Основна відповідність твердості за Шором і температурної адаптації рейкових колодок
Які небезпеки спричинені збільшенням твердості за Шором під-рейкових прокладок у середовищі з низькою-температурою (нижче -20 градусів)?
Нижче -20 градусів каучукові та поліуретанові матеріали зазнають "склування", при цьому твердість за Шором збільшується на 10-15 градусів, а модуль пружності різко зростає. Після підвищення твердості пружна деформаційна здатність колодки різко падає, загальна жорсткість колії збільшується, а ударне навантаження колесо-рейка зростає більш ніж на 20%. Одночасно збільшується крихкість колодки, що робить її схильною до розтріскування та відколів під впливом навантаження поїзда, а ефективність зменшення вібрації знижується більш ніж на 50%. Для гумових прокладок підвищена твердість також зменшує силу зчеплення зі шпалами, що робить схильним до ковзання прокладок і погіршує геометричну стабільність колії.
Який вплив має зниження твердості за Шором під-рейкових прокладок у високо-температурному середовищі (вище 60 градусів)?
Вище 60 градусів рух молекулярного ланцюга матеріалу нижньої-накладки рейки посилюється, твердість за Шором зменшується на 8 градусів -12 градусів, а опір матеріалу стискуванню значно знижується. Після зниження твердості пластична деформація колодки під навантаженням поїзда збільшується більш ніж на 30%, що призводить до нерівномірного осідання рейки та погіршення гладкості колії. У той же час швидкість повзучості колодки прискорюється; після тривалого-терміну служби відбувається «згортання», що спричиняє регіональне зниження жорсткості колії та посилює нерівномірний знос колісних рейок. Крім того, накладки з низькою твердістю легко видавлюються та деформуються еластичними кліпсами або натискними пластинами, втрачаючи свою еластичну опорну функцію.
Які відмінності у стандартах вибору твердості за Шором для під-рейкових прокладок у різних регіонах робочої температури?
Для холодних регіонів (мінімальна температура менше або дорівнює -30 градусам) потрібно вибирати гумові прокладки низької -твердості з Shore A 50 градусів ±5 градусів або модифіковані поліуретанові прокладки, щоб знизити температуру склування та забезпечити еластичність за низьких температур. У регіонах із високими-температурами (максимальна температура більше або дорівнює 60 градусам) потрібно вибирати поліуретанові прокладки високої{10}}твердості з Шором А 90 градусів ±5 градусів, щоб покращити термостійкість матеріалу та зменшити-температурну пластичну деформацію. У помірних регіонах (-від 20 градусів до 60 градусів) можна використовувати гумові або поліуретанові прокладки стандартної -жорсткості, що збалансовують еластичність і термостійкість. На високошвидкісних трасах Alpine потрібно вибирати спеціальні еластомерні прокладки з кутом нахилу за Шором D 30 градусів ±3 градуси, щоб збалансувати еластичність при низьких температурах і стабільність при високих температурах.
Який кількісний зв’язок між твердістю за Шором і ефективністю зменшення вібрації під-рейкових прокладок?
У межах стандартного діапазону твердості ефективність зменшення вібрації під-рейкових прокладок негативно корелює з твердістю за Шором-для кожного зменшення твердості на 5 градусів ефективність зменшення вібрації зростає на 8%-10%. Коли твердість гумової прокладки зменшується з 60 градусів за Шором до 55 градусів, ефективність зменшення вібрації зростає з 25% до приблизно 33%. Однак, коли твердість нижче 50 градусів, покращення ефективності зменшення вібрації сповільнюється, а пластична деформація посилюється через недостатню міцність колодки. Коли твердість перевищує 65 градусів, ефективність зменшення вібрації різко падає нижче 15%, не відповідаючи вимогам щодо зменшення вібрації. Таким чином, кожен матеріал колодки має свій оптимальний діапазон твердості; справа не в тому, що чим м’якша накладка, тим кращий ефект зменшення вібрації.
Як швидко визначити твердість за Шором під-рейкових прокладок на місці, щоб визначити, чи відповідає їх температурна адаптація?
На місці можна використовувати портативний тестер твердості за Шором (тип A для гуми, тип D для поліуретану високої-твердості) для вимірювання кількох точок у -ненапруженій зоні колодки, а середнє значення береться як результат тесту. Під час тестування температура навколишнього середовища повинна бути близькою до кімнатної (25 градусів), щоб уникнути впливу температури на вимірювання твердості. Якщо виміряна твердість перевищує стандартний діапазон ±5 градусів, це вказує на те, що матеріал накладки старий або неправильно підібраний, а адаптивність до температури не відповідає вимогам. Крім того, у поєднанні із зовнішнім станом прокладки-якщо з’являються тріщини за низьких температур або в’язка деформація за високих температур-навіть якщо твердість відповідає вимогам, прокладку, яка відповідає цій температурі, слід замінити.