承载鞍弹性垫及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种弹性垫、尤其涉及一种铁路车辆零部件的弹性垫。本发明还涉及 该弹性垫的制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 承载鞍是铁路车辆转向架的重要零部件之一，该部件使车体传来的重量平均分 配到轴承及轴颈上，对防止偏载燃轴起着重要的作用，其安装在车的滚动轴承和转向架侧 架导框之间，承受和传递载荷。铁路货车转向架的作用是支承车体，引导车辆沿轨道行驶， 并承受来自车体及线路的各种载荷。转向架包括一个摇枕，两个侧架，两个副构架和两个轮 对，轮对的端部直接与副架构的鞍面配合。运行过程中，副构架易磨损，副构架磨耗后容易 引起动力学性能降低。在运行过程中，承载鞍的横向档直接与侧架磨耗，使用过程中再根据 承载鞍和侧的磨耗量进行焊修侧架和承载鞍，既增加维修量，影响尺寸配合，且磨耗严重时 会直接报废，使用寿命短。
[0003] 铁路车辆承载鞍，是车辆导框和轮对轴承之间的传力部件。这些承载鞍把导框传 来的转向架及上部产生的动态载荷传递到轴承外圈，进而传递给车辆轮对。轮对的端部直 接与副架构的鞍面配合。运行过程中，副构架易磨损，副构架磨耗后容易引起动力学性能降 低。为便于车辆顺利通过曲线，承载鞍与侧架导框在横向及纵向均留有一定的间隙。车辆 运行时，此间隙会发生变化，尤其是通过曲线时此间隙变化量随曲线半径变化而变化，使承 载鞍纵、横向挡与侧架发生接触，进而产生磨耗，特别是横向磨耗尤为严重。
[0004] 现有技术主要有两种方式降低承载鞍磨耗：一、设计承载鞍弹性垫，能够实现承载 鞍弹性垫与副架构和承载鞍之间的无间隙弹性配合，降低间隙配合零部件间的相对运动造 成的磨耗，提高零部件的使用寿命，其中所述承载鞍弹性垫为组合式结构，分为上、下铁板 和中间的硫化橡胶填充材料；二、在横向挡与侧架的配合面通过圆销连接可拆卸的尼龙磨 耗板，以减小承载鞍横向挡与侧架的磨损量等。但是，这两种方案均为组合（或可拆卸）结 构，装配及生产难度高，改善方向不够全面，改善效果不够明显。因此，本领域亟需一种全新 的承载鞍弹性垫。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明针对上述不足，提供一种能够降低 转向架各零部件之间的磨耗的承载鞍弹性垫。
[0006] 具体的，本发明的一个目的在于，提供一种承载鞍弹性垫，其特征在于，所述承载 鞍弹性垫是由尼龙弹性体材料构成的一体式承载鞍弹性垫。
[0007] 在本发明的一个优选的实施方式中，所述尼龙弹性体材料为浇铸尼龙（MC尼龙） 材料或模压尼龙材料，优选为浇铸尼龙材料。
[0008] 本发明的另一个目的在于，提供一种制备上述承载鞍弹性垫的方法，包括如下步 骤：
[0009] 1)将第一酰胺单体和摩擦系数调节剂加入第一反应釜，将第二酰胺单体加入第二 反应釜，熔融并脱水5-20分钟、优选10分钟；
[0010] 2)向第一反应釜中加入催化剂，脱水5-30分钟、优选15分钟，所述催化剂优选为 碱催化剂，更优选为氢氧化钠、甲醇钠和己内酰胺钠盐中的一种或多种；
[0011] 3)向第二反应釜中加入活化剂，脱水1-15分钟、优选5分钟；
[0012] 4)将第一反应釜和第二反应釜中的物料混合，注入模具，聚合成毛坯；
[0013] 5)将毛坯进行处理、优选进行水煮处理，然后加工、优选机械加工成为承载鞍弹性 垫。
[0014] 在本发明的一些实施方式中，步骤1)至5)可以顺序进行，也可以以任何逻辑上可 行的方式进行，例如步骤1)和/或步骤2)可以与步骤3)同时进行。在本发明的一个优选 地实施方式中，步骤1)至5)按首先进行步骤1)、然后进行步骤2)、再进行步骤3)、之后进 行步骤4)、最后进行步骤5)的方式顺序进行。
[0015] 在本发明中，步骤2)所述的催化剂的作用为引发聚合。
[0016] 在本发明的一个优选的实施方式中，步骤1)中所述的第一酰胺单体和/或第二酰 胺单体相同或不同，优选相同，并且所述第一酰胺单体和/或第二酰胺单体为己内酰胺和/ 或十二内酰胺，优选为己内酰胺。
[0017] 在本发明的一个优选的实施方式中，步骤1)中所述的第二酰胺单体与第一酰胺 单体的比例为质量比为50:50至0:100。
[0018] 在本发明的一个优选的实施方式中，步骤1)中所述的摩擦系数调节剂为液体橡 胶，优选为端羟基聚丁二烯液体橡胶。
[0019] 在本发明的一个优选的实施方式中，步骤2)中所述的催化剂为氢氧化钠，步骤3) 中所述的活化剂为异氰酸酯类活化剂，优选为三苯甲烷三异氰酸酯。
[0020] 在本发明的一个优选的实施方式中，步骤1)、2)和3)中的任意一个或多个步骤中 的脱水为真空脱水。在本发明的一个优选的实施方式中，本发明所述的脱水为使得被脱水 的物料部分或充分脱水，优选为充分脱水。
[0021] 在本发明的一个优选的实施方式中，步骤4)中所述的注入模具和聚合成毛坯为 注入模具并聚合成一体式毛坯。
[0022] 本发明的方法的一个优选的实施方式如图1所示。
[0023] 本发明的再一个目的在于，提供上述承载鞍弹性垫或者根据上述方法制得的承载 鞍弹性垫在轨道交通中的应用。优选的，本发明提供上述承载鞍弹性垫或者根据上述方法 制得的承载鞍弹性垫在铁路车辆中的应用。
[0024] 本发明的有益效果在于：本发明的弹性垫采用尼龙弹性体材料，耐磨性好，摩擦系 数低，能显著降低承载鞍的磨耗，延长承载鞍使用寿命，且尼龙弹性体材料在使用过程中可 起到缓冲冲击的作用；本发明采用一体式承载鞍弹性垫结构，装配简单，使用寿命长。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明的一个优选的制备方法的流程图。
[0026] 图2为用本发明的方法制得的承载鞍弹性垫的示意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合非限制性的具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并 不局限于下述实施例。
[0028] 实施例1
[0029] 如图1所示，采用如下步骤制备本发明的承载鞍弹性垫：
[0030] 1)将50重量份的一部分己内酰胺和摩擦系数调节剂（端羟基聚丁二烯液体橡 胶）加入第一反应釜，将50重量份的另一部分己内酰胺加入第二反应釜，熔融并真空脱水 10分钟；
[0031] 2)在第一反应釜中加入催化剂（氢氧化钠），真空脱水15分钟；
[0032] 3)在第二反应釜中加入活化剂（三苯甲烷三异氰酸酯），真空脱水5分钟；
[0033] 4)将第一反应釜和第二反应釜中的物料混合，注入成型模具，聚合成一体式毛 坯；
[0034] 5)将毛坯进行水煮处理，然后机械加工成为承载鞍弹性垫制品。将用以上方法制 得的承载鞍弹性垫用作铁路车辆的承载鞍弹性垫。
[0035] 本发明所述承载鞍弹性垫结构如图2所示。承载鞍弹性垫技术条件如表1所示。
[0036] 表1尼龙承载鞍弹性垫材料技术条件
[0037]
[0039] 根据技术要求，对本发明所述承载鞍弹性垫性能进行测试，测试结果如表2所示。 如表2和表3所示，本发明承载鞍弹性垫材料性能和产品刚度满足要求。
[0040] 表2承载鞍弹性垫测试结果 [0041 ]
[0042] 表3.承载鞍弹性垫产品性能及检测结果
[0045] 承载鞍弹性垫对疲劳实验测试条件如表4所示，根据以下条件，测试结果应满足 以下要求：1.承载鞍弹性垫纵向疲劳试验、垂向疲劳试验后，垫片表面应无裂纹；2.承载 鞍弹性垫横向疲劳试验后，垫片表面不应有裂纹；3.承载鞍弹性垫进行垂向疲劳试验后， 在室温下自由状态放置24h，垂向永久压缩变形量不应大于3_，垂向刚度变化率不应大于 15%〇
[0046] 表4.承载鞍弹性垫疲劳试验要求及检测结果
[0048] 应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何 限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性 和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出 修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉 及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发 明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
【主权项】
1. 一种承载鞍弹性垫，其特征在于，所述承载鞍弹性垫是由尼龙弹性体材料构成的一 体式承载鞍弹性垫。2. 根据权利要求1所述的承载鞍弹性垫，其特征在于，所述尼龙弹性体材料为浇铸尼 龙材料或模压尼龙材料，优选为浇铸尼龙材料。3. -种制备根据权利要求1或2所述的承载鞍弹性垫的方法，包括如下步骤： 1) 将第一酰胺单体和摩擦系数调节剂加入第一反应釜，将第二酰胺单体加入第二反应 釜，熔融并脱水5-20分钟、优选10分钟； 2) 向第一反应釜中加入催化剂，脱水5-30分钟、优选15分钟，所述催化剂优选为碱催 化剂，更优选为氢氧化钠、甲醇钠和己内酰胺钠盐中的一种或多种； 3) 向第二反应釜中加入活化剂，脱水1-15分钟、优选5分钟； 4) 将第一反应釜和第二反应釜中的物料混合，注入模具，聚合成毛坯； 5) 将毛坯进行处理、优选进行水煮处理，然后加工、优选机械加工成为承载鞍弹性垫。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述的第一酰胺单体和/或第 二酰胺单体相同或不同，优选相同，并且所述第一酰胺单体和/或第二酰胺单体为己内酰 胺和/或十二内酰胺，优选为己内酰胺。5. 根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述的第二酰胺单体与第 一酰胺单体的质量比为50:50至0:100。6. 根据权利要求3-5中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述的摩擦系数 调节剂为液体橡胶，优选为端羟基聚丁二烯液体橡胶。7. 根据权利要求3-6中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述的催化剂为 氢氧化钠，步骤3)中所述的活化剂为异氰酸酯类活化剂，优选为三苯甲烷三异氰酸酯。8. 根据权利要求3-7中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤1)、2)和3)中的任意 一个或多个步骤中的脱水为真空脱水。9. 根据权利要求3-8中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述的注入模具 和聚合成毛坯为注入模具并聚合成一体式毛坯。10. 根据权利要求1或2所述的承载鞍弹性垫或者根据权利要求3-9中任意一项所述 的方法制得的承载鞍弹性垫在轨道交通中、优选在铁路车辆中的应用。
【专利摘要】本发明涉及一种承载鞍弹性垫，其特征在于，所述承载鞍弹性垫是由尼龙弹性体材料构成的一体式承载鞍弹性垫。本发明还涉及该弹性垫的制备方法和应用。
【IPC分类】B61F5/50
【公开号】CN105270429
【申请号】CN201510731275
【发明人】杨海洋, 谭玉宝, 刘爱学, 郑梯和, 黄安民
【申请人】株洲时代新材料科技股份有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月2日