu führt, dass es zu einem Verrutschen der Auflage kommt und die geometrische Stabilität des Gleises beeinträchtigt wird.
Welche Auswirkung hat die Abnahme der Shore-Härte von Unter-schienenpolstern in Umgebungen mit hohen-Temperaturen (über 60 Grad)?
Oberhalb von 60 Grad verstärkt sich die molekulare Kettenbewegung des Materials der Schienenunterlage, die Shore-Härte nimmt um 8 Grad -12 Grad ab und der Widerstand des Materials gegen Druckverformung nimmt deutlich ab. Nach dem Härteabfall nimmt die plastische Verformung der Unterlage unter Zuglast um mehr als 30 % zu, was zu ungleichmäßigen Schienensetzungen und einer verschlechterten Gleisglätte führt. Gleichzeitig beschleunigt sich die Kriechgeschwindigkeit des Pads; Nach längerem Einsatz kommt es zu einem „Zusammenbruch“, der zu einer regionalen Abnahme der Gleissteifigkeit führt und den ungleichmäßigen Rad-Schiene-Verschleiß verschlimmert. Darüber hinaus werden Polster mit geringer Härte durch elastische Klammern oder Druckplatten leicht extrudiert und verformt, wodurch ihre elastische Stützfunktion verloren geht.
Welche Unterschiede gibt es bei den Shore-Härte-Auswahlstandards für Unter-schienenpolster in verschiedenen Betriebstemperaturbereichen?
In kalten Regionen (Mindesttemperatur kleiner oder gleich -30 Grad) müssen Gummipolster mit niedriger-Härte und Shore A 50 Grad ±5 Grad oder modifizierte Polyurethanpolster ausgewählt werden, um die Glasübergangstemperatur zu senken und Elastizität bei niedrigen Temperaturen sicherzustellen. Regionen mit hohen Temperaturen (maximale Temperatur größer oder gleich 60 Grad) müssen Polyurethan-Pads mit hoher Härte und Shore A 90 Grad ±5 Grad auswählen, um die Hitzebeständigkeit des Materials zu verbessern und plastische Verformungen bei hohen Temperaturen zu reduzieren. In gemäßigten Regionen (-20 bis 60 Grad) können Gummi- oder Polyurethan-Pads mit Standardhärte-verwendet werden, die Elastizität und Hitzebeständigkeit ausgleichen. Alpine Hochgeschwindigkeitsstrecken müssen spezielle Elastomerpolster mit Shore D 30 Grad ±3 Grad auswählen, um die Elastizität bei niedrigen Temperaturen und die Stabilität bei hohen Temperaturen in Einklang zu bringen.
Welcher quantitative Zusammenhang besteht zwischen der Shore-Härte und der Vibrationsdämpfungsleistung von Unterschienenpolstern?
Innerhalb des Standardhärtebereichs korreliert die Schwingungsdämpfungsleistung von Unterschienen-Pads negativ mit der Shore-Härte.-Bei jeder 5-Grad-Abnahme der Härte erhöht sich die Schwingungsdämpfungseffizienz um 8–10 %. Wenn die Härte des Gummipolsters von 60 Grad Shore A auf 55 Grad abnimmt, steigt die Effizienz der Vibrationsreduzierung von 25 % auf etwa 33 %. Wenn die Härte jedoch weniger als 50 Grad beträgt, verlangsamt sich die Verbesserung der Vibrationsreduzierungseffizienz und die plastische Verformung verstärkt sich aufgrund der unzureichenden Belagfestigkeit. Wenn die Härte mehr als 65 Grad beträgt, sinkt die Effizienz der Vibrationsreduzierung stark auf unter 15 %, sodass die Anforderungen an die Vibrationsreduzierung des Gleises nicht erfüllt werden. Daher hat jedes Polstermaterial seinen optimalen Härtebereich; Es ist nicht so, dass der Effekt der Vibrationsreduzierung umso besser ist, je weicher das Polster ist.
Wie lässt sich die Shore-Härte von Unterschienenunterlagen vor Ort schnell ermitteln, um zu beurteilen, ob ihre Temperaturanpassungsfähigkeit qualifiziert ist?
Vor Ort kann ein tragbares Shore-Härteprüfgerät (Typ A für Gummi, Typ D für Polyurethan mit hoher -Härte) verwendet werden, um mehrere Punkte im nicht-beanspruchten Bereich des Pads zu messen und der Durchschnittswert als Testergebnis zu verwenden. Während der Prüfung muss die Umgebungstemperatur nahe der Raumtemperatur (25 Grad) liegen, um einen Einfluss der Temperatur auf die Härtemessung zu vermeiden. Wenn die gemessene Härte den Standardbereich von ±5 Grad überschreitet, deutet dies darauf hin, dass das Polstermaterial gealtert oder falsch ausgewählt ist und die Temperaturanpassungsfähigkeit nicht einwandfrei ist. Darüber hinaus muss in Kombination mit dem Aussehen des Bremsbelags -wenn bei niedrigen Temperaturen Risse oder bei hohen Temperaturen eine viskose Verformung auftreten-auch wenn die Härte qualifiziert ist, der für die Temperatur geeignete Bremsbelag ausgetauscht werden.