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改性PA在铁路扣件系统有哪些应用?

改性PA是PA树脂通过添加纤维、增韧剂、耐候剂等进行增强、增韧、耐候改性后的复合材料,用于轨道交通系统可以解决机车抖动、噪音大等问题,确保轨距稳定,减少维修次数,并具有优良的抗振性。


扣件是连接钢轨和轨枕的中间连结零件,其作用是将钢轨固定在轨枕上,保持轨距和阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动。




铁路要求其轨道结构具有较高刚性、稳定性和适宜的弹性,实现高质量、少维修。因而对轨道结构中的高分子材料部件提出了更高的要求。

值得注意的是,随着动车、高铁等列车的速度不断提升,以及要面对高寒、高紫外等等不同的应用场景。轨道扣件系统对尼龙材料的性能要求也在不断变化。

那么不同扣件系统对尼龙材料的要求有什么不同呢?欢迎扫码入群:


增韧PA66在弹条Ⅰ、Ⅱ型扣件系统中的应用


弹条Ⅰ、Ⅱ型扣件是随着混凝土轨枕的应用以及无缝线路的铺设而开发的。混凝土轨枕设挡肩。该扣件为有螺栓扣件。其中尼龙挡板座是保护轨枕挡肩,保证绝缘、保持轨距的重要部件。



它要求材料具有较高的韧性和强度及绝缘性能。采用高强度增韧PA66复合材料制得的挡板座具有较高强度、较好的低温冲击性能和较低的压缩残余变形,以及良好的绝缘性能。




耐候增韧PA66在青藏铁路上的应用


青藏铁路二期格尔木—拉萨段处于高原地带,其中965km线路在海拔4000m以上。该地区紫外线辐射强度高,年平均气温为-2~ -4 ℃,最低气温达-45℃,所处的自然地理环境对弹条Ⅰ型扣件系统中的塑料部件耐候性和低温性能提出了更高要求。


在增强增韧PA66的基础上,进行优化,添加复合型抗紫外线助剂进行复合增韧耐候改性,大大提高了高强增韧PA66复合材料的耐低温和耐紫外线光老化性能,满足了青藏铁路的特殊要求。

在弹条Ⅲ型扣件系统中的应用


为了减少维修轨道结构,我国开发了弹条Ⅲ型扣件。它是一种无挡肩无螺栓扣件系统。其结构紧凑,扣压力大,保持轨距能力比Ⅰ、Ⅱ型扣件系统的强。


弹条Ⅲ型轨距块




Ⅲ型绝缘轨距块采用增强增韧PA66复合材料,用无碱长玻纤增强,同时用复合增韧剂增韧,大幅度提高了材料的强度及冲击性能,大大提高了Ⅲ型绝缘轨距块的承载能力。

在高速铁路扣件系统中的应用


为了适应高速铁路的发展,我国相继研发了Ⅳ 型、Ⅴ型及WJ-7、WJ-8型扣件系统。其中Ⅳ 型、Ⅴ型扣件系统的特点是零部件少、结构紧凑、扣压力大、保持轨距能力强、维修工作量少等优点,适用于有砟轨道。




WJ-7、WJ-8型扣件是专为高铁无砟轨道设计的。其特点是扣件系统具有高弹性、高绝缘、结构适用性强、弹条扣压力衰减小和抗疲劳强度高,与基础联结可靠,且钢轨位置可调。


WJ-7型扣件系统在钢轨挡肩与钢轨间设有尼龙绝缘轨距块,以提高系统的绝缘性能。采用锚固螺栓与尼龙套管配合紧固弹条,提高了扣件系统与基础联结的可靠性。




WJ-8型扣件系统采用螺旋道钉与尼龙套管配合紧固弹条,并在挡肩与钢轨之间设置尼龙绝缘轨距块。




这不仅可以缓冲钢轨对铁垫板的冲击,而且大幅度提高了扣件系统的绝缘性,尤其提高了系统在降雨时的绝缘电阻。由钢轨传递而来的列车横向载荷通过铁垫板和尼龙轨距挡板,传递至混凝土挡肩,使结构更稳定和合理。





高铁扣件系统的绝缘轨距块和轨距挡板对材料要求高强度、高冲击度、高绝缘性。PA66复合材料可满足高铁扣件系统高速度、高承载、高质量和少维修等要求,并已推广使用。

PA复合材料除了在轨道扣件系统中有应用,在铁路道岔、滚动轴承保持架、转向架心盘磨耗盘以及电务系统中都有着广泛的应用。不同的是,那些领域对PA的其他性能要求更高,比如耐磨、润滑、电气性能等。

参考资料:聚酰胺复合材料在轨道交通中的应用,戴家桐
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