軌道交通用橡膠減振材料及制品的應用(編輯修改稿)
2025-01-03 21:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 已具有成熟技術。由于 V 型彈簧承受周向剪切和垂向壓縮變形， 因此橡膠的抗蠕變性能成為衡量該產(chǎn)品技術水平的主要標志。株洲時代新材料科技股份公司對提高產(chǎn)品的抗蠕 變性能進行專題研究 [17， 18]，實驗室檢測結果表明，新研制的 V 型橡膠彈簧抗蠕變性能優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。 圖 2 V 型彈簧 表 2 V 型彈簧靜壓蠕變對比 2) 錐型彈簧 錐型彈簧和 V 型彈簧相比，其特點主要有：①采用圓柱襯套結構，可根據(jù)三向剛度要求進行槽孔的不同設計；②根據(jù)橡膠彈簧的壓、剪錐體理論，采用等應力層設計方法及特選的彈性橡膠，更有利于減小產(chǎn)品的蠕變；③能提供最大的牽引力，平衡車輪荷重，控制縱、橫擺動。因此目前國內(nèi)外新設計的城軌地鐵轉向架上，大都采用錐型彈簧取代 V 型彈簧，其關鍵技術也是抗蠕變能力，即使用期中蠕變不能超過產(chǎn)品工作載荷下垂向位移的 20%。時代新材公司生產(chǎn)的錐型彈簧經(jīng)德國 Contitech 公司檢測和計算， 10 年的蠕變值不到 5mm，僅為工作載荷下垂向位移的 12%(見圖 4) 圖 3 錐型彈簧 圖 4 錐型彈簧的 10 年蠕變值 3) 滾環(huán)橡膠彈簧 滾環(huán)橡膠彈簧具有較強的非線性特性，可提供動力學性能所需的不同縱向和橫向剛度值，可 滿足減振和定位要求。在車輛運行過程中，橡膠彈簧在橫向和垂向產(chǎn)生變形，吸收車輛振動的部分能量，這種特性對吸收車輛高頻振動和降低噪聲十分有益。滾環(huán)式橡膠彈簧垂向承載能力 10～ 200kN，垂向撓度可達 60mm，甚至到 132mm。在橫向載荷作用下，當載荷等于最大垂向載荷的 30％～ 60％時，橫向可產(chǎn)生約 4mm 的位移 [19,20]，其縱向剛度約為垂向剛度 的3～ 6 倍，而其它鋼簧的縱向接近剛性，其轉向架具有更好的曲線通過能力。 滾環(huán)橡膠彈簧最早用于德國 Talbot 工廠設計制造的 DRRS(Doublerubberrollingspring)轉向架上。目前 DRRS 轉向架大量應用于歐洲境內(nèi)德國、瑞士、挪威、奧地利、丹麥、芬蘭等國家的貨車上，其具有輪軌作用小、輪緣磨耗好等特點。國內(nèi)時代新材與西南交大已經(jīng)聯(lián)合開發(fā)出了此類產(chǎn)品，但尚未得到推廣應用。 4) 液體復合橡膠彈簧 液體復合橡膠彈簧減振器 (簡稱液體復合彈簧 )，也稱液力減振器，是以橡膠彈性體密封流體(通常 是不凍液，如乙二醇和丙二醇的混合液 )，利用流體的液壓支撐和橡膠共同起緩沖作用的，也屬非線性減振器。 圖 6 金屬橡膠液體復合彈簧 1979 年液體復合橡膠彈簧首次用于奧迪轎車的發(fā)動機的減振，而后得到迅速推廣，并發(fā)展了缸式液壓發(fā)動機底座、電子控制液壓發(fā)動機底座等，技術日益成熟 [15， 21， 22， 23]，從結構的角度成功地解決了產(chǎn)品動態(tài)倍率與損耗因子之間的非相容問題而獲得近乎完美的新型減振器 [24]，其中，慣性通道式液力減振器應用最為廣泛。德國 Contitech 公司于 20 世紀 90 年代首次在軸箱彈簧定位器的基礎上開發(fā)出剪切壓縮型的金屬橡膠復合彈簧，在載荷作用下有撓度較大的優(yōu)點，能夠在空車、重載以及低速、高速等不同的使用工況下有效地保證良好的運行舒適度，同時，能提供所需的三向剛度，以滿足車輛特別是貨車車輛的動力品質 [25]。國內(nèi)由齊齊哈爾車輛廠開發(fā)的的 160Km 貨車轉向架上即裝配了由時代新材提供的液體復合彈簧 ，該轉向架在滾動實驗臺上跑出 240Km 的中國貨車最高速，彈性懸掛系統(tǒng)完全滿足車輛動力學要求，平穩(wěn)性優(yōu)良。 二系懸掛用減振橡膠制品 1) 橡膠堆 橡膠堆產(chǎn)品是車體與轉向架的彈性連接元件，彈性地承擔車體的垂向載荷，并給機車車輛各軸以一定的重量分配，以使所分配的重量在車輪
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