Ped Sertliği Neden Titreşim Sönümlemeyi Kontrol Ediyor?
Ray yastığı, ray ayağı ile travers arasındaki elastik elemandır. Geçen bir tekerleğin altında sıkıştırılır ve dikey yük enerjisinin bir kısmı elastomerin içinde ısı olarak dağılır. Ne kadar enerji kaybedileceğine iki malzeme özelliği karar verir: yastığın yük altında ne kadar sapacağını belirleyen elastik modül ve mekanik enerjiyi ısıya dönüştüren elastomerin iç sönümlemesi. Shore A sertliği, elastik modülün pratik atölye zemin ölçüsüdür: daha düşük bir sertlik, daha düşük bir modül, aynı tekerlek yükü altında daha büyük sapma ve traverslere ulaşmadan önce emilen daha fazla titreşim enerjisi anlamına gelir. Bunun karşılığında-daha yumuşak bir balata aynı zamanda daha fazla ray yerleşimine izin verir, dolayısıyla sertlik her zaman titreşim azaltma ile ray geometrisi stabilitesi arasında bir uzlaşmadır.
Sertlik ve Sönümleme Arasındaki Kantitatif İlişki
| Shore A sertlik aralığı | Dikey titreşim azaltma | Tipik uygulama |
|---|---|---|
| 40-50 | Standart pedlere kıyasla %30'dan fazla | Yerleşim alanlarından geçen kentsel demiryolu geçişi |
| 60-70 | Yerleşme kontrolü ile dengeli sönümleme | Yüksek-hızlı ve-ana hat demiryolları |
| 40'ın altında | Yüksek sönümleme ancak aşırı deformasyon riski | Kaçınmak; doğrusal ilişki bozulur |
| 80'in üstü | Düşük sönümleme, sert destek | Yerleşimin kritik olduğu-ağır yüklü endüstriyel yol |
Shore A 40-80 aralığında sertlik ile titreşim azaltımı arasındaki ilişki yaklaşık olarak doğrusaldır: sertlikte 5 derecelik bir azalma dikey titreşim azaltımını yaklaşık %8 artırır. Doğrusallık mevcuttur çünkü bu aralıkta elastomer stabil, tekrarlanabilir bir şekilde deforme olur ve sönümleme katkısı sapmayı takip eder. 40 Shore A'nın altında ped aşırı deformasyona yatkın hale gelir ve 80 Shore A'nın üzerinde neredeyse katı davranır; her iki bölgede de basit ilişki artık geçerli değil.
Uygulamaya-Özel Sertlik Seçimi
Yüksek-hızlı demiryolları yaklaşık 60-70 Shore A'lık yastıklar kullanır; bu, titreşim emilimi ile hat düzgünlüğü arasındaki optimum dengedir. 60'ın altındaki daha yumuşak balatalar yük altında çok fazla çökebilir ve yüksek hızda sürüş sorunlarına neden olan dikey iz düzensizlikleri yaratabilir; Yüksek hızlı trenlerin titreşimlerini absorbe ederken yaklaşık 2 mm içerisinde 60-70 kontrol rayı yerleşimine sahip pedler ve kalıcı basınçlara karşı dayanıklılıkları, esnekliği uzun servis ömrü boyunca sabit tutar.
Şehir içi raylı ulaşım, yaklaşık 40-50 Shore A'lık titreşim sönümleme pedleri kullanır. Hatlar, gürültü ve titreşim sınırlarının katı olduğu yerleşim alanlarından geçer ve düşük sertlik, titreşim azaltımını %30'dan fazla artırarak, düşük frekanslı gürültünün tünellere ve binalara iletimini keser. Metro aks yükleri nispeten hafif olduğundan, yumuşak ped aşırı-sıkıştırılmadığından ve pedler genellikle yüksek yoğunluklu çalışmanın gerektirdiği esnekliğe aşınma direnci ekleyen kompozit yapılar olduğundan bu mümkündür.
Hizmette Yaşlanma ve Sertlik Kayması
Hizmet sırasında balatalar sürekli yüke, sıcaklık döngülerine ve eskimeye maruz kalır ve Shore sertlikleri, genellikle yılda 1-2 derece olmak üzere kademeli olarak artar. Daha yüksek sertlik, daha düşük esneklik, daha az deformasyon ve daha az titreşim emilimi anlamına gelir. Beş yıl sonra sertlik tasarım değerinin 5-10 derece üzerine çıkabilir ve dikey titreşim azalması %10-20 oranında düşer. Aynı zamanda daha sert olan ped, travers ve palet yatağına daha fazla tekerlek rayı darbesi aktararak bu bileşenlerin eskimesini hızlandırır. Ölçülen sertlik tasarım değerini %15'ten fazla aştığında palet titreşim performansını eski haline getirmek için balatanın değiştirilmesi gerekir.
Yerinde-Sertlik Testi ve Kabulü
En hızlı saha yöntemi taşınabilir Shore A sertlik test cihazıdır. İndenter, pedin düz bir yüzeyine dikey olarak bastırılır, her ped üzerinde üç farklı nokta test edilir ve sonuç olarak ortalama alınır. Tasarım sertliğinden sapma ±5 derece dahilinde ise ped servis gereksinimlerini karşılamaktadır. Tasarım değerinin 5 dereceden fazla üzerindeki bir sapma, sönümlemenin azalmasıyla birlikte yaşlanma ve sertleşmeyi gösterir; 5 dereceden daha düşük bir sapma, bir kalite sorununa ve aşırı deformasyon riskine işaret eder. Doğrudan ulaşılamayan pedler için ray oturması faydalı bir dolaylı göstergedir: aşırı oturma yastığın çok yumuşak olduğunu ve çok düşük oturma ise yastığın sertleştiğini gösterir.
Yaygın Yanılgılar
Daha yumuşak her zaman daha iyi değildir; yaklaşık 40 Shore A'nın altında balata aşırı derecede deforme olur, ray geometrisi zarar görür ve doğrusal sertlik-sönümleme ilişkisi artık geçerli değildir.
Sertlik tek başına bir pedi tanımlamaz; kompozit yapı ve aşınma tabakası, balatanın sönümleme özelliklerini ne kadar süreyle koruyacağını belirler.
Tek bir sertlik okuması yeterli değildir; ped başına üç nokta ve tanımlanmış bir test yüzeyi gereklidir, aksi halde sonuç tekrarlanamaz.
Sertlik kayması iyi bir pedde bir kusur değildir; bu, bir değiştirme eşiğiyle (bu durumda tasarım değerinin %15 üzerinde) yönetilmesi gereken doğal bir yaşlanma sürecidir.
SSS
S1: Sertliğin 5 derecelik azalması titreşim azalmasını ne kadar artırır?
Shore A 40-80 aralığında 5 derecelik bir düşüş, dikey titreşim azalmasını yaklaşık %8 artırır çünkü daha düşük elastik modül daha büyük deformasyona ve daha fazla enerji emilimine olanak tanır. İlişki yalnızca bu aralık içinde doğrusaldır.
S2: Yüksek-hızlı demiryolları neden daha yumuşak olanlar yerine 60-70 Shore A yastıkları kullanıyor?
60 Shore A'nın altındaki daha yumuşak pedler aşırı ray yerleşimine izin verir, bu da yüksek-hızlı çalışmanın gerektirdiği dikey düzgünlüğü yok eder. 60-70'lik pedler, oturmayı yaklaşık 2 mm içinde tutarken titreşim emilimi için yeterli esneklik sağlar ve uzun hizmet ömrü boyunca kalıcı basınca karşı dayanıklıdır.
S3: Şehir içi demiryolu titreşimi-sönümleme yastıkları için tipik sertlik derecesi nedir?
Yaklaşık 40-50 Shore A. Bu düşük-sertlik, yüksek-esneklik tasarımı, hatların yerleşim alanlarından geçtiği yerlerde gerekli olan dikey titreşim azaltımını %30'dan fazla artırır. İşe yarıyor çünkü metro aks yükleri pedi aşırı sıkıştırmayacak kadar hafif.
S4: Servis sırasında keçe sertliği nasıl değişir?
Sertlik, yük, sıcaklık ve eskimeye bağlı olarak, genellikle yılda 1-2 derece olmak üzere kademeli olarak artar. Beş yıl sonra 5-10 derece daha yüksek olabilir ve titreşim azalması %10-20 oranında azalır. Sertlik tasarım değerini %15'ten fazla aştığında ped değiştirilmelidir.
S5: Ped sertliği sahada nasıl test edilir?
Taşınabilir bir Shore A sertlik test cihazı ile girintiyi düz bir yüzeye dikey olarak bastırın ve ped başına üç noktadan ortalama okumalar alın. Tasarım değerinden ±5 derecelik bir sapma kabul edilebilir; bunun üzerinde ped eskimiş veya arızalı.
S6: Hangi standartlar lastik pedlerin Shore A sertlik testini kapsar?
Test yöntemi, vulkanize kauçuğun girinti sertliği için ISO 7619-1'in Çin eşdeğeri olan GB/T 531.1'i takip eder. Pedin kendisi, ip tipi için geçerli olan sabitleme sistemi standardına göre belirlenmiştir.