Rail Pad (Tehnologija protiv starenja) i dizajn prilagodljivosti ekstremnom okruženju
Koje su glavne manifestacije i uzroci neuspjeha starenja šinskih jastučića?
Glavne manifestacije kvara starenja u šinskim jastučićima uključuju elastično propadanje, površinske pukotine i prekomjernu kompresiju. Elastično raspadanje je najkritičniji način kvara, uzrokovan lomljenjem molekularnih lanaca gume u materijalu jastučića pod ultraljubičastim zračenjem i promjenama temperature, što dovodi do povećanja modula elastičnosti i smanjenja performansi apsorpcije udara. Površinsko pucanje je uzrokovano foto-oksidativnim efektom starenja ultraljubičastog zračenja. Ultraljubičasto zračenje uništava unakrsnu-povezanu strukturu molekula gume, uzrokujući da površina jastučića gubi čvrstoću i razvija mrežne pukotine. Pukotine dublje od 1 mm ubrzavaju unutrašnje starenje jastučića. Prekomjerna kompresija se odnosi na nemogućnost jastučića da se vrati u prvobitni oblik pod dugotrajnim-opterećenjem, sa deformacijom većom od 10%. Ovo je uzrokovano nedovoljnom otpornošću na zamor pri pritisku u materijalu jastučića, što rezultira nepovratnom deformacijom molekularnih lanaca pri ponovljenoj kompresiji. Otkazivanje šinskih jastučića starenjem je također usko povezano sa faktorima okoline. Visoko{13}}okruženje ubrzava termo-oksidativno starenje molekula gume, dok ekstremno hladno okruženje smanjuje žilavost materijala jastučića, čineći ga sklonim krtom lomu. Kiseline i alkalije u visoko korozivnim sredinama korodiraju površinu podloge i oštećuju strukturu materijala. Nadalje, nepravilna ugradnja gusenica također može ubrzati starenje. Na primjer, praznine između guseničara i praga mogu dovesti do lokalizirane koncentracije naprezanja, ubrzavajući starenje guseničara od umora.
Koje su mjere poboljšanja formulacije materijala za sprječavanje -starenja jastučića?
Mjere poboljšanja formulacije materijala za sprječavanje starenja jastučića za staze uglavnom se vrte oko tri aspekta: modifikacija materijala matrice, dodavanje agenasa protiv-agensa protiv starenja i optimizacija punila. Materijal matrice koristi gumu etilen propilen dien monomera (EPDM) umjesto tradicionalne prirodne gume. EPDM guma ima odličnu otpornost na vremenske uvjete i starenje; njegova otpornost na ultraljubičasto starenje je više od tri puta veća od prirodne gume, efikasno odgađajući lomljenje molekularnih lanaca. Dodavanje sredstava protiv -agensa protiv starenja je ključno za poboljšanje formule. Usvojen je kompozitni sistem protiv starenja "antioksidans + UV apsorber + svjetlosni stabilizator". Odabrani su otežani fenolni antioksidansi, sa količinom dodatka koja je kontrolisana na 0,5%-1,0%, što može inhibirati termo{17}}oksidativno starenje gume. Proizvodi benzotriazola su odabrani kao UV apsorberi, sa količinom dodatka koja je kontrolirana na 1,0%-1,5%, što može apsorbirati UV zrake i smanjiti foto-oksidativno starenje. Kao stabilizatori svjetlosti odabrani su proizvodi otežanih amina, sa količinom dodatka koja je kontrolisana na 0,8%-1,2%, što može uhvatiti slobodne radikale i odgoditi proces starenja. Optimizacija punila koristi nano-kalcijum karbonat da zameni tradicionalni laki kalcijum karbonat. Veličina čestica nano-kalcijum karbonata je kontrolisana na 50-100nm, koja se može ravnomerno dispergovati u gumenoj matrici, poboljšavajući otpornost na kompresiju jastučića, smanjujući stepen kompresije sa 15% na ispod 8%. Nakon poboljšanja formule, materijal jastučića mora proći testove ubrzanog starenja. Nakon starenja u trajanju od 1000 sati na 70 stepeni pod UV zračenjem, stopa promjene modula elastičnosti treba da bude manja ili jednaka 10% i ne bi trebalo biti površinskih pukotina, što zadovoljava zahtjeve dizajna protiv starenja.
Koja je shema dizajna prilagodljivosti za jastučiće za staze na visokim{0}}temperaturama?
Shema prilagodljivosti dizajna za klizne jastučiće u okruženju sa visokim{0}}temperaturama usvaja dvostruku strategiju modifikacije otpornosti materijala na toplinu i dizajna strukturalnog odvođenja topline. Za modifikaciju otpornosti materijala na toplotu, formulaciji EPDM gume se dodaju aditivi otporni na toplotu-, koristeći organosilicijumske toplotno-otporne agense, sa količinom dodatka kontrolisanom na 2,0%-2,5%. Ovo povećava temperaturu otpornosti na toplotu jastučića, omogućavajući mu da zadrži stabilna elastična svojstva čak i na 120 stepeni. Istovremeno, proces vulkanizacije se prilagođava, koristeći visoko{10}}temperaturnu, kratkotrajnu-vulkanizaciju. Temperatura vulkanizacije je kontrolisana na 180-190 stepeni, a vrijeme vulkanizacije je kontrolirano na 10-15 minuta, što rezultira stabilnijom umreženom strukturom i poboljšanom otpornošću na toplotno starenje. Strukturalni dizajn odvođenja topline uključuje žljebove za disipaciju topline na površini jastučića, širine 5 mm, dubine 3 mm i razmaka od 10 mm. Ovo povećava površinu odvođenja topline jastučića, ubrzava disipaciju topline i smanjuje radnu temperaturu jastučića. Nadalje, toplinski provodljivi silikonski jastučić s toplotnom provodljivošću većom ili jednakom 1,0W/(m・K) položen je između podloge i praga, koji brzo prenosi toplinu koju apsorbira jastuk na prag i sprječava akumulaciju topline. Nakon što je dizajn prilagodljivosti završen, provodi se ispitivanje starenja pri visokim temperaturama. Nakon postavljanja u okolinu od 120 stepeni tokom 1000 sati, stopa elastičnog raspada jastučića je manja ili jednaka 8%, a kompresija je manja ili jednaka 10%, ispunjavajući uslove za servisiranje u okruženjima visoke temperature.
Koje su mjere dizajna koje-povećavaju čvrstoću za šine u hladnim okruženjima?
Mjere dizajna poboljšanja čvrstoće za jastučiće na velikim-visinskim i hladnim okruženjima uglavnom uključuju dva aspekta: modifikaciju kaljenja materijala i konstrukcijski anti-dizajn protiv krhkosti. Modifikacija materijala za kaljenje uključuje dodavanje agenasa za ojačavanje formulaciji EPDM gume, koristeći butil gumu kao komponentu za kaljenje, sa količinom dodatka kontrolisanom na 10%-15%. Butil kaučuk ima odličnu fleksibilnost pri niskim-temperaturama, što može poboljšati učinak protiv-lomljivosti jastučića u okruženjima sa niskim{{10}temperaturama. Istovremeno se dodaju agensi protiv smrzavanja, koristeći agense protiv smrzavanja na bazi poliola, sa količinom dodatka koja je kontrolirana na 1,0%-1,5%, što može sniziti temperaturu staklastog prijelaza materijala jastučića, omogućavajući mu da održi dobru fleksibilnost čak i na -40 stepeni. Strukturalni anti-dizajn protiv krhkosti zamjenjuje oštre uglove prijelaza jastučića velikim zaobljenim prijelazima od R10 mm, eliminirajući tačke koncentracije napona i sprječavajući krhkost uzrokovanu koncentracijom napona u okruženjima s niskim-temperaturama. Nadalje, usvojen je slojeviti strukturalni dizajn, sa materijalom visoke{26}}žilavosti za površinski sloj i-materijalom visoke elastičnosti za unutrašnji sloj. Debljina površinskog sloja je kontrolirana na 2 mm kako bi izdržala udare na niskim temperaturama, dok je debljina unutrašnjeg sloja kontrolirana na 8 mm kako bi se osigurale performanse apsorpcije udara. Nakon što je dizajn za povećanje žilavosti završen, potrebno je ispitivanje na udar na niskim temperaturama. U okruženju od -40 stepeni, čekić od 2 kg se spušta sa visine od 1m na podlogu. Jastučić se smatra 合格 (kvalifikovanim) ako ne pokazuje pukotine ili oštećenja, ispunjavajući zahtjeve za upotrebu u ekstremno hladnim okruženjima.
Koje su osnovne metode i standardi prihvatljivosti za testiranje performansi šinskih jastuka protiv starenja?
Osnovne metode za testiranje performansi protiv starenja šinskih jastučića uključuju tri kategorije: test ubrzanog starenja, biciklistički test na visokim i niskim temperaturama i test izlaganja na terenu. Test ubrzanog starenja koristi komoru za ispitivanje starenja ksenonske lampe da simulira ultraljubičasto zračenje i okruženje visoke{2}}temperature. Uslovi ispitivanja su: intenzitet svetlosti 60W/m², temperatura 70 stepeni i vreme testiranja 1000 sati. Nakon testa, mjeri se brzina promjene modula elastičnosti, skup kompresije i stanje površine jastučića. Biciklistički test visoke i niske temperature koristi komoru za ispitivanje visoke i niske temperature sa temperaturnim opsegom od -40 stepeni do 120 stepeni i 100 ciklusa. Svaki ciklus uključuje 2-držanje na visokoj-temperaturi od 2 sata i 2-satno zadržavanje na niskoj temperaturi. Nakon ispitivanja, mjere se izgled i mehanička svojstva jastučića. Terenski testovi izloženosti se provode u tipičnim ekstremnim okruženjima, kao što su pustinje s visokim temperaturama, hladni regioni permafrosta i obalna područja slanog prskanja, izlažući jastučiće elementima tokom jedne godine, uz periodično praćenje promjena performansi. Kriterijumi prihvatljivosti uključuju: nakon ubrzanih testova starenja, brzinu promjene modula elastičnosti manju od ili jednaku 10%, podešenu kompresiju manju ili jednaku 8%, i bez površinskih pukotina; nakon cikličnih testova na visokim i niskim temperaturama, bez pukotina ili deformacija; i nakon testova izlaganja na terenu, stopa degradacije performansi manja ili jednaka 15%. Stopa prolaznosti za svaku seriju jastučića mora biti veća ili jednaka 99%, a svi nekvalificirani proizvodi moraju biti uklonjeni kako bi se osigurala pouzdanost inženjerskih aplikacija.