Bėgio trinkelių ir ratų dinaminės standumo dažnio charakteristikos{0}}Bėgio vibracijos valdymas
Kuo skiriasi dinaminis ir statinis po-bėgeliu esančių trinkelių standumas ir kodėl dinaminis standumas labiau rūpi inžinerinėse programose?
Statinis po{0}}bėgeliu esančios trinkelės standumas matuojamas lėtai veikiant apkrovoms, kurios pirmiausia atspindi medžiagos statinį suspaudimą. Tačiau dinaminis standumas matuojamas esant ciklinėms kintamoms apkrovoms (vibracijai) ir atspindi medžiagos atsparumą dinamiškomis darbo sąlygomis. Pagrindinis skirtumas yra apkrovos greitis ir energijos nuostoliai; dinaminis standumas paprastai yra 30 %-80 % didesnis nei statinis. Inžinerinėse programose traukinio veikimas yra tipiška dinaminė apkrova, o trinkelė visada yra aukšto -dažnio ir slenkamuoju suspaudimu. Statinis standumas negali iš tikrųjų atspindėti trinkelės veikimo faktinio veikimo metu. Pasirinkus trinkelę remiantis tik statiniu standumu, gali būti neįvertintas jo standumas realiomis dinaminėmis sąlygomis, o tai gali sukelti pernelyg standžią bendrą bėgių kelio struktūrą ir prastai sumažinti vibraciją. Todėl dinaminis standumas turi būti pagrindinis projektavimo ir pasirinkimo rodiklis, siekiant užtikrinti, kad trinkelės veikimas atitiktų reikalavimus vibruojančioje aplinkoje.
Kodėl poliuretano trinkelių dinaminis standumo augimo greitis paprastai yra mažesnis nei guminių trinkelių?
Mažesnis poliuretano trinkelių dinaminis standumo augimo greitis, palyginti su guminėmis trinkelėmis, atsiranda dėl skirtingų jų molekulinių struktūrų ir viskoelastinių savybių. Gumos medžiagos pasižymi dideliu vidinės trinties nuostoliu. Didėjant vibracijos dažniui, guminių molekulinių grandinių judėjimas atsilieka nuo apkrovos pokyčių, todėl padidėja vidinė molekulinė trintis ir smarkiai padidėja dinaminis standumas. Priešingai, poliuretano molekulinės grandinės yra lankstesnės ir turi geresnes energijos išsklaidymo galimybes. Esant aukšto -dažnio apkrovoms, molekulinės grandinės gali greičiau reaguoti ir deformuotis, todėl vidinės trinties nuostoliai yra gana stabilūs. Be to, poliuretano stiklėjimo temperatūra yra žemesnė, kambario temperatūroje jis išlieka labai elastingas ir mažiau veikiamas dažnio pokyčių. Dėl šios charakteristikos poliuretano trinkelės tampa stabilesnės plačiame dažnių diapazone, todėl jos idealiai tinka greitųjų geležinkelių-ir tiksliam bėgių keliui su griežtais vibracijos mažinimo reikalavimais.
Kokį poveikį ratų-vibracijai turi per didelis arba mažas dinaminis po{0}}bėgio trinkelių standumas?
Dėl pernelyg didelio dinaminio standumo bendra bėgių kelio konstrukcija tampa per „standžia“, todėl sumažėja smūgio sugėrimo pajėgumas. Traukinio eksploatavimo metu smūginės vibracijos tarp rato ir bėgio negali būti efektyviai absorbuojamos, o didžioji dalis energijos perduodama pabėgiams, bėgių kelio sankasai ir tilto konstrukcijoms, todėl padidėja konstrukcijos vibracija ir sutrumpėja komponentų tarnavimo laikas. Tuo pačiu metu didelis standumas padidina rato{2}} bėgių sąlyčio įtempį, todėl bėgių bangavimasis ir ratų plokštumai. Ir atvirkščiai, dėl per mažo dinaminio standumo bėgių kelias tampa per „minkštas“, dėl ko bėgiai nusėda per apkrovą, o tai sutrikdo bėgių geometrinį lygumą. Dėl per didelio nuosėdų pasikeičia rato{5}}bėgio kontaktinis taškas, sukuriama papildoma vibracija ir triukšmas. Sunkiais atvejais tai gali turėti įtakos traukinio važiavimo stabilumui ir padidinti nuvažiavimo nuo bėgių riziką. Todėl dinaminis standumas turi būti kontroliuojamas protingame diapazone, kad būtų subalansuota vibracijos kontrolė ir bėgių kelio stabilumas.
Kaip skiriasi po{0}}bėgio trinkelės dinaminio standumo dažnių charakteristikų reikalavimai įvairiose linijos greičio klasėse?
Skirtingos linijos greičio klasės atitinka skirtingus dominuojančius rato{0}}bėgio vibracijos dažnius, todėl trinkelių dinaminio standumo dažninėms charakteristikoms keliami skirtingi reikalavimai. Įprastose-greičio linijose, kurių greitis mažesnis nei 120 km/h, dominuojantis vibracijos dažnis yra žemas (10-50 Hz). Reikalaujama, kad trinkelės būtų žemo dinaminio standumo esant žemiems dažniams, kad efektyviai sugertų rato{8}}bėgio smūgius. 200-350 km/h greitųjų geležinkelių traukiniai važiuoja sklandžiai, o dominuojantis vibracijos dažnis yra didesnis (50–150 Hz). Trinkelės turi išlaikyti stabilų dinaminį standumą vidutinio ir aukšto dažnių diapazone, augimo tempas neviršija 50%, kad būtų išvengta staigių bėgių kelio standumo pokyčių. Miesto geležinkelių tranzitu (metro), kuriam būdinga daugybė kreivių ir uždarų tunelių, vibracijos dažnis yra platus, o triukšmo kontrolė yra labai svarbi. Optimaliomis dažnio charakteristikomis pasižyminčios kompozicinės trinkelės būtinos, kad būtų užtikrinta puiki vibracija ir triukšmo mažinimas visame dažnių spektre.
Kaip galima pagerinti dinaminio standumo dažnio stabilumą optimizuojant trinkelių formulę?
Po{0}}bėgelio trinkelių dinaminio standumo dažnio stabilumo pagerinimas visų pirma pasiekiamas optimizuojant gumos arba poliuretano sudėtį. Pirma, pridedant reikiamą kiekįplastifikatoriaipadidina molekulinės grandinės lankstumą, sumažina vidinę trintį ir sumažina dinaminio standumo padidėjimą dažniu. antra,užpildo modifikavimo technologijanaudoja aktyvius kalcio karbonato arba suodžių užpildus, tolygiai paskirstytus matricos medžiagoje, kad apribotų pernelyg didelį molekulinės grandinės judėjimą ir padidintų struktūrinį stabilumą esant aukštiems dažniams. Be to,maišymo modifikacijasujungia du ar daugiau polimerų, kad išnaudotų atitinkamus jų pranašumus,-pavyzdžiui, derina didelį gumos elastingumą ir poliuretano priklausomybę nuo žemo dažnio, kad būtų sukurta aukščiausios kokybės kompozicinė medžiaga. Galiausiai, koregavimasvulkanizacijos procesasparametrai, skirti valdyti kryžminio{0}}jungimo tankį ir sukurti racionalesnę molekulinio tinklo struktūrą, yra pagrindinis dažnio charakteristikų optimizavimo metodas.