CN108914720A - 一种铁垫板下垫板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铁垫板下垫板及其制造方法，本发明结构简单，垫板本体使用寿命长、减振效果好，通过调节第一边片、第二边片的高度差可以实现静刚度的调节，适应多种钢轨的使用；利用第一边片、第二边片的高度变化使垫板本体具有阶梯静刚度，对高速列车起到良好的缓冲作用，减小高速列车的振动；通过改变垫板本体的配方，利用高岭土提高胶料对酸的抗腐蚀性，当硫化温度为160℃，硫化时间为13min，硫化压力为45MPa时，橡胶的溶胀指数减小，动静刚度比减小，橡胶性能提高，从而改善垫板本体的性能；利用防老剂RD和紫外线吸收剂UV‑2提高垫板本体的耐老化性能和耐紫外线性能，利用滑石粉提高橡胶的补强填充性能。

Description

一种铁垫板下垫板及其制造方法
技术领域
本发明涉及铁路垫板加工技术领域，具体涉及一种铁垫板下垫板及其制造方法。
背景技术
20年代90年代初，我国开始高速铁路研究，把“提高列车速度”上升到铁路大战的战略高度，建成了京津、沪宁、京沪、京广、哈大德国等一批设计时速达350公里、具有世界先进水平的高铁。但是随着高速铁路运行速度的不断提高，列车在运行时产生的震动也随之加大，这就对铁轨部位的减振性能提出了更高的要求。
为了减小高速列车在运行时产生的轨道振动与噪声，降低轨道刚度，采用具有一定大小静刚度的铁垫板下垫板，是现在通用的技术手段。铁垫板下垫板一般为橡胶垫板，橡胶垫板的静刚度与轨枕的工作状态密切相关，静刚度过大会使高速列车的震动加剧，静刚度过小会使垫板的压缩变形量变大，从而恶化扣件的受力状态，所以急需一种减振效果好、静刚度可调、抗老化性能好的铁垫板下垫板。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种铁垫板下垫板及其制造方法，具有减振效果好的特点。
本发明解决上述问题的技术方案为：一种铁垫板下垫板及其制造方法，包括垫板本体；
垫板本体正反面上均设有多个第一凸台，第一凸台沿X方向均匀分布，相邻两个第一凸台之间设有一个第二凸台；
第一凸台包括第一主条、第一边片，第一主条为立方体结构，第一主条高度为H1；
第一主条的左右两侧分别设有多个第一边片，第一边片沿Y方向均匀分布，第一边片未与第一主条相连的一端为圆弧形，该端高度为H2，H2>H1；第一边片与第一主条相连的一端高度为H3，H3=H1；第一边片的高度从远离第一主条的一端到与第一主条相连的一端逐渐减小；
第二凸台包括第二主条、第二边片，第二主条为立方体结构，第二主条高度为H4，H3=H1；
第二主条的左右两侧分别设有多个第二边片，第二边片沿Y方向均匀分布，第二边片位于第一边片之间，第二边片与第一边片之间错位分布；第二边片未与第二主条相连的一端为圆弧形，该端高度为H5，H5>H4；第二边片与第二主条相连的一端高度为H6，H6=H4；第二边片的高度从远离第二主条的一端到与第二主条相连的一端逐渐减小；
所述垫板本体的制备方法如下：
步骤（1）称取原料：按重量份数计，称取天然橡胶50-100份、三元乙丙橡胶100-200份、炭黑75-150份、滑石粉60-120份、防护剂1-6份、硫化剂2-6份、高岭土20-40份、氧化锌4-10份、硬酸脂2-6份、硫磺0.1-2份；
步骤（2）混炼胶：在密炼机中加入天然橡胶、三元乙丙橡胶，依次向其中加入防护剂、滑石粉，再依次加入氧化锌、硬脂酸、高岭土，然后向其中加入炭黑，最后加入硫磺和硫化剂，待胶料混合均匀以后，在压延机上出片；
步骤（3）硫化胶：将步骤（2）制备的混炼胶停放24小时后返炼出片，然后将返炼后的胶片加入硫化剂的模具内硫化成型；
步骤（4）收尾：完成硫化后开模取出产品，裁剪废边。
所述炭黑为N539。
所述滑石粉细度为325目。
所述防护剂包括防老剂RD和紫外线吸收剂UV-2，防老剂RD和紫外线吸收剂UV-2的质量比为1:0.3。
所述步骤（2）中的密炼温度为100-200℃，密炼时间为2.5-3h，密炼机搅拌速度为100-200r/min。
所述步骤（3）中返炼的密炼温度为60-100℃，密炼时间为2-3h，密炼机搅拌速度为50-100r/min。
所述步骤（3）中的硫化温度为150-200℃，硫化时间为10-30min，硫化压力为30-55MPa。
本发明具有有益效果：
（1）本发明结构简单，垫板本体使用寿命长、减振效果好，通过调节第一边片、第二边片的高度差可以实现静刚度的调节，适应多种钢轨的使用；利用第一边片、第二边片的高度变化使垫板本体具有阶梯静刚度，对高速列车起到良好的缓冲作用，减小高速列车的振动；
（2）本发明通过改变垫板本体的配方，利用高岭土提高胶料对酸的抗腐蚀性，当硫化温度为160℃，硫化时间为13min，硫化压力为45MPa时，橡胶的溶胀指数减小，动静刚度比减小，橡胶性能提高，从而改善垫板本体的性能；利用防老剂RD和紫外线吸收剂UV-2提高垫板本体的耐老化性能和耐紫外线性能，利用滑石粉提高橡胶的补强填充性能。
附图说明
图1为本发明结构示意图（1）。
图2为本发明结构示意图（2）。
图中：1-垫板本体，2-第一凸台，3-第二凸台，4-第一主条，5-第一边片，6-第二主条，7-第二边片。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种铁垫板下垫板及其制造方法，包括垫板本体1；
垫板本体1正反面上均设有多个第一凸台2，第一凸台2沿X方向均匀分布，相邻两个第一凸台2之间设有一个第二凸台3；
第一凸台2包括第一主条4、第一边片5，第一主条4为立方体结构，第一主条4高度为H1；
第一主条4的左右两侧分别设有多个第一边片5，第一边片5沿Y方向均匀分布，第一边片5未与第一主条4相连的一端为圆弧形，该端高度为H2，H2>H1；第一边片5与第一主条4相连的一端高度为H3，H3=H1；第一边片5的高度从远离第一主条4的一端到与第一主条4相连的一端逐渐减小；
第二凸台3包括第二主条6、第二边片7，第二主条6为立方体结构，第二主条6高度为H4，H3=H1；
第二主条6的左右两侧分别设有多个第二边片7，第二边片7沿Y方向均匀分布，第二边片7位于第一边片5之间，第二边片7与第一边片5之间错位分布；第二边片7未与第二主条6相连的一端为圆弧形，该端高度为H5，H5>H4；第二边片7与第二主条6相连的一端高度为H6，H6=H4；第二边片7的高度从远离第二主条6的一端到与第二主条6相连的一端逐渐减小；
通过调节第一边片5、第二边片7的高度差可以实现静刚度的调节，适应多种钢轨的使用；利用第一边片5、第二边片7的高度变化使垫板本体1具有阶梯静刚度，对高速列车起到良好的缓冲作用，减小高速列车的振动；
所述垫板本体1的制备方法如下：
步骤（1）称取原料：按重量份数计，称取天然橡胶50份、三元乙丙橡胶100份、炭黑N53975份、滑石粉60份、防护剂3份、硫化剂2份、高岭土20份、氧化锌4份、硬酸脂2份、硫磺0.3份；
步骤（2）混炼胶：在密炼机中加入天然橡胶、三元乙丙橡胶，依次向其中加入防护剂、滑石粉，再依次加入氧化锌、硬脂酸、高岭土，然后向其中加入炭黑，最后加入硫磺和硫化剂，待胶料混合均匀以后，在压延机上出片；密炼温度为120℃，密炼时间为2.5h，密炼机搅拌速度为150r/min。
步骤（3）硫化胶：将步骤（2）制备的混炼胶停放24小时后返回密炼机中返炼出片，返炼的密炼温度为70℃，密炼时间为3h，密炼机搅拌速度为50r/min，然后将返炼后的胶片加入硫化剂的模具内硫化成型，硫化温度为160℃，硫化时间为15min，硫化压力为35MPa；
步骤（4）收尾：完成硫化后开模取出产品，裁剪废边。
所述滑石粉细度为325目。
所述防护剂包括防老剂RD和紫外线吸收剂UV-2，防老剂RD和紫外线吸收剂UV-2的质量比为1:0.3。
实施例2
与实施例1基本相同，其不同之处在于：
所述垫板本体的制备方法如下：
步骤（1）称取原料：按重量份数计，称取天然橡胶75份、三元乙丙橡胶150份、炭黑N539100份、滑石粉60份、防护剂5份、硫化剂2份、高岭土30份、氧化锌4份、硬酸脂4份、硫磺0.3份；
步骤（2）混炼胶：在密炼机中加入天然橡胶、三元乙丙橡胶，依次向其中加入防护剂、滑石粉，再依次加入氧化锌、硬脂酸、高岭土，然后向其中加入炭黑，最后加入硫磺和硫化剂，待胶料混合均匀以后，在压延机上出片；密炼温度为150℃，密炼时间为2.5h，密炼机搅拌速度为120r/min。
步骤（3）硫化胶：将步骤（2）制备的混炼胶停放24小时后返回密炼机中返炼出片，返炼的密炼温度为60℃，密炼时间为3h，密炼机搅拌速度为60r/min，然后将返炼后的胶片加入硫化剂的模具内硫化成型，硫化温度为160℃，硫化时间为13min，硫化压力为45MPa；
步骤（4）收尾：完成硫化后开模取出产品，裁剪废边。
实施例3
与实施例1基本相同，其不同之处在于：
所述垫板本体的制备方法如下：
步骤（1）称取原料：按重量份数计，称取天然橡胶100份、三元乙丙橡胶150份、炭黑N539120份、滑石粉100份、防护剂5份、硫化剂2份、高岭土30份、氧化锌4份、硬酸脂4份、硫磺0.3份；
步骤（2）混炼胶：在密炼机中加入天然橡胶、三元乙丙橡胶，依次向其中加入防护剂、滑石粉，再依次加入氧化锌、硬脂酸、高岭土，然后向其中加入炭黑，最后加入硫磺和硫化剂，待胶料混合均匀以后，在压延机上出片；密炼温度为160℃，密炼时间为2.5h，密炼机搅拌速度为160r/min。
步骤（3）硫化胶：将步骤（2）制备的混炼胶停放24小时后返回密炼机中返炼出片，返炼的密炼温度为75℃，密炼时间为2h，密炼机搅拌速度为80r/min，然后将返炼后的胶片加入硫化剂的模具内硫化成型，硫化温度为180℃，硫化时间为10min，硫化压力为50MPa；
步骤（4）收尾：完成硫化后开模取出产品，裁剪废边。
本发明利用高岭土提高胶料对酸的抗腐蚀性，当硫化温度为160℃，硫化时间为13min，硫化压力为45MPa时，橡胶的溶胀指数减小，动静刚度比减小，橡胶性能提高，从而改善垫板本体的性能；利用防老剂RD和紫外线吸收剂UV-2提高垫板本体的耐老化性能和耐紫外线性能，利用滑石粉提高橡胶的补强填充性能。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (9)

1.一种铁垫板下垫板，其特征在于，包括垫板本体；
垫板本体正反面上均设有多个第一凸台，第一凸台沿X方向均匀分布，相邻两个第一凸台之间设有一个第二凸台；
第一凸台包括第一主条、第一边片，第一主条高度为H1；
第一主条的左右两侧分别设有多个第一边片，第一边片沿Y方向均匀分布，第一边片未与第一主条相连的一端为圆弧形，该端高度为H2，H2>H1；第一边片与第一主条相连的一端高度为H3，H3=H1；第一边片的高度从远离第一主条的一端到与第一主条相连的一端逐渐减小；
第二凸台包括第二主条、第二边片，第二主条高度为H4，H3=H1；
第二主条的左右两侧分别设有多个第二边片，第二边片沿Y方向均匀分布，第二边片位于第一边片之间，第二边片与第一边片之间错位分布；第二边片未与第二主条相连的一端为圆弧形，该端高度为H5，H5>H4；第二边片与第二主条相连的一端高度为H6，H6=H4；第二边片的高度从远离第二主条的一端到与第二主条相连的一端逐渐减小。
2.如权利要求1所述的一种铁垫板下垫板的制造方法，其特征在于，所述垫板本体的制备方法如下：
步骤（1）称取原料：按重量份数计，称取天然橡胶50-100份、三元乙丙橡胶100-200份、炭黑75-150份、滑石粉60-120份、防护剂1-6份、硫化剂2-6份、高岭土20-40份、氧化锌4-10份、硬酸脂2-6份、硫磺0.1-2份；
步骤（2）混炼胶：在密炼机中加入天然橡胶、三元乙丙橡胶，依次向其中加入防护剂、滑石粉，再依次加入氧化锌、硬脂酸、高岭土，然后向其中加入炭黑，最后加入硫磺和硫化剂，待胶料混合均匀以后，在压延机上出片；
步骤（3）硫化胶：将步骤（2）制备的混炼胶停放24小时后返炼出片，然后将返炼后的胶片加入硫化剂的模具内硫化成型；
步骤（4）收尾：完成硫化后开模取出产品，裁剪废边。
3.如权利要求2所述的一种铁垫板下垫板的制造方法，其特征在于，所述炭黑为N539。
4.如权利要求2或3所述的一种铁垫板下垫板的制造方法，其特征在于，所述滑石粉细度为325目。
5.如权利要求2或3所述的一种铁垫板下垫板的制造方法，其特征在于，所述防护剂包括防老剂RD和紫外线吸收剂UV-2，防老剂RD和紫外线吸收剂UV-2的质量比为1:0.3。
6.如权利要求4所述的一种铁垫板下垫板的制造方法，其特征在于，所述防护剂包括防老剂RD和紫外线吸收剂UV-2，防老剂RD和紫外线吸收剂UV-2的质量比为1:0.3。
7.如权利要求2所述的一种铁垫板下垫板的制造方法，其特征在于，所述步骤（2）中的密炼温度为100-200℃，密炼时间为2.5-3h，密炼机搅拌速度为100-200r/min。
8.如权利要求2所述的一种铁垫板下垫板的制造方法，其特征在于，所述步骤（3）中返炼的密炼温度为60-100℃，密炼时间为2-3h，密炼机搅拌速度为50-100r/min。
9.如权利要求2所述的一种铁垫板下垫板的制造方法，其特征在于，所述步骤（3）中的硫化温度为150-200℃，硫化时间为10-30min，硫化压力为30-55MPa。
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