43KG钢轨弹性垫板加工定制「多图」

(5)双层式弹性基板

双层式弹性基板,在构造上,上层为配合扣压件用以支承钢轨双层式弹性基板,在构造上,上层为合扣压件用以支承钢轨的铁垫板或称为顶板,顶板之下为性垫板。顶板与弹性垫板结合方式又有分离式和粘结式之别。

分离式双层弹性基板。分离式弹双层基板是在铁垫板与弹性垫板之间未作任何粘结理,采用锚固螺栓或预埋铁座不分开式贯穿联结。这种弹性基板所承受的荷载大部分由锚固螺栓来承受,增加了锚固螺栓设计和选用的难度。

粘结式双层弹性基板。为了减少锚固螺栓承受荷载及其用材的经济性,德国Clonth公司研发了一种粘结外环板锚固式弹性基板,以使铁垫板与弹性垫板粘结为一体。弹性垫板面积略大于铁垫板,粘结而成的基板四周以外环板约束,顶板与外环板之间灌注弹性材,靠顶板与外环板间弹性材的变起缓冲荷载作用,而锚固螺栓则仅贯穿外环板固定在混凝土道床上。它能使弹性材充分承受压力,避免承受剪切作用。当顶板承荷载时,其三向荷载皆有相应的弹性材以压缩变形反应吸收及传递载。当列车荷载经由弹性材传递后,实际锚固螺栓所受的动力作用已大大降低。因此锚固螺栓可不必再选用更高等级的螺栓。当弹垫板与顶板粘结失效后弹性材仍约束在外环板与顶板之间,仍将发挥弹性材具有的减振降噪功能,同时弹性基板的维护性亦较低。

分离式双层双重弹性基板。为满足现轨道系统高弹性的需求,还研发有配合扣压件使用的分离式双层双重弹性基板。它的基本特征是为大幅度改善锚固件的受力状态,而增大了弹性基板对钢轨的横向、纵向弹性系数。并且弹性基板承载钢轨的部分也与锚固件固定基板的部分分离。这种方式道岔区轨道的使用具有较大的自由度。

(压缩变形的方法,可使垂向刚低至10kN/mm,以期达到低刚度的目的,如德国Cologne地铁采用的CologneEgg型基板。

6)三层式弹性基板

所谓的三层式弹性基板,其构造是在弹性基板的下方再增加一块铁垫板,从而构成“铁垫板一弹性垫板铁垫板”的形式。上层铁垫板称为顶板,下层铁垫板称为底板。铁垫板与弹性垫板之间的结合,亦有分离式和粘结式之别。就锚固件与弹性基板的联结方式,亦有整体贯穿式和仅贯穿底板之分。

分离顶板贯穿式三层弹性基板。铁垫与弹性基板未粘结,仅用锚固螺栓贯穿三层固定在混凝土块体上。底板能有效地保护弹性垫板,把磨损降至低。因三层性基板各组件并未粘结,故当个别组件磨损***时可更换,以降低养护成本。

分离底板锚固式三层弹性基板。三层各组件仍为分离式未粘结,但锚固螺栓仅穿越底板,将整付基板定在混凝土块体上,而顶板则用螺栓或铸铁挡肩贯穿性基板联结到底板上。

由于该型弹性基板是用锚固螺栓直接底板固定,非由顶板贯穿,故其横向弹性系数,应通过对基板造和形状的设计做出不同调整,以适应不同轨道系统的特定需求。

粘结底板锚固式三层弹性基板。三层组件均相互粘结成一体,但顶板和弹性垫板的面积略小于底板,锚固螺栓仅穿越底板将整付基板固定在混凝土块体上。

因三层组件间仅靠粘结剂粘结,无牢靠的联结,故当顶板受力时,仅由弹性基板承力和传力,并以弹性变形吸声减振,能充分发挥其受力变形的特性,但应特注意轨头横向位移不能过大。

(7)铁垫板

支承钢轨的铁垫板(顶板或底板)其主要功能在于保护弹性垫板,以使其磨损降至低,并兼结合锚固螺栓固定混凝土轨下基础之用。顶板厚度应能保证提供足够的抗弯强度,以防断裂。

顶板原则上采用压延材加工制造,也有球墨铸铁一体成型制造。底板则由耐候钢或延性铸铁制造。

顶板的钢轨承载面必须平整,并设有:40~1:20的轨底坡,以使钢轨中心受载或轨枕受力均衡,轨头垂直磨耗均匀。

顶板与轨底之间应插入硫化橡胶垫片,以缓和冲击作用。

之所以如此,1-3项主要是受到胶垫黏弹性特征的压缩变形滞后曲线的非线性的影响,它主要与胶垫的形状尺寸有关;4、5项主要是受胶垫材质的影响;6项主要是受荷载作用次数的影响。

我国现用轨下胶垫的性能，我国现用轨下胶垫铁标(TB/T2626-1995)规定主要有10-11型、10-17型和12-17型3种,均系沟槽式胶垫,其刚度及其变化率,根据铁道科学研究院的研究与试验结果。

静刚度大的胶垫,动刚度亦大,静刚度的增长率大。轨下胶垫在使用过程中刚度的增长率是一项十分重要的技术指标,国外铁路有的专门为此规定了其增长限值,如俄罗斯规定轨下胶垫刚度增长到130MN/m时即被淘汰。我国一般要求胶垫老化刚度增长率不宜大于30%。

此外,轨下胶垫的动静刚度之比也是项重要技术指标。当加载频率为5Hz左右时,动静刚度之比我国为1.5~1.7倍,德国为1.5倍,日本为1.2~1.5倍。随着加载频率的增大,动静刚度之比亦随之变大,例如,200Hz时为2.0倍,1000Hz时为2.5倍。

轨下胶垫研发技术目标

轨下胶垫的工作性能已成为钢轨扣件中不可忽视的重大应用技术课题,为此,在研发新型轨下胶垫时应特考虑下列各项基本技术目标:

尽可能使压缩变形曲线的线性特性延伸至高荷载域。

尽可能使滞后曲线的面积小。

因温度变化而引起的刚度变化率尽可能地小。

因加载频率变化而引起的刚度变化率尽可能地小。

具有耐久性,并且老化后刚度变化小。

就同一胶垫材质(即G一定)而言,若受压面积A变大,则胶垫刚度K亦变大,若增大有效高度h,刚度Kp就会减小;若形状尺寸一定,刚度则随自由侧面积A的增减而增减。另外,就同一胶垫刚度而言,若受压面积A和有效高度h越大,自由侧面积A就越大,胶垫压应力就越缓和。可见,胶垫的压缩变形主要是通过其形状的变化,而压缩变形主要又是由于其横向变形的结果。因此在不改变胶垫原有材质的条件下,通过对这些影响因素的不同组合,改变胶垫的形状尺寸,例如增加沟槽数量及其深度或增加厚度,可以获得降低轨下胶垫刚度的效果。