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聚酰胺复合材料在铁路车辆中的应用

发布日期:2021/3/26 11:35:12 访问次数:143

随着我国高铁列车向着高速化、安全化、轻量化的方向发展,为了满足高速列车运行的要求,列车必须自重小、性能好、结构简单、耐腐蚀性能好等。高分子复合材料被大量应用于铁路车辆中,列车用材料和制造工艺有很大改进。

1、 滚动轴承保持架

客车车辆的车轮对轴承要求很高,需确保列车在高速运行时可靠性和安全性的同时,还要维修方便,因此,滚动轴承保持架起着十分关键的作用。聚酰胺复合材料具有高弹性、自润滑性、耐磨性、耐冲击性、耐腐蚀性、易加工、质轻等特点,能达到轴承所要求的性能,对铁路运输安全、高速、重载起到了关键作用。这种轴承保持架采用玻纤增强和石墨或二硫化钼作润滑剂,密度小,质量轻。此种保持架在国外已广泛应用,如瑞典SKF公司在客车车辆轴承和机车牵引电机轴承上均采用25%的玻纤增强PA66复合材料制作轴承保持架。德国市郊运输车辆和干线车辆的圆柱轴承保持架已通过数百万次运用考核。俄罗斯自1986年在货车轴承上开始装用尼龙保持架。这种尼龙保持架在温升、磨损和油脂亲和等方面具有优良特性,对提高轴承负荷能力和寿命,特别是润滑作用对延缓轴承事故、保证行车安全有显著特点。我国的大连内燃机车研究所和大连塑料研究所进行了玻纤增强尼龙塑料保持架的研究,并在轴承试验台上顺利通过了20余万千米的模拟高速试验。

2、转向架心盘磨耗盘

转向架是列车结构中最为重要的部件之一,起着支撑车体、保证车辆安全运行的重要作用。心盘磨耗盘是转向架的关键配件之一,安装在货车转向架摇枕的中间,和旁承一起支撑整个车体。美国铁路早在上世纪60年代就在转向架上使用尼龙导框衬,并扩大应用到摇枕磨耗板。转向架旁承承受超载负荷,要求所用材料具有较高强度、柔性和耐久性。美国MBT公司采用UHM-WPE材料制作转向架旁承,满足了这些要求,并在轻轨铁路上采用尼龙做旁承磨耗板。在重轨铁路GSI型转向架上使用尼龙旁承和导框衬。芝加哥和西北铁路公司用尼龙制作导框模板和拉杆装置上的磨耗垫,GPSO机车转向架也使用尼龙磨耗板。为解决上下心盘间的磨耗,缓冲车辆行走动能,延长相关部件使用寿命,通常采用自润滑材料作为减磨的磨损件,应用在机车车辆上。机车车辆上采用玻璃纤维增强增韧尼龙、含油铸型尼龙和超高相对分子质量的聚乙烯等高分子材料,取代金属磨耗件制作车辆心盘衬垫。聚酰胺材料及其它改性材料具有良好耐磨性和自润滑性,能够在少油或无油的条件下安全运行。德国货车一般采用PA6制作心盘衬垫,美国多用超高相对分子质量的聚乙烯,我国则选用增韧PA66做心盘衬垫。

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