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《我国重载铁路使用热塑性弹性体轨下垫板的探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、铁道建筑82RailwayEngineeringOctober,2007文章编号:1003-1995(2007)10-0082-03我国重载铁路使用热塑性弹性体轨下垫板的探讨12李桂保,张建峰(1.朔黄铁路发展有限公司,山西忻州034100;2.太原铁路局工务处,太原030013)摘要:目前我国重载铁路轨下垫板都使用橡胶垫板,在大轴重列车的作用下,垫板伤损严重,直接影响钢轨的使用寿命。文章分析了目前重载铁路轨下垫板存在的问题,介绍了热塑性弹性体垫板特性,指出通过结构设计和配方调整可以解决目前重载铁路轨下垫板存在的问题
2、。关键词:重载垫板热塑性弹性体+中图分类号:U213532文献标识码:B化,一般规律是橡胶垫板的刚度值先是增大(材料老化1我国重载铁路轨下垫板存在的问题变硬),后来又逐渐衰减。垫板刚度的变化,将会影响目前我国重载铁路轨下垫板都使用橡胶垫板,在列车的平稳性。在重载作用下,橡胶垫板的弹性变大轴重列车的作用下,垫板伤损严重,直接影响钢轨的形较大,易造成扣件松动,不易保持扣压力。使用寿命。2轨下橡胶垫板失效分析重载线路橡胶垫板在使用中存在的主要问题有橡胶垫板在重载作用下,产生的内部应力要比普通线针对我国重载铁路橡胶垫板出现的问题,进
3、行了路的垫板高很多,同样的使用周期内,橡胶垫板破损情现场调研和实验室试验分析,认为主要有以下几方面况相对严重,并且产生的永久形变要比普通线路的垫原因。板大,如图1和图2所示。目前我国重载线路上使1)垫板刚度偏低。目前我国重载线轨下垫板(a用的轨下垫板都采用丁苯橡胶,该橡胶的耐候特性相垫板)的刚度范围是55~80kNmm,这个刚度范围接对较差,在热、氧、紫外线和雨水等因素的作用下,橡胶近于国外客运专线轨下垫板的刚度值范围(50~80材料的使用寿命会大大降低,同时在高频重载作用下,kNmm)。国外重载铁路轨下垫板的刚度一般都在400加速
4、了材料的老化过程,导致材料过早失效,通常表现kNmm以上,如美国重载线路轨下垫板的刚度值高达为橡胶发黏,会黏在钢轨底部,图3是橡胶垫板表面发1000kNmm。我国重载线轨下垫板刚度偏低造成橡黏的照片。材料的失效将直接导致垫板静刚度的变胶垫板形变过大,从而导致许多问题的出现。图1橡胶垫板被压溃压烂图2带有金属骨架的橡胶垫板橡胶图3橡胶垫板老化表面发黏部分压烂后露出金属骨架2)垫板结构。目前使用的垫板,沟槽距垫板边缘积小,橡胶垫板在受到100kN压力时就从轨下挤出,最短距离只有8mm,弹条扣压以后,由于边缘接触面重载列
5、车通过时,垫板受到的压力远>100kN,这样造成的变形会更大,长时间垫板处于大变形荷载下,会使收稿日期:2007-04-20;修回日期:2007-07-20橡胶材料过早压溃,图4是实验室模拟示意图。作者简介:李桂保(1963),男,山西方山人,工程师。2007年第10期我国重载铁路使用热塑性弹性体轨下垫板的探讨83图4沟槽从轨下挤出示意图图5垫板结构示意图3)垫板材料。橡胶垫板在使用过程中发生形变,弹性体垫板疲劳试验情况,可以看出,垫板在经过这种形变包括两部分,一是结构形变,二是弹性形变。1000万次疲劳后,静刚度变化
6、率为+15%左右,产生对于橡胶材料,弹性形变是主要的形变,一般要求使用的永久变形很小,只有01mm。而目前橡胶垫板疲劳过程中形变不能超过其厚度的10%,如果超过就会引300万次,刚度变化就非常明显,产生的永久变形在起材料的破坏,重载铁路轨下橡胶垫板的变形远远超08mm左右。另外,从工艺性能来看,热塑性弹性体过10%。材料采用注射工艺,大大简化了生产过程,可以更好地控制产品质量。总的来讲,热塑性弹性体垫板结构稳3热塑性弹性体垫板介绍定、塑性变化小、重载下弹性变形较小,可以很好地适热塑性聚酯弹性体TPEE是含有聚酯硬段和聚醚应重载运输的要
7、求。热塑性弹性体垫板在国外重载铁软段的嵌段共聚物;其中聚醚软段和未结晶的聚酯形路上已有成功经验,目前正在我国重载铁路线上试用。成无定形相,聚酯硬段部分结晶形成结晶微区,起物理交联点的作用。热塑性聚酯弹性体具有橡胶的弹性和表1热塑性弹性体材料性能工程塑料的强度,软段赋予它弹性,使它像橡胶;硬段TPEE项目丁苯橡胶赋予它加工性能,使它像塑料。与橡胶相比,它具有更低硬度中硬度高硬度好的加工性能和更长的使用寿命;与工程塑料相比,它硬度(邵氏D)32426078(邵氏A)同样具有强度高的特点,而柔韧性和动态力学性能更拉伸强度MPa25.23
8、2.545.215.6好。伸长率%710456490324美国是最早将热塑性弹性体材料应用于轨下垫板弯曲模量MPa24.165.4293(23)有缺口冲击(kJm2)不
