轨道交通用橡胶减振材料及制品的应用
减震用橡胶材料及其应用

减震用橡胶材料及其应用橡胶是一种高弹性、良好的阻尼特性和化学稳定性的材料,因此被广泛应用于减震领域。
减震橡胶材料主要用于降低震动传递和减小冲击荷载,从而保护结构和设备免受震动和冲击的破坏。
本文将介绍几种常见的减震橡胶材料及其应用。
1.橡胶弹簧橡胶弹簧是一种用于隔离振动和减震的弹簧,它由橡胶材料制成。
橡胶弹簧具有较高的垂直刚度和较低的水平刚度,可以有效减小垂直方向的振动传递。
橡胶弹簧广泛应用于建筑、桥梁、机械设备等领域,用于减小振动和噪声。
2.橡胶隔振垫橡胶隔振垫是一种用于减震和隔振的橡胶制品。
它有多种形状和结构,如圆形、方形、长方形等。
橡胶隔振垫具有较好的减震效果和隔振性能,可广泛应用于建筑、机械设备、电力设备等领域,减小设备振动对周围环境的影响。
3.橡胶减振垫橡胶减振垫是一种用于减小冲击荷载和吸收能量的橡胶制品。
它具有较高的能量吸收能力和强度,可以有效防止冲击荷载传递到周围结构和设备上。
橡胶减振垫广泛应用于建筑、桥梁、交通工具等领域,用于减小冲击和震动对结构和设备的破坏。
4.橡胶阻尼器橡胶阻尼器是一种用于减震和能量吸收的橡胶制品。
它可以吸收和消散振动和冲击能量,减小结构和设备的振动幅度。
橡胶阻尼器广泛应用于建筑、桥梁、船舶等领域,用于保护结构和设备免受震动和冲击的损害。
总结:减震橡胶材料是一种用于减小震动和冲击荷载的材料,具有良好的弹性、阻尼特性和化学稳定性。
减震橡胶材料的应用包括橡胶弹簧、橡胶隔振垫、橡胶减振垫和橡胶阻尼器等。
这些材料广泛应用于建筑、桥梁、机械设备等领域,用于减小振动和冲击对结构和设备的影响,并保护它们免受损坏。
橡胶材料的优异性能使其成为减震领域的理想选择。
橡胶铁路减震垫板、减震空气弹簧、橡胶护舷简介

橡胶铁路减震垫板、减震空气弹簧、橡胶护舷简介一、减振原理1.减振制品简介硫化橡胶与其它固体工程材料比较,拥有它独特的性能:橡胶柔软且有较好的弹性复原性,按单位重要的弹性贮性来说,橡胶比其它任何固体材料都大;同时橡胶本身还有粘性,这与工程上所使用的粘壶类似,在粘性摩擦的过程中吸收部分能量,但橡胶减振器在高频作用下,具有比弹簧、粘壶减振器有更大的柔性。
这些特性使橡胶最适合于作为减振材料已逐渐被人们所认识,因此各部门所使用的减振器愈来愈多,包括机械、车辆、飞机、轮船、桥梁、铁路等。
近年来还发展到大型建筑物也采用减振支座以防止地面振动对建筑物的危害。
可以说凡是动的东西,就存在着不平衡的质体、或者偏心,这必然产生振动,其中许多振动若无有效的减振措施,就会造成构件的早期损坏,或给人体带来不适和伤害。
2.减振原理(1)无阻尼自由振动图4-47所示为一无阻尼自由振动。
设一理想弹簧,其一端固定,另一端系一质量为m的钢球,弹簧可沿一条光滑的玻璃棒上自由滑移(无摩擦)。
若在物体(钢球)上施加一外力,使弱簧拉伸或压缩产生±x位移。
当立即除掉外力时,弹簧谅在原平衡点O点左右来回运动,而且是周期性的运动,这一运动称之为振动。
假定玻璃棒是无摩擦的、空气的摩擦也忽略不计,并无外来的干扰,这时这种振动就称之为无阻尼自由振动。
物体的贯彻力文库 F,按牛顿第二定律:K—弹簧的弹性刚度(K=F/x);x—物体振动时的位移;a—物体运动加速度。
(2)阻尼自由振动在无阻尼自由振动系统的基础上,加多一个阻尼常数为R的阻尼项,其中尼力F′=R;力的方向与惯性力相反,振动后要在某一时刻达到平衡。
(3)冲击吸收当橡胶支座作为吸收冲击能量之用时,称为缓冲器。
吸收能量的大小是缓冲器的重要性能指标这一。
缓冲器所吸收的能量可发为两部分:一部分转为弹性贮能,过程是可逆的;另一部分为克服橡胶分子的可摩擦而转为热能,过程是不可塑的,所吸收的这部分能量完全被损耗。
轨道交橡胶减振材料及制品的应用

轨道交橡胶减振材料及制品的应用轨道交通系统是现代城市公共交通的重要组成部分,随着城市化进程的加速,轨道交通系统的建设愈加迫切。
然而,轨道交通系统在使用过程中会受到各种力的振动,这不仅会给乘客带来不适,还会对铁路线路和列车车辆等设备造成严重的损坏和退化。
为了降低轨道交通系统在运行过程中的振动影响,提高运营效率和安全性,轨道交橡胶减振材料及制品被广泛应用。
1.轨道橡胶板轨道橡胶板是一种轨道交橡胶减振材料,它具有弹性变形和高抗冲击性能,是减少噪音和对建筑物产生的震动效果最为显著的材料之一。
在轨道交通线路建设中,轨道橡胶板被广泛应用于轨道底座、轨道等处减振,以提高城市轨道交通系统的运行效率和安全性。
2.轨枕垫轨道交橡胶减振材料中的轨枕垫是一种塑料材料,它可以吸收由于列车经过轨道而产生的振动能量。
轨枕垫的设计是为了平衡轨道的振动和行车运动的力量,尽可能减少对列车车身和运行设备的损害,保证轨道建筑的稳定性和耐用性,提高轨道交通系统的安全性和密集化运输能力。
3.轨道橡胶垫轨道交橡胶垫是一种强韧耐用的材料,常被用于轨道车辆的减震和隔音。
使用橡胶垫可以有效地减小车辆经过时产生的震动和噪音,提高列车车辆的舒适度和人们的使用体验。
轨道橡胶垫还可以防止车轮和轨道之间的滚动摩擦,从而减少能耗和车辆的磨损。
4.轨道加强橡胶垫板轨道加强橡胶垫板是常用的轨道交橡胶减振材料之一,它由高弹性橡胶制成,具有优异的耐磨性、弹性响应性和耐老化性。
轨道加强橡胶垫板适用于各种轨道交通系统,包括地铁、高铁、有轨电车和轻轨等,可有效减少行车时的振动和噪音,提高乘客的使用体验和列车车辆的运行效率。
总之,轨道交橡胶减振材料及制品是提高城市轨道交通系统运行效率和安全性的重要手段之一,它们能够有效减少列车运行时的噪音和振动,降低设备损坏率,延长设备使用寿命,提高乘客的使用体验,保证城市轨道交通系统的正常运行和稳定性,有着广泛的应用前景和市场空间。
橡胶减震垫技术特性及应用研究

橡胶减震垫技术特性及应用研究
橡胶减震垫是一种常用的减震隔振材料,具有优异的减震效果和耐久性。
橡胶减震垫
常用于工程建筑领域,如桥梁、隧道等结构的减震隔振;同时也适用于机械设备、交通工
具等领域的减震降噪。
橡胶减震垫的技术特性主要包括以下几个方面:
1.材料:橡胶减震垫主要采用天然橡胶或合成橡胶作为主要材料。
橡胶具有良好的弹
性和耐久性,能够在承受外力后迅速恢复原状,并能够长时间保持其性能。
2.减震效果:橡胶减震垫能够有效减少外部震动对结构或设备的影响,提供稳定的工
作环境。
橡胶具有良好的吸震和隔振性能,能够吸收和分散地震、风荷载、交通振动等外
部力量,减少对结构的冲击和震动。
3.耐久性:橡胶减震垫具有良好的耐久性能,能够长时间保持其吸震和隔振性能。
橡
胶材料具有耐老化、耐候性和耐磨性等特点,适用于各种恶劣环境条件。
4.安装方便:橡胶减震垫安装简单,只需将垫片放置在需要减震的结构或设备下即可。
橡胶减震垫具有较小的厚度和重量,不会给结构造成过大的负担。
1.结构减震:橡胶减震垫广泛应用于桥梁、隧道、建筑物等结构的减震降噪。
研究人
员通过实验和数值模拟,分析橡胶减震垫在结构减震中的减震效果和适用范围,为工程建
设提供技术支持。
2.机械设备减震:橡胶减震垫适用于各种机械设备的减震降噪。
研究人员通过实验和
理论分析,研究不同类型的橡胶减震垫在机械设备减震中的特性和适用范围,为设备安装
和维护提供指导。
(交通运输)轨道交通用橡胶减振材料及制品的应用精编

(交通运输)轨道交通用橡胶减振材料及制品的应用(交通运输)轨道交通用橡胶减振材料及制品的应用轨道交通用橡胶减振材料及制品的应用内容摘要:摘要:本文概述了轨道交通用橡胶减振制品的材料技术和产品的应用和发展情况。
关键词:轨道交通减振橡胶制品橡胶橡胶材料具有以下特性[1]:(1)橡胶具有良好的阻尼特性,在弹性范围内的相对滞后值能够达到10~65%,动、静模数之比为1.5左右。
(2)橡胶的弹性变形比金属大的多(可达10000倍之上),而弹性模数比金属的小得多(为1/700到1/4000)。
(3)橡胶的声速为40~200m/s,钢的声速却为5000m/s。
摘要:本文概述了轨道交通用橡胶减振制品的材料技术和产品的应用和发展情况。
关键词:轨道交通减振橡胶制品橡胶橡胶材料具有以下特性[1]:(1)橡胶具有良好的阻尼特性,在弹性范围内的相对滞后值能够达到10~65%,动、静模数之比为1.5左右;(2)橡胶的弹性变形比金属大的多(可达10000倍之上),而弹性模数比金属的小得多(为1/700到1/4000);(3)橡胶的声速为40~200m/s,钢的声速却为5000m/s。
因此具有良好的减振、隔音和缓冲性能[2]。
现代轨道交通为有效减少轮轨作用力和改善系统走行性能,降低高速重载所引起的机车车辆以及线路的系统振动和噪声问题,大量使用各种橡胶弹性元件用于牵引、驱动、连接、支承等,以达到舒适、平稳、快速的更高要求[3]。
1.橡胶材料减振所用橡胶的品种很多,用量比较大的有:天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IR)、乙丙橡胶(EPDM)等。
通常针对不同的应用环境和使用要求,选用不同的橡胶材料或将几种橡胶共混以及采用某些改性方法来提高橡胶材料的某壹项和几项性能。
1.1共混技术NR是橡胶减振领域中用量最大的品种,许多共混的研究都是以其为主体进行的。
如Yoshiharu等人[4]采用NR和BR共混制成减振橡胶,在150℃硫化30min 后,发现材料具有很好的衰减性能;他们仍研究采用天然橡胶和氯丁橡胶共混制成减振橡胶,硫化促进剂只促进其中的天然橡胶硫化而不促进氯丁橡胶硫化,使得减振橡胶的减振特性由材料中的氯丁橡胶组份体现出来[5];NishiueTakeshi 等人[6]使用天然橡胶、含有不饱和键的顺丁橡胶、以及碳原子数大于4的含有OH基团有机酸的金属盐,和壹些其他的添加剂制成的减振器具有较好的耐久性,在70℃压缩22小时和在40℃压缩148小时的压缩永久变形分别是17.0和11.7%;除NR外,以CR、SBR、EPDM等为主体进行共混研究的实例也很多,此外其它材料的共混研究仍有:Toshiaki等人[7,8]采用不能硫化的异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物和可硫化的溴化对甲基苯乙烯-异丁烯共聚物的混合物以比例80:20到25:75配制成的共混橡胶材料,在应用到减振橡胶配方中时材料的损耗因子Tanδ大于0.5,同时在30℃到20℃的范围内损耗因子T anδ的变化小于0.5,使材料不仅具有很好的减振性能,而且仍具有很好的减振稳定性,同时材料仍有很好的耐氧化和耐臭氧化性能;Masashi等人[9]采用溴化乙烯基共聚物橡胶(Br 含量0.2~5%)和NR以及异丁烯橡胶制成的减振橡胶材料具有很好的耐热老化、拉伸疲劳性能和臭氧裂解性能,在90℃条件下处理1000小时后拉伸强度保持62%,压缩永久变形保持39%;WangXiaorog等人[10]采用聚(芳香烯烃co马来酰亚胺)共聚物和马来酸化的烷基烯烃和烷基双胺在充分干燥的条件下形成聚烯烃接枝聚(芳香烯烃co马来酰亚胺)共聚物,将这种材料和橡胶混合能够制备高阻尼材料;Kentaro等人[11,12]由芳香乙烯基单体和丁二烯共聚物形成的减振用绝缘橡胶材料具有很好的防止振动和防止噪音的特性;同时这种材料仍具有很好的屈挠疲劳性能;Okada等人[13]采用不饱和的乙烯、芳香族烯烃、非共轭烯烃以壹定比例形成的不饱和共聚物制成的橡胶共混物使得减振橡胶在力学性能、耐热性、耐老化性能、减振性能、振动性能消失和耐屈挠疲劳性能上都具有很好的性能。
减震用橡胶材料及其应用

减震用橡胶材料及其应用减震是指通过采用一定的材料或结构,在振动能量传递过程中降低或消除振动的一种方法。
减震橡胶材料是一种常见的减震材料,它具有优异的阻尼效果和良好的耐磨性,广泛应用于工程减振、交通运输、建筑结构、电子仪器等领域。
减震橡胶材料的种类较多,其中常见的有橡胶减震垫、橡胶减震器、橡胶隔振支座等。
橡胶减震垫是由橡胶材料制成的薄片,其内部具有多个减震点,可以吸收振动能量,降低结构传递的振动。
橡胶减震器是以橡胶材料作为主要减震元件的装置,常用于汽车、火车等交通工具的减振系统中。
橡胶隔振支座是一种广泛应用于建筑结构的减震装置,可以有效减少地震或其他外力引起的结构振动。
减震橡胶材料的应用领域十分广泛。
在交通运输领域,减震橡胶材料常用于汽车、火车、船舶等车辆的减振系统中,可以降低由于不平路面或运输引起的振动,提高乘坐舒适性和驾驶稳定性。
在建筑结构领域,橡胶隔振支座可以减少地震或其他外力对建筑物的冲击,确保建筑物的稳定性和安全性。
在电子仪器的制造中,减震橡胶材料可以减少设备振动对仪器的影响,保证仪器的正常运行和精确测量。
除了上述应用领域外,减震橡胶材料还可以用于工程减振、机械设备、航天航空、体育设施等领域。
在工程减振中,减震橡胶材料可以降低机械设备的振动,延长设备寿命,提高生产效率。
在航天航空领域,减震橡胶材料可以减轻飞行器在起飞、着陆过程中的振动,保证飞行安全。
在体育设施中,减震橡胶材料可以减少运动员受到的冲击,降低运动伤害。
减震橡胶材料的研究和应用是一个不断发展的领域。
随着科技的进步和工程技术的不断革新,对减震材料的要求越来越高。
未来的研究方向包括新材料的开发、材料结构的优化、减震装置的智能化等。
新材料的开发可以使减震效果更加理想,减少能量损耗;材料结构的优化可以提高减震材料的使用寿命和稳定性;减震装置的智能化可以实现对振动的实时监测和调节。
总之,减震橡胶材料具有良好的减振和耐磨性能,在工程减振、交通运输、建筑结构、电子仪器等领域得到广泛应用。
城市轨道交通工程橡胶弹簧浮置板减振技术应用

城市轨道交通工程橡胶弹簧浮置板减振技术应用摘要:深圳地铁11号线BT项口11309标轨道工程中首次引进橡胶弹簧浮置板技术的应用,针对橡胶弹簧浮置板整体道床进行了施工,总结了其施工技术工艺流程。
通过对施工工艺的不断优化和改进,结合橡胶弹簧浮置板整体道床轨道设计技术要求,采用〃自下而上〃的施工方式,对于橡胶弹簧浮置板整体道床轨道的铺设技术进行了攻克,完成了此种新型减振材料的浮置板整体道床轨道。
得出结论:通过对铺设道床的减振效果进行试验和评价,道床质量及减振效果良好,同时对于橡胶弹簧浮置板整体道床工艺进行了完善,为国内城市轨道交通工程采用橡胶弹簧浮置板减振技术起到指导性作用。
关键词:城市轨道交通橡胶弹簧减振技术应用1 •概述我国地铁轨道交通行业快速兴起,国内减振、噪声领域系统的各类学着、专家很快的进军至这个行业内,不断寻求更为有效的措施减振降噪,为了提高人们的生活质量。
为了抑制轨道交通的振动和噪声问题,在轨道交通设计时,从土建结构、轨道、车辆等方面都考虑了减振降噪的描施。
轨道系统为车辆提供支承和导向作用,并将车辆荷载传递给土建结构,轨道系统的减振对整个系统的减振降噪起到决定性作用。
针对不同的减振级别,□前国内城市轨道交通工程不断应用了多种形式的减振降噪轨道结构,已满足减缓城市轨道交通噪声,创造良好生活环境的需求。
橡胶弹簧浮置板是应用于铁路轨道上部结构的弹性材料,主要构成为橡胶弹簧隔振器、外套筒、隔振阻尼等橡胶材料组成,具有腐蚀、韧性强度高,弹性性能好,减振性能效果、疲劳及耐久性能好的特性,形成的轨道结构是一种中等级减振形式,是我国首自主研发首次试验应用的一项新型、轻型减振降噪结构形式的减振技术,U前在深圳地铁11号线BT项11309标轨道工程地下轨道工程中试验性的投入到使用,减振、降噪效果良好,能够有效地减小噪声和振动频率对地铁线路上部及附近居民的影响。
2.橡胶弹簧浮置板整体道床结构及减振原理橡胶弹簧浮置板整体道床轨道是一种新型的低噪声、低振动的轨道系统,它是我国自主创新硏究,减振降噪领域的一项新的科技技术产品。
减震用橡胶材料及其应用

减震用橡胶材料及其应用随着现代工业的飞速发展,震动和噪音已经成为各个领域的严重问题:它会降低操作精度,影响产品质量;缩短产品寿命,使得高精仪器不能正常工作;危及安全性,使设备或构建物早期破坏;污染环境及影响人身健康,诸如地震之类的震动甚至还给人类的生命财产造成极大的损害。
因此,研究和掌握震动控制与噪音控制技术已是各国工业发展面临的重大课题。
消除震动和噪音的最根本和最好方法是减少或者消除震动源的震动,但实际上要想完全消除震动源的震动是不可能的,因此必须采取其他控制震动的方法。
实际应用中最广泛、最有效的方法是使用各种减震制品,尤其是橡胶减震制品。
它能够有效地隔离震动与激发源,还可以缓和震动体的震动,因此被广泛地应用于各种机动车辆、飞机、船舰等的动力机械及风机、水泵等辅助设备和仪器的震动隔离。
近年来,一些大型建筑物和桥梁等也采用了隔离地震的层压橡胶垫支撑建筑物。
对于结构震动和结构噪音的阻尼处理,也广泛地使用特殊的橡胶材料,称为黏弹性高阻尼材料。
1 橡胶的减震作用及减震橡胶材料橡胶的特点是既有高弹态又有高黏态,橡胶的弹性是由其卷曲分子构象的变化产生的,橡胶分子间相互作用会妨碍分子链的运动,又表现出黏性特点,以致应力与应变往往处于不平衡状态。
橡胶的这种卷曲的长链分子结构及分子间存在的较弱的次级力;使得橡胶材料呈现出独特的黏弹性能,因而具有良好的减震、隔音和缓冲性能。
橡胶部件广泛用于隔离震动和吸收冲击,就是因为其具有滞后、阻尼及能进行可逆大变形的特点。
橡胶的滞后和内摩擦特性通常用损耗因子表示,损耗因子越大,橡胶的阻尼和生热越显著,减震效果越明显。
橡胶材料损耗因子的大小不仅与橡胶本身的结构有关,而且与温度和频率有关。
在常温下,天然橡胶(NR)和顺丁橡胶(BR)的损耗因子较小,丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、乙丙橡胶(EPR)、聚氨酯橡胶(PU)和硅橡胶的损耗因子居中,丁基橡胶(HR)和丁腈橡胶(NBR)的损耗因子最大。
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轨道交通用橡胶减振材料及制品的应用内容摘要:摘要:本文概述了轨道交通用橡胶减振制品的材料技术和产品的应用和发展情况。
关键词:轨道交通减振橡胶制品橡胶橡胶材料具有以下特性[1]:(1)橡胶具有良好的阻尼特性,在弹性范围内的相对滞后值可以达到10~65%,动、静模数之比为1.5左右。
(2)橡胶的弹性变形比金属大的多(可达10000倍以上),而弹性模数比金属的小得多(为1/700到1/4000)。
(3)橡胶的声速为40~200m/s,钢的声速却为5000m/s。
摘要:本文概述了轨道交通用橡胶减振制品的材料技术和产品的应用和发展情况。
关键词:轨道交通减振橡胶制品橡胶ﻭ橡胶材料具有以下特性[1]:ﻭ(1)橡胶具有良好的阻尼特性,在弹性范围内的相对滞后值可以达到10~65%,动、静模数之比为1.5左右;(2)橡胶的弹性变形比金属大的多(可达10000倍以上),而弹性模数比金属的小得多(为1/700到1/4000);ﻭ(3)橡胶的声速为40~200m/s,钢的声速却为5000m/s。
ﻭ因此具有良好的减振、隔音和缓冲性能[2]。
现代轨道交通为有效减少轮轨作用力和改善系统走行性能,降低高速重载所引起的机车车辆以及线路的系统振动和噪声问题,大量使用各种橡胶弹性元件用于牵引、驱动、连接、支承等,以达到1.橡胶材料ﻭ舒适、平稳、快速的更高要求[3]。
ﻭﻭ减振所用橡胶的品种很多,用量比较大的有:天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IR)、乙丙橡胶(EPDM)等。
通常针对不同的应用环境和使用要求,选用不同的橡胶材料或将几种橡胶共混以及采用某些改性方法来提高橡胶材料的某一项和几项性能。
ﻭﻭ1.1 共混技术NR是橡胶减振领域中用量最大的品种,许多共混的研究都是以其为主体进行的。
如Yoshiharu等人[4]采用NR和BR共混制成减振橡胶,在150℃硫化30min后,发现材料具有很好的衰减性能;他们还研究采用天然橡胶和氯丁橡胶共混制成减振橡胶,硫化促进剂只促进其中的天然橡胶硫化而不促进氯丁橡胶硫化,使得减振橡胶的减振特性由材料中的氯丁橡胶组份体现出来[5];Nishiue Takeshi等人[6]使用天然橡胶、含有不饱和键的顺丁橡胶、以及碳原子数大于4的含有OH基团有机酸的金属盐,和一些其他的添加剂制成的减振器具有较好的耐久性,在70℃压缩22小时和在40℃压缩148小时的压缩永久变形分别是17.0和11.7%;除NR外,以CR、SBR、EPDM等为主体进行共混研究的实例也很多,此外其它材料的共混研究还有:Toshiaki等人[7,8]采用不能硫化的异戊二烯苯乙烯嵌段共聚物和可硫化的溴化对甲基苯乙烯-异丁烯共聚物的混合物以比例80:20到25:75配制成的共混橡胶材料,在应用到减振橡胶配方中时材料的损耗因子Tanδ大于0.5,同时在30℃到20℃的范围内损耗因子T anδ的变化小于0.5,使材料不仅具有很好的减振性能,而且还具有很好的减振稳定性,同时材料还有很好的耐氧化和耐臭氧化性能;Masashi等人[9]采用溴化乙烯基共聚物橡胶(Br含量0.2~5%)和NR以及异丁烯橡胶制成的减振橡胶材料具有很好的耐热老化、拉伸疲劳性能和臭氧裂解性能,在90℃条件下处理1000小时后拉伸强度保持62%,压缩永久变形保持39%;WangXiaorog等人[10]采用聚(芳香烯烃co马来酰亚胺)共聚物与马来酸化的烷基烯烃和烷基双胺在充分干燥的条件下形成聚烯烃接枝聚(芳香烯烃co马来酰亚胺)共聚物,将这种材料和橡胶混合可以制备高阻尼材料;Kentaro等人[11,12]由芳香乙烯基单体和丁二烯共聚物形成的减振用绝缘橡胶材料具有很好的防止振动和防止噪音的特性;同时这种材料还具有很好的屈挠疲劳性能;Okada等人[13]采用不饱和的乙烯、芳香族烯烃、非共轭烯烃以一定比例形成的不饱和共聚物制成的橡胶共混物使得减振橡胶在力学性能、耐热性、耐老化性能、减振性能、振动1.2 纳米改性技术性能消失和耐屈挠疲劳性能上都具有很好的性能。
ﻭﻭ利用少量的蒙脱土和炭黑共同补强天然橡胶,可使材料的综合性能改善。
表1反映了10份蒙脱土替代10份炭黑时对天然橡胶各项性能的影响,由表可见,材料的硬度减小,定伸强度、拉伸强度、断裂伸长率都明显提高,耐水、耐油、耐热氧老化、耐臭氧老化等性能较以前都明显提高。
对于露天使用的轨道交通用橡胶减振器,蒙脱土纳米复合橡胶技术显示出明显的优势。
表1 蒙脱土对天然橡胶性能的影响1.3 炭黑(白炭黑)原位接枝橡胶技术ﻭﻭ炭黑与白炭黑是减振橡胶中的主要补强填充剂,但是炭黑与白炭黑粒子间的自聚作用较大,难于在橡胶基体中分散,而且由于自身是强极性无机粒子,与天然橡胶等非极性有机物间的相互作用力较弱,影响了其应用效果。
ﻭ炭黑表面含有羧基、羟基等多种官能团,白炭黑的表面也有大量的羟基官能团,可以利用这些高活性的基团来改善炭黑与白炭黑对橡胶的作用。
ﻭﻭ炭黑(白炭黑)原位接枝橡胶技术采用具有双亲化学活性的小分子偶联剂,在橡胶混炼过程中使其同时与炭黑(白炭黑)表面、橡胶大分子发生接枝反应,使炭黑(白炭黑)与橡胶间实现部分化学键作用力,可大大加强炭黑和橡胶间的界面作用力,同时增加了橡胶对炭黑(白炭黑)附聚体的破坏作用,使分散水平也大幅度提高。
这样不仅可以显著提高减振材料定伸应力、拉伸强度、撕裂强度等性能,而且能显著降低高结构炭黑的用量,改进交联网络的结构,由于界面化学作用强度高,从而使材料的疲劳生热显著降低,延缓疲劳破坏过程,提高弹性体结构材料与制品的承载性能和使用寿命。
此外,还能提高橡胶抵抗热氧、臭氧、光老化的能力(见图1)。
图1 原位接枝改性作用机理示意图2.橡胶减振制品ﻭﻭ轨道交通控制振动的途径和其它领域相同[15]:1)降低振源的激发力;2)将振动与激发源离开(隔振);3)缓和振动体的振动。
橡胶减振主要用于后两个方面。
橡胶减振器具有许多优点[1]:1)可以通过设计结构、调整橡胶性能来满足对各个方向刚度的要求;2)兼具衰减和吸能两种能力,减振效果好,容易越过共振区;3)弹性模量比金属小得多,能够产生较大弹性形变;4)没有滑动部分,因此无磨耗,易于保养;5)重量轻,安装、拆卸方便。
ﻭﻭ当然,橡胶减振器也有一些缺点:1)高温低温性能不如金属;耐油性能不如金属;2)对于直射日光需要注意用薄膜遮蔽等;3)长期用于大载荷时弹性减弱。
ﻭ2.1机车车辆用减振橡胶制品的应用及发展ﻭ机车车辆用橡胶减振器主要应用在转向架上,按安装的部位可分为:一系悬挂装置、二系悬挂装置、牵引悬挂装置、牵引缓冲装置等[16]。
ﻭ2.1.1 一系悬挂用减振橡胶制品1) V型弹簧V型橡胶弹簧是一系悬挂橡胶减振器的代表产品之一,与金属悬挂相比,能有效地降低磨损,隔离噪音,并能提供所需的垂、横、纵三向刚度,控制横向、纵向摆动,提供适宜的牵引力。
国外Dunlop、phonex等公司已具有成熟技术。
由于V型弹簧承受周向剪切和垂向压缩变形,因此橡胶的抗蠕变性能成为衡量该产品技术水平的主要标志。
株洲时代新材料科技股份公司对提高产品的抗蠕变性能进行专题研究[17,18],实验室检测结果表明,新研制的V型橡胶弹簧抗蠕变性能优于国外同类产品。
ﻭ图2 V型弹簧表2 V型弹簧静压蠕变对比2) 锥型弹簧ﻭ锥型弹簧和V型弹簧相比,其特点主要有:①采用圆柱衬套结构,可根据三向刚度要求进行槽孔的不同设计;②根据橡胶弹簧的压、剪锥体理论,采用等应力层设计方法及特选的弹性橡胶,更有利于减小产品的蠕变;③能提供最大的牵引力,平衡车轮荷重,控制纵、横摆动。
因此目前国内外新设计的城轨地铁转向架上,大都采用锥型弹簧取代V型弹簧,其关键技术也是抗蠕变能力,即使用期中蠕变不能超过产品工作载荷下垂向位移的20%。
时代新材公司生产的锥型弹簧经德国Contitech公司检测和计算,10年的蠕变值不到5mm,仅为工作载荷下垂向位移的12%(见图4)ﻭ图3锥型弹簧图4锥型弹簧的10年蠕变值3) 滚环橡胶弹簧ﻭ滚环橡胶弹簧具有较强的非线性特性,可提供动力学性能所需的不同纵向和横向刚度值,可满足减振和定位要求。
在车辆运行过程中,橡胶弹簧在横向和垂向产生变形,吸收车辆振动的部分能量,这种特性对吸收车辆高频振动和降低噪声十分有益。
滚环式橡胶弹簧垂向承载能力10~200kN,垂向挠度可达60mm,甚至到132mm。
在横向载荷作用下,当载荷等于最大垂向载荷的30%~60%时,横向可产生约4mm的位移[19,20],其纵向刚度约为垂向刚度的3~6倍,而其它钢簧的纵向接近刚性,其转向架具有更好的曲线通过能力。
ﻭﻭ滚环橡胶弹簧最早用于德国Talbot工厂设计制造的DRRS(Doublerubberrollingspring)转向架上。
目前DRRS转向架大量应用于欧洲境内德国、瑞士、挪威、奥地利、丹麦、芬兰等国家的货车上,其具有轮轨作用小、轮缘磨耗好等特点。
国内时代新材与西南交大已经联合开发出了此类产品,但尚未得到推广应用。
4) 液体复合橡胶弹簧ﻭﻭ液体复合橡胶弹簧减振器(简称液体复合弹簧),也称液力减振器,是以橡胶弹性体密封流体(通常是不冻液,如乙二醇和丙二醇的混合液),利用流体的液压支撑和橡胶共同起缓冲作用的,也属非线性减振器。
ﻭ图6 金属橡胶液体复合弹簧1979年液体复合橡胶弹簧首次用于奥迪轿车的发动机的减振,而后得到迅速推广,并发展了缸式液压发动机底座、电子控制液压发动机底座等,技术日益成熟[15,21,22,23],从结构的角度成功地解决了产品动态倍率与损耗因子之间的非相容问题而获得近乎完美的新型减振器[24],其中,惯性通道式液力减振器应用最为广泛。
德国Contitech公司于20世纪90年代首次在轴箱弹簧定位器的基础上开发出剪切压缩型的金属橡胶复合弹簧,在载荷作用下有挠度较大的优点,能够在空车、重载以及低速、高速等不同的使用工况下有效地保证良好的运行舒适度,同时,能提供所需的三向刚度,以满足车辆特别是货车车辆的动力品质[25]。
国内由齐齐哈尔车辆厂开发的的160Km货车转向架上即装配了由时代新材提供的液体复合弹簧,该转向架在滚动实验台上跑出240Km的中国货车最高速,弹性悬挂系统完全满足车辆动力学要求,平稳性优良。
2.1.2 二系悬挂用减振橡胶制品ﻭ1)橡胶堆ﻭﻭ橡胶堆产品是车体与转向架的弹性连接元件,弹性地承担车体的垂向载荷,并给机车车辆各轴以一定的重量分配,以使所分配的重量在车轮行经不平线路时不发生显著变化;同时,橡胶堆能有效地缓和铅垂面内的有害振动,改善机车车辆的抗蛇行稳定性。
与刚弹簧相比,其具有如下优点:①提供适宜的垂向静挠度,有利于机车车辆获得良好的粘着重量利用率。