軌道交通用橡膠減振材料及制品的應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-08-30 07:04 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 變性能成為衡量該產(chǎn)品技術(shù)水平的主要標(biāo)志。株洲時(shí)代新材料科技股份公司對(duì)提高產(chǎn)品的抗蠕變性能進(jìn)行專題研究[17，18]，實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果表明，新研制的V型橡膠彈簧抗蠕變性能優(yōu)于國(guó)外同類產(chǎn)品。 圖2 V型彈簧表2 V型彈簧靜壓蠕變對(duì)比 2) 錐型彈簧 錐型彈簧和V型彈簧相比，其特點(diǎn)主要有：①采用圓柱襯套結(jié)構(gòu)，可根據(jù)三向剛度要求進(jìn)行槽孔的不同設(shè)計(jì)；②根據(jù)橡膠彈簧的壓、剪錐體理論，采用等應(yīng)力層設(shè)計(jì)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(dòng)。因此目前國(guó)內(nèi)外新設(shè)計(jì)的城軌地鐵轉(zhuǎn)向架上，大都采用錐型彈簧取代V型彈簧，其關(guān)鍵技術(shù)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(shí)代新材公司生產(chǎn)的錐型彈簧經(jīng)德國(guó)Contitech公司檢測(cè)和計(jì)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(qiáng)的非線性特性，可提供動(dòng)力學(xué)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(yùn)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(dòng)的部分能量，這種特性對(duì)吸收車輛高頻振動(dòng)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(dá)60mm，甚至到132mm。在橫向載荷作用下，當(dāng)載荷等于最大垂向載荷的30％～60％時(shí)，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(zhuǎn)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(guó)Talbot工廠設(shè)計(jì)制造的DRRS(Doublerubberrollingspring)轉(zhuǎn)向架上。目前DRRS轉(zhuǎn)向架大量應(yīng)用于歐洲境內(nèi)德國(guó)、瑞士、挪威、奧地利、丹麥、芬蘭等國(guó)家的貨車上，其具有輪軌作用小、輪緣磨耗好等特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)時(shí)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(yīng)用。 4) 液體復(fù)合橡膠彈簧 液體復(fù)合橡膠彈簧減振器(簡(jiǎn)稱液體復(fù)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(fù)合彈簧1979年液體復(fù)合橡膠彈簧首次用于奧迪轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)的減振，而后得到迅速推廣，并發(fā)展了缸式液壓發(fā)動(dòng)機(jī)底座、電子控制液壓發(fā)動(dòng)機(jī)底座等，技術(shù)日益成熟[15，21，22，23]，從結(jié)構(gòu)的角度成功地解決了產(chǎn)品動(dòng)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(yīng)用最為廣泛。德國(guó)Contitech公司于20世紀(jì)90年代首次在軸箱彈簧定位器的基礎(chǔ)上開發(fā)出剪切壓縮型的金屬橡膠復(fù)合彈簧，在載荷作用下有撓度較大的優(yōu)點(diǎn)，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(yùn)行舒適度，同時(shí)，能提供所需的三向剛度，以滿足車輛特別是貨車車輛的動(dòng)力品質(zhì)[25]。國(guó)內(nèi)由齊齊哈爾車輛廠開發(fā)的的160Km貨車轉(zhuǎn)向架上即裝配了由時(shí)代新材提供的液體復(fù)合彈簧，該轉(zhuǎn)向架在滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上跑出240Km的中國(guó)貨車最高速，彈性懸掛系統(tǒng)完全滿足車輛動(dòng)力學(xué)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(zhuǎn)向架的彈性連接元件，彈性地承擔(dān)車體的垂向載荷，并給機(jī)車車輛各軸以一定的重量分配，以使所分配的重量在車輪行經(jīng)不平線路時(shí)不發(fā)生顯著變化；同時(shí)，橡膠堆能有效地緩和鉛
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