3熱塑性彈性體在軌道交通領(lǐng)域中的應(yīng)用

1、報告提綱第一部分引言第二部分鐵路機車車輛和軌道簡介TPE材料第三部分TPE軌道交通領(lǐng)域中的應(yīng)用第四部分第五部分展望Page2第一部分：引言Page3第一部分：引言Page4第一部分：引言Page5第二部分：鐵路機車車輛和軌道簡介第二部分：鐵路機車車輛和軌道簡介車體：減輕自重1走行部（轉(zhuǎn)向架）：運行噪聲低，運行平穩(wěn)性好連接、緩沖裝置： 能量吸收率大52鐵道車輛組成制動裝置：操作靈活可靠：車輛內(nèi)部34質(zhì)輕、舒適、環(huán)保Page7第二部分：鐵路機車車輛和軌道簡介軌道結(jié)構(gòu)組成 鋼軌 軌枕 連接零件（扣件） 軌道附屬 道床 道岔Page8第二部分：鐵路機車車輛和軌道簡介 道岔具有數(shù)量多、構(gòu)造復(fù)雜、使用短、

2、限制列車速度、行車安低、養(yǎng)護維修投入大等特點， 1) 足夠的強度和耐磨性; 引(導(dǎo)2)機抗車疲車勞輛強車度輪和前沖進擊；韌性; 與曲線、接頭并稱為軌道的三大薄弱環(huán)節(jié)。 承(受3)巨一大定并性傳; 到軌枕上； 提(供4)連足續(xù)夠，光平滑順的和頂阻面力，最并有小一的定滾的動粗面糙度； 作(為5)軌良道好電的路可。焊性；道岔鋼軌 (6)直度（高速鐵路鋼軌） 把軌枕傳來的力均勻地傳布到路基面上，固定軌枕位置，保持軌道的性； 保持軌道的幾何形位，方向和軌距； 將承受的力均勻分布于道床； 堅固，彈性，耐久； 固定鋼軌，抵抗向位移； 保持軌道彈性，調(diào)整軌道的平面及縱斷面； 碎石道床（有砟軌道）； 整體道床（

3、主要為無砟軌道）。鐵路軌道軌枕道床 低廉、簡單、易 具有足夠的扣； 具有適當(dāng)?shù)膹椥? 起到緩沖減振作用； 具有一定的調(diào)節(jié)軌距和水平的能力; 具有足夠的強度，耐久性； 絕緣性能; 零件少，便于裝卸和維修。軌道于鋪設(shè)養(yǎng)護?？奂綄?防爬 加強 明橋面； 平交道口。Page9第二部分：鐵路機車車輛和軌道簡介客運專線用彈條V型扣件-彈條V型扣件有碴軌道用扣件系統(tǒng)Page10第二部分：鐵路機車車輛和軌道簡介客運專線用WJ-8型扣件無砟軌道用扣件系統(tǒng)Page11第三部分：TPE材料面對軌道交通的發(fā)展趨勢，我們。環(huán)保輕量化高速重載Page12第三部分： TPE材料熱塑性彈性體Page13第三部分： TPE材

4、料熱塑性彈性體聚氨酯類苯乙烯類共聚型TPE聚烯烴類聚酯類按照分類聚酰胺類簡單共混型共混型TPE熱塑性硫化膠型（TPV）Page14第三部分： TPE材料共聚型TPEn 共聚型TPE是采用嵌段共聚的方式將柔性鏈（軟段）同剛性鏈（硬段）交替連接成大。Page15第三部分： TPE材料共混型TPEn 以熱塑性硫化膠為例，聚合物共混相態(tài)行為為軟相包裹硬相規(guī)律。n 剛開始時為分散相，橡膠為連續(xù)相，但在共混過程中，橡膠同時發(fā)生原位交聯(lián)反應(yīng)，黏度增大，在機械剪切力作用下被碎為微米級的顆粒。n 同時發(fā)生相反轉(zhuǎn)，粒變?yōu)榉稚⑾?。變?yōu)檫B續(xù)相，橡膠顆共混物黏度比可在一定程度上其相形態(tài)Page16第三部分： TPE材料

5、共聚型TPE大量高度交聯(lián)的橡膠粒子呈分散相結(jié)構(gòu)，粒徑為1-2m，賦予TPV具有硫化橡膠的高彈性；相（如20%）包覆在交聯(lián)橡膠粒子周圍形成連續(xù)相，賦予TPV具有少量一樣的熱塑性性和可反復(fù)性。Page17第四部分：TPE在軌道交通領(lǐng)域中的應(yīng)用4.1TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用4.2TPE在軌道線路領(lǐng)域中的應(yīng)用4.3TPE在鐵路基建領(lǐng)域中的應(yīng)用Page184.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（1）TPE在轉(zhuǎn)向架領(lǐng)域的應(yīng)用Page194.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（1）TPE在轉(zhuǎn)向架領(lǐng)域的應(yīng)用Page204.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（1） TPE在轉(zhuǎn)向架領(lǐng)域的應(yīng)用新材為長江車輛廠開發(fā)轉(zhuǎn)向

6、架K5承載鞍性能Page21通過中國鐵科院環(huán)行線動力學(xué)性能試驗：轉(zhuǎn)向架均未出現(xiàn)橫向失穩(wěn)現(xiàn)象；符合GB5599-85鐵道車輛動力學(xué)性能評定和試驗鑒定 規(guī)范的要求，橫向、垂向平穩(wěn)性指標(biāo)均屬優(yōu)級，滿足120km/h 運行的平穩(wěn)性的要求。檢測項目目標(biāo)值TPU測試條件垂向剛度kN/mm4545.2試驗大綱依據(jù)960885試驗大綱編制縱向剛度kN/mm2129.6橫向剛度kN/mm1727.4偏轉(zhuǎn)剛度KN/912.3蠕變mm31.3300向疲勞性能狀態(tài)完好完好垂向剛度變化率%1550國內(nèi)空白以塑代鋼4.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（1） TPE在轉(zhuǎn)向架領(lǐng)域的應(yīng)用：2003年在Mumbai-Chenna

7、i快車系列中， 使用TPEE的減震墊片第一次得到應(yīng)用，效果良好。Page224.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（1） TPE在轉(zhuǎn)向架領(lǐng)域的應(yīng)用：2003年在Mumbai-Chennai快車系列中，使用TPEE的減震墊片第一次得到應(yīng)用，效果良好。Page234.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（1） TPE在轉(zhuǎn)向架領(lǐng)域的應(yīng)用Page244.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（2）TPE在車鉤緩沖器領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)有緩沖器的優(yōu)缺點Page25緩沖器種類優(yōu)點缺點代表型號摩擦式鋼彈簧緩沖器橡膠緩沖器彈性膠泥緩沖器組合式緩沖器熱塑性彈性體緩沖器重量較大、容量偏性能可靠，適應(yīng)范圍較廣低、初始沖擊力太Mark

8、50 、大MT-2、MT-3容量較大(100kJ)、高低溫阻尼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)剛度特性曲線較好復(fù)雜、密封可靠性LPD型要求高、價格昂貴吸收性能好、結(jié)構(gòu)較簡單容量偏低、，方便，檢修容易耐環(huán)境性差SL-76、MX-1低阻抗、耐高速沖擊、能結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精HM-1量吸收率高和容量大度高，價格昂貴組合兩種緩沖器優(yōu)點，性結(jié)構(gòu)復(fù)雜、Mark H60 、能得到優(yōu)化檢修難度大、價格Mark500高性能、結(jié)構(gòu)簡單、容價格較高DFC- E100量大、吸收率高、免維修4.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（2） TPE在車鉤緩沖器領(lǐng)域的應(yīng)用車鉤緩沖器車鉤車鉤緩沖墊HXD2機車Page26TPEE彈性體緩沖墊是一種100%高 材料

9、的彈性元件，相比現(xiàn)有緩沖元件， 具有容量大、質(zhì)量輕、能量吸收率高、運營過程中免維護等優(yōu)點，同時，又可以回收利用，符合環(huán)保、輕量化要求。應(yīng)用案例：HXD2機車（德國Durel）、杭州地鐵一號線（美國Minner）、北京地鐵九號線（波蘭Axtone）。4.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（2） TPE在車鉤緩沖器領(lǐng)域的應(yīng)用Page274.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（2） TPE在車鉤緩沖器領(lǐng)域的應(yīng)用新材與國外樣品剛度曲線對比能量吸收率-不同環(huán)境條件下新材Page28條件噸位吸收能量/103J吸收率/%-3025011.6681.4502505.7374.7耐酸2372h，5%HCl2506.

10、8970.2鹽霧3572h，5%NaCl2507.3371.4耐堿2372h，5%NaOH2507.7373.8耐46#機油2372h2507.5473.5技術(shù)要求23010%5（1-20%）70（1-20%）4.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（2） TPE在車鉤緩沖器領(lǐng)域的應(yīng)用力-位移曲線力-位移曲線Force-DisplacementForce-Displacement30003000250025002000200015001500100010005005000002550751001250255075100125Displacement mmDisplacement mm新材樣品剛度曲

11、線進口剛度曲線新材樣品在客戶現(xiàn)場測試Page29Force kNForce kN4.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（2） TPE在車鉤緩沖器領(lǐng)域的應(yīng)用TMT樣品進行型式試驗Page304.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（2） TPE在車鉤緩沖器領(lǐng)域的應(yīng)用表4HXD2鉤緩型式試驗檢測結(jié)果裝車證明Page31TMT樣品在載荷、容量、吸收率、高低溫等性能方面均優(yōu)于國外 ； TMT 成為繼德國Durel 、美國 Minner后第三家掌握此技術(shù) 的公司。并于2013年 11月實現(xiàn)裝車。項目指標(biāo)TMT德國Durel最大載荷2500KN2508KN2498KN吸收能量60kJ66 kJ62 kJ能量吸收

12、率70%81%72%-50變化率（與常溫相比）最大載荷-20%-5%-5%吸收能量-30%-23%-25%110變化率（與常溫相比）最大載荷-20%-10%-12%吸收能量-20%0-5%4.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（3） TPE在車輛功能件領(lǐng)域的應(yīng)用Page324.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（3） TPE在車輛功能件領(lǐng)域的應(yīng)用Page334.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（3） TPE在車輛功能件領(lǐng)域的應(yīng)用Page344.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（3） TPE在車輛功能件領(lǐng)域的應(yīng)用Page354.1 TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用（3） TPE在機車內(nèi)飾件領(lǐng)域的應(yīng)用Pa

13、ge36第四部分：TPE在軌道交通領(lǐng)域中的應(yīng)用4.1TPE在鐵路車輛領(lǐng)域中的應(yīng)用4.2TPE在軌道線路領(lǐng)域中的應(yīng)用4.3TPE在鐵路基建領(lǐng)域中的應(yīng)用Page374.2 TPE在軌道線路領(lǐng)域中的應(yīng)用（1） TPE在城軌地鐵線路領(lǐng)域中的應(yīng)用Page38型號工作電阻老化前老化后靜剛度KN/mm摩擦系數(shù)邵A硬度拉伸強度11.8101040D13.740000.6121.7101040D13.72666.670.66技術(shù)指標(biāo)101090A7.510000.58新材城軌地鐵TPV絕緣緩沖墊板性能4.2 TPE在軌道線路領(lǐng)域中的應(yīng)用（1） TPE在城軌地鐵線路領(lǐng)域中的應(yīng)用Page39TPEE墊板特點：u 全

14、新的彈性模式，同時運用撓曲和壓縮兩種形變，提供雙重減振效果；u 較低的動/靜比，優(yōu)良的減振、隔振性能；u 超長的使用，減少養(yǎng)護、維護周期；u 易于回收，有益于環(huán)保。4.2 TPE在軌道線路領(lǐng)域中的應(yīng)用（1） TPE在城軌地鐵線路領(lǐng)域中的應(yīng)用TPEE城軌地鐵復(fù)合墊板-新材Page40材料靜剛度kN/mm摩擦系數(shù)動靜比300萬次疲勞后變形/%靜剛度變化率/%TPEE260.251.29814技術(shù)指標(biāo)2550.2-0.31.5010204.2 TPE在軌道線路領(lǐng)域中的應(yīng)用（2）TPE在重載鐵路線路領(lǐng)域中的應(yīng)用Page414.2 TPE在軌道線路領(lǐng)域中的應(yīng)用（2） TPE在重載鐵路線路領(lǐng)域中的應(yīng)用Pa

15、ge424.2 TPE在軌道線路領(lǐng)域中的應(yīng)用（3） TPE在客運專線領(lǐng)域中的應(yīng)用WJ-8扣件系統(tǒng)Page434.2 TPE在軌道線路領(lǐng)域中的應(yīng)用（3） TPE在客運專線領(lǐng)域中的應(yīng)用WJ-8TPEE發(fā)泡墊板Page444.2 TPE在軌道線路領(lǐng)域中的應(yīng)用（3） TPE在客運專線領(lǐng)域中的應(yīng)用新材客運專線TPV絕緣緩沖墊板WJ-7扣件系統(tǒng)Page45名稱工作電阻密度/g/cm3老化前老化后靜剛度/kN/mm摩擦系數(shù)硬度/邵D拉伸強度/MPa硬度/邵D拉伸強度/MPa新材1.410121.064010.04010.020000.65技術(shù)指標(biāo)10990A7.510000.4新材客運專線TPV絕緣緩沖墊板

16、性能4.2 TPE在軌道線路領(lǐng)域中的應(yīng)用（4） EPDM在重載線路領(lǐng)域中的應(yīng)用重載線路在增加軸重，提高載重量的同時，必將對現(xiàn)有的軌道產(chǎn)生沖擊，必須增加道床或者軌道彈性，其中在軌道下增加彈性墊板是最有效方式之一。橡膠套靴微孔墊板Page464.2 TPE在軌道線路領(lǐng)域中的應(yīng)用（4） EPDM在重載線路領(lǐng)域中的應(yīng)用Page47性能TMT標(biāo)準(zhǔn)靜剛度（kN/mm）86.3370-100厚度（mm）12.05120.5動靜剛度比1.31.5疲勞性能靜剛度92.59kN/mm變化率7.25%靜剛度變化率20%厚度變化率10%厚度11.42mm變化率5.23%性能TMT標(biāo)準(zhǔn)拉伸強度（MPa）4.594.0伸長率（%）210150老化后強度（MPa）4.633.5老化后伸長率（%）175120壓縮變形（%）3.422.5%吸水性能（率）0 1.5%耐水性（強度）4.983.5耐水性（伸長率）2301304.2 TPE在軌道線路領(lǐng)域中的應(yīng)用工藝設(shè)計工藝評估優(yōu)點：效率高，周期短，成本低。缺點：精度較低，尤其是長寬方向。Page48第四部分：TPE在軌道交通領(lǐng)域中的