Зашто тврдоћа јастучића контролише пригушење вибрација
Подлога за шину је еластични елемент између стопала шине и прага. Под пролазним точком се сабија, а део енергије вертикалног оптерећења се распршује унутар еластомера као топлота. Две особине материјала одлучују о томе колико се енергије губи: модул еластичности, који одређује колико се јастучић склања под оптерећењем, и унутрашње пригушење еластомера, које претвара механичку енергију у топлоту. Тврдоћа по Шору А је практична -подна мера модула еластичности: нижа тврдоћа значи нижи модул, већи отклон под истим оптерећењем точка и више енергије вибрација које се апсорбује пре него што стигне до прага. Замена{5}}је у томе што мекша подлога такође омогућава више слежења шине, тако да је тврдоћа увек компромис између смањења вибрација и стабилности геометрије колосека.
Квантитативни однос између тврдоће и пригушења
| Распон тврдоће по Шору А | Смањење вертикалних вибрација | Типична примена |
|---|---|---|
| 40-50 | Више од 30% у односу на стандардне јастучиће | Градски железнички транзит кроз стамбена насеља |
| 60-70 | Уравнотежено пригушење са контролом слијегања | Брзе{0}}брзе и главне{1}}пруге |
| Испод 40 | Високо пригушивање али превелики ризик од деформације | Избегавајте; линеарни однос се прекида |
| Изнад 80 | Ниско пригушење, чврста подршка | Индустријска стаза{0}}за велике терете где је слијегање критично |
У оквиру Схоре А 40-80 опсега, однос између тврдоће и смањења вибрација је приближно линеаран: смањење тврдоће за 5 степени повећава смањење вертикалних вибрација за око 8%. Линеарност постоји јер се, у овом опсегу, еластомер деформише на стабилан, поновљив начин и допринос пригушења прати отклон. Испод 40 Схоре А јастучић постаје склон претераној деформацији, а изнад 80 понаша се скоро круто; у обе зоне једноставан однос више не важи.
Примена{0}}Избор специфичне тврдоће
Брзе{0}}пруге користе јастучиће од око 60-70 Схоре А, што је оптимална равнотежа између апсорпције вибрација и глаткоће колосека. Мекши јастучићи испод 60 би се превише слегли под оптерећењем, стварајући вертикалне неправилности на стази које узрокују проблеме при вожњи при великој брзини; јастучићи од 60-70 контролишу таложење шине унутар око 2 мм док апсорбују вибрације брзих возова, а њихова отпорност на трајну компресију одржава еластичност стабилном током дугог века трајања.
Градски железнички саобраћај користи вибрације{0}}пригушиваче од око 40-50 Схоре А. Линије пролазе кроз стамбене области где су ограничења буке и вибрација строга, а ниска тврдоћа повећава смањење вибрација за више од 30%, смањујући пренос буке ниске{6}}ниске фреквенције до тунела и зграда. Ово је изводљиво јер су осовинска оптерећења метроа релативно мала, тако да мекши јастучић није превише-сабијен, а јастучићи су обично композитне структуре које додају отпорност на хабање еластичности која је потребна за рад велике густине.
Старење и одступање тврдоће у раду
У раду, јастучићи су изложени непрекидном оптерећењу, температурним циклусима и старењу, а њихова тврдоћа по Шору се постепено повећава, обично за 1-2 степена годишње. Већа тврдоћа значи мању еластичност, мање деформације и мање апсорпције вибрација. Након пет година тврдоћа може бити 5-10 степени изнад пројектоване вредности, а смањење вертикалних вибрација пада за 10-20%. У исто време, тврђи јастучић преноси већи утицај точак-шине на праг и колосеку, убрзавајући старење ових компоненти. Када измерена тврдоћа премаши пројектовану вредност за више од 15%, подлога мора бити замењена да би се повратиле перформансе вибрација на стази.
На-Тестирању тврдоће и прихватању локације
Најбржи теренски метод је преносиви тестер тврдоће по Шору А. Индентер се притисне вертикално на равну површину јастучића, три различите тачке се тестирају на свакој плочици и као резултат се узима просек. Ако је одступање од пројектоване тврдоће унутар ±5 степени, подлога испуњава услове за сервис. Одступање више од 5 степени изнад пројектоване вредности указује на старење и очвршћавање са смањеним пригушењем; одступање више од 5 степени испод указује на проблем квалитета и ризик од прекомерне деформације. За јастучиће до којих се не може директно доћи, слијегање шине је користан индиректни индикатор: прекомерно слијегање указује на то да је јастучић превише мекан, а веома ниско слијегање да је јастучић очврснуо.
Уобичајене заблуде
Мекше није увек боље; испод око 40 Схоре А јастучић се прекомерно деформише, геометрија стазе трпи, а однос линеарне тврдоће-пригушења више не важи.
Тврдоћа сама по себи не описује јастучић; композитна структура и хабајући слој одређују колико дуго јастучић задржава своја својства пригушења.
Једно очитавање тврдоће није довољно; Потребне су три тачке по плочици и дефинисана тестна површина, или се резултат не може поновити.
Померање тврдоће није недостатак у доброј подлози; то је природни процес старења којим се мора управљати заменским прагом, у овом случају 15% изнад пројектоване вредности.
ФАК
П1: Колико смањење тврдоће за 5 степени повећава смањење вибрација?
У оквиру Схоре А 40-80 опсега, смањење од 5 степени повећава смањење вертикалних вибрација за око 8%, јер нижи модул еластичности омогућава већу деформацију и већу апсорпцију енергије. Однос је линеаран само унутар овог опсега.
П2: Зашто брзе пруге{1}}користе 60-70 Схоре А јастучиће уместо мекших?
Мекши јастучићи испод 60 Схоре А дозвољавају прекомерно слијегање шине, што уништава вертикалну глаткоћу коју-захтева рад велике брзине. Јастучићи од 60-70 обезбеђују довољну еластичност за апсорпцију вибрација док држе слегање унутар око 2 мм, и отпорни су на трајну компресију током дугог века трајања.
П3: Која је тврдоћа типична за подлоге за пригушивање вибрација{1}}градских шина?
Око 40-50 Схоре А. Овај дизајн ниске-тврдоће, високе-еластике повећава смањење вертикалних вибрација за више од 30%, што је потребно тамо где водови пролазе кроз стамбене области. Функционише зато што су метро осовинска оптерећења довољно мала да не претерају са компресијом подлоге.
П4: Како се тврдоћа јастучића мења у служби?
Тврдоћа се постепено повећава, обично 1-2 степена годишње, због оптерећења, температуре и старења. После пет година може бити 5-10 степени више, а смањење вибрација пада за 10-20%. Када тврдоћа премаши пројектовану вредност за више од 15%, јастучић се мора заменити.
П5: Како се на лицу места тестира тврдоћа јастучића?
Са преносивим тестером тврдоће по Схоре А, притискањем индентера вертикално на равну површину и усредњавањем очитавања са три тачке по плочици. Одступање унутар ±5 степени од пројектоване вредности је прихватљиво; изнад тога је подлога застарела или неисправна.
П6: Који стандарди покривају Схоре А тестирање тврдоће гумених јастучића?
Метода испитивања следи ГБ/Т 531.1, кинески еквивалент ИСО 7619-1, за тврдоћу вулканизоване гуме у утиску. Сам јастучић је специфициран у складу са стандардом система причвршћивања који се примењује на тип линије.