Công nghệ khớp mô đun đàn hồi cho tấm đệm ray và các giải pháp giảm rung và tiếng ồn cho đường ray
Các yếu tố ảnh hưởng cốt lõi của mô đun đàn hồi của tấm lót dưới{0} ray là gì?
Các yếu tố ảnh hưởng cốt lõi của mô đun đàn hồi của tấm lót dưới ray-bao gồmcông thức vật liệu, quá trình lưu hóa và thiết kế cấu trúc. Công thức vật liệu là cơ sở để xác định mô đun đàn hồi. Đối với các miếng đệm dựa trên monome ethylene propylene diene (EPDM), mô đun đàn hồi có thể được thay đổi bằng cách điều chỉnh lượng lấp đầy cacbon đen. Khi lượng than đen lấp đầy tăng từ 30 phần lên 60 phần, mô đun đàn hồi có thể tăng hơn 50%. Nhiệt độ và thời gian lưu hóa trong quá trình lưu hóa cũng ảnh hưởng đến mô đun đàn hồi. Khi nhiệt độ lưu hóa được kiểm soát ở 150-160 độ và thời gian lưu hóa là 15-20 phút, mật độ liên kết ngang của miếng đệm ở mức vừa phải và mô đun đàn hồi ổn định; nhiệt độ quá cao hoặc thời gian quá dài sẽ dẫn đến liên kết chéo quá mức, làm cho miếng đệm cứng và giòn với mô đun đàn hồi cao. Về mặt thiết kế kết cấu, các tấm đệm rỗng có rãnh hoặc lỗ tròn có mô đun đàn hồi thấp hơn 10% -20% so với các tấm đệm đặc, vì cấu trúc rỗng có thể làm tăng biến dạng của tấm đệm và giảm độ cứng tổng thể. Ngoài ra, nhiệt độ môi trường cũng sẽ ảnh hưởng đến mô đun đàn hồi. Vật liệu đệm sẽ co lại và cứng lại trong môi trường nhiệt độ thấp, làm tăng mô đun đàn hồi; vật liệu sẽ mềm đi trong môi trường nhiệt độ cao, làm giảm mô đun đàn hồi. Vì vậy, công thức nên được điều chỉnh tùy theo điều kiện khí hậu của khu vực đặt đường dây.
Các yêu cầu về mô đun đàn hồi phù hợp cho -tấm đệm dưới ray trong đường sắt-tốc độ cao là gì?
Các yêu cầu về mô đun đàn hồi phù hợp cho tấm lót dưới-đường ray trong đường sắt-tốc độ cao làcân bằng độ đàn hồi cao và độ ổn định cao. Mô đun đàn hồi phải được kiểm soát ở mức 80-120MPa. Phạm vi này không chỉ có thể đảm bảo rằng tấm đệm có đủ độ đàn hồi để hấp thụ năng lượng rung động tạo ra khi vận hành tàu tốc độ cao-và giảm tiếng ồn khi tiếp xúc với bánh xe{6}}đường ray mà còn tránh được sự biến dạng quá mức của tấm đệm và đảm bảo vị trí hình học ổn định của đường ray. Đường sắt tốc độ cao có yêu cầu cao hơn về mô đun đàn hồi động của tấm đệm. Tỷ lệ giữa mô đun đàn hồi động và mô đun đàn hồi tĩnh phải được kiểm soát trong khoảng từ 1,2 đến 1,5 để đảm bảo rằng hiệu suất đàn hồi của tấm đệm sẽ không bị suy giảm đáng kể khi chịu tải rung tần số cao. Đồng thời, mô đun đàn hồi của tấm đệm phải có khả năng chống lão hóa tốt. Dưới tác động của môi trường tự nhiên như tia cực tím và nước mưa, tốc độ thay đổi mô đun đàn hồi trong vòng 5 năm phải nhỏ hơn hoặc bằng 10% để đảm bảo hiệu quả giảm rung ổn định lâu dài của đường dây. Ngoài ra, tấm lót dưới đường ray dành cho đường sắt tốc độ cao nên áp dụng thiết kế cấu trúc phân lớp. Lớp trên là lớp mô đun đàn hồi thấp (80-90MPa), tiếp xúc trực tiếp với đường ray và đóng vai trò giảm rung động chủ yếu; lớp dưới là lớp mô đun đàn hồi cao (100-120MPa), tiếp xúc với tà vẹt để nâng cao khả năng chịu lực. Sự kết hợp chính xác của mô đun đàn hồi được thực hiện thông qua thiết kế phân lớp.
Các điểm kỹ thuật của công nghệ-chống nén cho tấm lót dưới-đường ray trong đường sắt{2}}hạng nặng là gì?
Các điểm kỹ thuật của công nghệ-chống nén dành cho tấm lót dưới-đường ray trong các tuyến đường sắt có-hạng nặng làcải thiện khả năng chống mỏi và chống leo của vật liệu. Đầu tiên, chọnvật liệu pha trộn cao su-mài mòn-và-đàn hồi cao styrene-butadiene (SBR) và cao su tự nhiên (NR) caovới tỷ lệ pha trộn là 7:3. Sự kết hợp này có thể cân bằng độ đàn hồi và khả năng chống{2}}biến dạng nén của vật liệu. Thêm chất chống-lão hóa và chất tăng cường vào công thức nguyên liệu. Chọn 4010NA làm chất chống-lão hóa với lượng bổ sung 2 phần để trì hoãn quá trình lão hóa vật liệu; chọn silica làm chất gia cố với số lượng bổ sung là 40 phần để tăng cường độ bền liên kết ngang của chuỗi phân tử cao su và cải thiện khả năng chống biến dạng do nén. Quá trình lưu hóa thông qua mộtquá trình lưu hóa hai giai đoạn. Nhiệt độ lưu hóa ở giai đoạn-đầu tiên là 145 độ trong 12 phút và nhiệt độ lưu hóa ở giai đoạn-thứ hai là 100 độ trong 4 giờ. Mật độ liên kết ngang của vật liệu được cải thiện hơn nữa thông qua quá trình lưu hóa hai giai đoạn-và tốc độ cài đặt nén được giảm xuống, yêu cầu phải nhỏ hơn hoặc bằng 25% (tốc độ nén 70 độ ×22h×25%). Ngoài ra, thiết kế cấu trúc của miếng đệm áp dụng mộtcấu trúc vòng cung với các cạnh giữa dày và mỏng, với độ dày ở giữa là 20mm và độ dày cạnh là 15mm. Cấu trúc vòng cung có thể phân tán tải trọng tập trung của đoàn tàu chở hàng nặng-và giảm biến dạng nén cục bộ của tấm đệm. Đồng thời, các đường lồi chống trượt cao 2 mm được đặt ở dưới cùng của tấm đệm nhằm tăng cường ma sát giữa tấm đệm và tà vẹt, giúp tấm đệm không bị trượt.
Đâu là các phương pháp thiết kế tối ưu hóa giảm tiếng ồn cho các tấm đệm gầm-trong quá trình vận chuyển đường sắt đô thị?
Các phương pháp thiết kế tối ưu hóa giảm tiếng ồn cho các tấm đệm gầm-trong quá trình vận chuyển đường sắt đô thị làgiảm tiếng ồn-tiếp xúc với ray bánh xe từ cả khía cạnh vật liệu và kết cấu. Về mặt chất liệu,vật liệu cao su giảm chấnvới hệ số giảm chấn Lớn hơn hoặc bằng 0,3 được chọn. Cao su giảm chấn có thể chuyển năng lượng rung động thành năng lượng nhiệt và tiêu tán nó, đồng thời hiệu quả giảm tiếng ồn của nó cao hơn 15% -20% so với cao su thông thường. Thêm chất độn cách âm như bột vermiculite với lượng bổ sung 15 phần vào vật liệu. Cấu trúc phân lớp của bột vermiculite có thể cản trở sự truyền sóng âm và tăng cường hơn nữa hiệu quả giảm tiếng ồn. Về mặt cấu trúc, mộtcấu trúc tổ ong xốpđược thông qua với khẩu độ tổ ong là 5 mm và khoảng cách lỗ là 8 mm. Cấu trúc tổ ong có thể làm tăng số lượng phản xạ của sóng âm bên trong tấm đệm, tiêu thụ năng lượng sóng âm và giảm sự lan truyền tiếng ồn. Đồng thời,rãnh cungvới độ sâu 3 mm và chiều rộng 10 mm được đặt trên bề mặt tấm đệm. Các rãnh hình cung có thể thay đổi hướng truyền của rung động ray bánh xe-và giảm sự truyền rung động đến tà vẹt. Ngoài ra, mộtlớp đệm cách âmlàm bằng bọt polyurethane có độ dày 5mm nên được lắp đặt giữa tấm lót dưới{1}} ray và đường ray dành cho vận tải đường sắt đô thị. Lớp đệm cách âm có thể hấp thụ tiếng ồn rung ở đáy ray để giảm tiếng ồn gấp đôi, giảm tiếng ồn vận hành tàu từ 8-10dB và đáp ứng tiêu chuẩn phát thải tiếng ồn của môi trường đô thị.
Đâu là các phương pháp phát hiện và tiêu chuẩn đánh giá dành cho mô đun đàn hồi của tấm lót dưới{0}}đường ray?
Phương pháp phát hiện mô đun đàn hồi của miếng đệm dưới thanh ray-chủ yếu áp dụngphương pháp thử néntheo tiêu chuẩn quốc gia GB/T 531.1-2008. Một máy kiểm tra vạn năng điện tử được sử dụng để biến mẫu pad thành mẫu thử tiêu chuẩn có đường kính 29mm và độ dày 12 mm. Trong điều kiện nhiệt độ phòng (23±2 độ ), tải được tác dụng ở tốc độ nén 5 mm/phút, đường cong biến dạng của tải-được ghi lại và mô đun đàn hồi được tính theo công thức (mô đun đàn hồi=ứng suất/biến dạng). Trong quá trình phát hiện, phải lấy mẫu 3 mẫu thử của cùng một lô miếng đệm để thử nghiệm và giá trị trung bình được lấy làm giá trị mô đun đàn hồi của lô miếng đệm. Các tiêu chuẩn phán đoán được chia theo loại đường. Mô-đun đàn hồi của các tấm lót dưới{14}}đường ray dành cho đường sắt{17}}tốc độ cao phải nằm trong khoảng 80-120MPa với độ lệch Nhỏ hơn hoặc bằng ±10MPa; mô đun đàn hồi của tấm lót dưới{21}}đường ray dành cho đường sắt vận tải hạng nặng phải nằm trong khoảng 150-200MPa với tốc độ nén đặt Nhỏ hơn hoặc bằng 25%; mô đun đàn hồi của tấm lót dưới ray dùng cho vận tải đường sắt đô thị phải nằm trong khoảng 60-90MPa với hệ số giảm chấn Lớn hơn hoặc bằng 0,3. Nếu kết quả kiểm tra nằm ngoài phạm vi tiêu chuẩn, lô miếng đệm được đánh giá là không đủ tiêu chuẩn và không được đưa vào sử dụng. Ngoài ra, nên tiến hành thử nghiệm mô đun đàn hồi ở nhiệt độ cao và thấp để kiểm tra mô đun đàn hồi ở -40 độ và 60 độ, yêu cầu tốc độ thay đổi mô đun đàn hồi nhỏ hơn hoặc bằng 20% để đảm bảo độ ổn định hiệu suất của miếng đệm dưới nhiệt độ khắc nghiệt.