Miksi tyynyn kovuus säätelee tärinänvaimennusta
Kiskopehmuste on joustava elementti kiskon jalan ja ratapölkkyjen välillä. Ohittavan pyörän alla se puristuu kokoon ja osa pystysuoran kuormituksen energiasta haihtuu elastomeerin sisään lämmönä. Kaksi materiaalin ominaisuutta määrää, kuinka paljon energiaa häviää: kimmomoduuli, joka määrittää kuinka paljon tyyny taipuu kuormituksen alaisena, ja elastomeerin sisäinen vaimennus, joka muuttaa mekaanisen energian lämmöksi. Shore A -kovuus on käytännöllinen kimmomoduulin lattia Kompromissi-on se, että pehmeämpi tyyny mahdollistaa myös enemmän kiskon painumista, joten kovuus on aina kompromissi tärinän vaimennuksen ja radan geometrian vakauden välillä.
Kovuuden ja vaimennuksen määrällinen suhde
| Shore A -kovuusalue | Pystysuuntainen tärinänvaimennus | Tyypillinen sovellus |
|---|---|---|
| 40-50 | Yli 30 % tavallisiin pehmusteisiin verrattuna | Kaupunkien junaliikenne asuinalueiden läpi |
| 60-70 | Tasapainoinen vaimennus painuman ohjauksella | Suurnopeusjunat-ja pääradat- |
| Alle 40 | Suuri vaimennus, mutta liiallinen muodonmuutosriski | Välttää; lineaarinen suhde katkeaa |
| Yli 80 | Matala vaimennus, jäykkä tuki | Raskas{0}}kuorma teollisuusrata, jossa ratkaisu on kriittinen |
Shore A 40-80 -alueella kovuuden ja tärinän vaimennuksen välinen suhde on suunnilleen lineaarinen: 5 asteen kovuuden lasku lisää pystysuuntaista tärinän vähenemistä noin 8 %. Lineaarisuus on olemassa, koska tällä alueella elastomeeri muuttaa muotoaan stabiililla, toistettavalla tavalla ja vaimennusvaikutus seuraa taipumaa. Alle 40 Shore A tyyny on alttiina liialliselle muodonmuutokselle, ja yli 80 se käyttäytyy lähes jäykästi; molemmilla vyöhykkeillä yksinkertainen suhde ei enää päde.
Käyttökohteen-kovuuden valinta
Nopeat{0}}junat käyttävät noin 60-70 Shore A -tyynyjä, mikä on optimaalinen tasapaino tärinänvaimennuksen ja radan sileyden välillä. Pehmeämmät alle 60:n tyynyt asettuisivat liikaa kuormituksen alaisena, mikä luo pystysuoraa radan epätasaisuuksia, jotka aiheuttavat ajo-ongelmia suurella nopeudella; 60-70 ohjauskiskon tyynyt sijoittuvat noin 2 mm:n etäisyydelle samalla, kun ne vaimentavat suurnopeusjunien tärinää, ja niiden kestävyys jatkuvaa puristusta vastaan pitää elastisuuden vakaana pitkän käyttöiän ajan.
Kaupunkiliikenteessä käytetään noin 40-50 Shore A:n tärinän-vaimennustyynyjä. Linjat kulkevat asuinalueiden läpi, joissa melu- ja tärinärajat ovat tiukat, ja alhainen kovuus lisää tärinän vaimennusta yli 30 %, mikä vähentää matalataajuisen-melun siirtymistä tunneleihin ja rakennuksiin. Tämä on mahdollista, koska metron akselin kuormitukset ovat suhteellisen kevyitä, joten pehmeämpi tyyny ei ole ylipuristettu-ja tyynyt ovat yleensä yhdistelmärakenteita, jotka lisäävät kulutuskestävyyttä suuren tiheyden käytön edellyttämään joustavuuteen.
Ikääntyminen ja kovuuden ajautuminen käytössä
Käytössä tyynyt altistuvat jatkuvalle kuormitukselle, lämpötilasykleille ja ikääntymiselle, ja niiden Shore-kovuus kasvaa vähitellen, tyypillisesti 1-2 astetta vuodessa. Korkeampi kovuus tarkoittaa pienempää joustavuutta, vähemmän muodonmuutoksia ja vähemmän tärinänvaimennusta. Viiden vuoden kuluttua kovuus voi olla 5-10 astetta suunnitteluarvon yläpuolella ja pystysuuntainen tärinänvaimennus laskee 10-20 %. Samalla jäykempi pehmuste siirtää enemmän pyörä-kisko-iskua ratapölkyyn ja kiskopohjaan, mikä nopeuttaa näiden komponenttien ikääntymistä. Kun mitattu kovuus ylittää mitoitusarvon yli 15 %, tyyny on vaihdettava telavärähtelyn suorituskyvyn palauttamiseksi.
-Kovuustestaus ja hyväksyminen sivustolla
Nopein kenttämenetelmä on kannettava Shore A -kovuusmittari. Indenter painetaan pystysuoraan tyynyn tasaiselle pinnalle, jokaisessa tyynyssä testataan kolme eri pistettä ja tulokseksi otetaan keskiarvo. Jos poikkeama suunnittelukovuudesta on ±5 astetta, tyyny täyttää huoltovaatimukset. Poikkeama, joka on yli 5 astetta suunnitteluarvon yläpuolella, osoittaa vanhenemista ja kovettumista pienemmällä vaimennuksella; yli 5 astetta pienempi poikkeama viittaa laatuongelmaan ja liiallisen muodonmuutoksen riskiin. Täytteille, joihin ei päästä suoraan, kiskon painuma on hyödyllinen epäsuora indikaattori: liiallinen painuma viittaa siihen, että tyyny on liian pehmeä, ja erittäin matala painuma viittaa siihen, että tyyny on kovettunut.
Yleisiä väärinkäsityksiä
Pehmeämpi ei ole aina parempi; alle noin 40 Shore A tyyny vääntyy liikaa, radan geometria kärsii ja lineaarinen kovuus{1}}vaimennussuhde ei ole enää voimassa.
Pelkkä kovuus ei kuvaa tyynyä; komposiittirakenne ja kulutuskerros määräävät kuinka kauan tyyny säilyttää vaimennusominaisuudet.
Yksi kovuuslukema ei riitä; kolme pistettä per tyyny ja määritelty testipinta vaaditaan, tai tulos ei ole toistettavissa.
Kovuuden ajautuminen ei ole hyvässä tyynyssä vika; se on luonnollinen ikääntymisprosessi, joka on hallittava vaihtokynnyksellä, tässä tapauksessa 15 % suunnitteluarvon yläpuolella.
FAQ
K1: Kuinka paljon 5 asteen kovuuden lasku lisää tärinänvaimennusta?
Shore A 40-80 -alueella 5 asteen pudotus lisää pystysuuntaisen tärinän vähenemistä noin 8 %, koska pienempi kimmomoduuli mahdollistaa suuremman muodonmuutoksen ja suuremman energian absorption. Suhde on lineaarinen vain tämän alueen sisällä.
Kysymys 2: Miksi{1}}nopeat rautatiet käyttävät 60–70 Shore A -tyynyjä pehmeämpien sijasta?
Pehmeämmät tyynyt alle 60 Shore A sallivat liiallisen kiskon painumisen, mikä tuhoaa{1}}suuren nopeuden vaatiman pystysuoran sileyden. 60-70 tyynyt tarjoavat tarpeeksi elastisuutta tärinän vaimentamiseen pitäen samalla painuman noin 2 mm:n sisällä ja kestävät jatkuvaa puristusta pitkän käyttöiän ajan.
Kysymys 3: Mikä kovuus on tyypillistä kaupunkien kiskovärähtelyn{1}}vaimennustyynyille?
Noin 40-50 Shore A. Tämä matala-kovuus, korkea-elastinen muotoilu lisää pystysuuntaisen tärinän vähentämistä yli 30 %:lla, mitä tarvitaan, kun linjat kulkevat asuinalueiden läpi. Se toimii, koska metron akselikuormat ovat riittävän kevyitä, jotta tyyny ei puristu liikaa.
Q4: Miten tyynyn kovuus muuttuu huollossa?
Kovuus kasvaa vähitellen, tyypillisesti 1-2 astetta vuodessa, kuormituksen, lämpötilan ja ikääntymisen vuoksi. Viiden vuoden kuluttua se voi olla 5-10 astetta korkeampi ja tärinänvaimennus laskee 10-20%. Kun kovuus ylittää suunnitteluarvon yli 15 %, tyyny on vaihdettava.
Q5: Kuinka tyynyn kovuus testataan paikan päällä?
Kannettava Shore A -kovuusmittari, joka painaa sisennystä pystysuoraan tasaiselle pinnalle ja laskee lukemien keskiarvon kolmesta pisteestä per tyyny. ±5 asteen poikkeama suunnitteluarvosta on hyväksyttävä; Tämän yläpuolella tyyny on vanhentunut tai viallinen.
Q6: Mitkä standardit kattavat kumityynyjen Shore A -kovuustestauksen?
Testimenetelmä noudattaa GB/T 531.1:tä, kiinalaista vastinetta ISO 7619-1:lle, vulkanoidun kumin painumakovuuden osalta. Itse pehmuste on määritelty siiman tyyppiin sovellettavan kiinnitysjärjestelmän standardin mukaan.