一种具有立体多向增强体的弹性垫板及其制作方法技术

本发明专利技术提出一种具有立体多向增强体的弹性垫板，包括立体多向增强体与填充基体，立体多向增强体裹覆于填充基体内，立体多向增强体包括增强层与增强筋，该增强层为平面多向增强层，增强筋设于增强层上，增强筋的延伸方向与增强层所在平面交叉，由平面多向增强层对弹性垫板进行横向增强，由增强筋对弹性垫板进行竖向增强；增强层设有至少两层，增强筋设有若干条，并位于相邻的增强层之间，各增强筋两端分别与相邻的增强层相连增强层与增强筋为增强纤维编织成型，增强纤维之间具有较大空隙，这种编织增强层的延展性远胜普通经纬组织的增强层，可在一定范围内随填充基体一同伸缩，同时限制填充基体的伸缩范围，不易发生脱离分层或纤维断裂。

A kind of elastic base plate with solid multidirectional reinforcement and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种具有立体多向增强体的弹性垫板及其制作方法
本专利技术涉及复合材料，尤其涉及一种具有立体多向增强体的弹性垫板及其制作方法。
技术介绍
铁路列车是人类的重要交通工具，其具有高速、安全、舒适的特性，深受广大乘客的青睐。目前，铁路列车一般分为高铁客运、客货共运、城际铁路、地铁客运及重载专用铁道线路等类型，这些都是有轨列车，其轴重14～40吨，每一列车载重最高可达200多吨。当列车通过时，所产生的振动力非常巨大，因此必须配置多种不同刚度的减振垫，如：道砟减振垫、道床减振垫、铁道扣件减振垫、小曲线半径减振垫、小阻力减振垫等，用来吸收降震以保护道床、铁轨、扣件系统等的使用寿命和安全。减振垫可保障铁路运行的安全性、车辆运行的平顺性、乘坐的舒适性，并且延长扣件系统的使用寿命，减少更换和维护支出，对铁路建设是一种必要产品，其材质一般采用橡胶、热塑性弹性体以及聚氨酯。实践证明，橡胶材质的弹性垫板易老化，蠕变变形大，而加入帘子布增强的橡胶垫板，由于帘子布是经纬组织，无延展性，容易发生脱离分层或纤维断裂。在炎热地区或夏天太阳暴晒下铁轨吸收热量后温度可达50～70℃，热塑性弹性体材质容易热变形，另外列车经过时振动产生分子热能，使得垫板压变变形量过大，导致刚度变化过大。聚氨酯弹性垫板的物理性能比橡胶和热塑性弹性体好，为了满足线路设计刚度要求，必须以微孔发泡来配合，然而发泡后的垫板重量嘉绍，内部充满气孔，使其拉伸强度大大降低，产品使用时容易出现挤出剪切磨损溃裂现象。橡胶与热塑性弹性体垫板都是实心的弹性垫，受压时需要有变形空间，一般采用沟槽或凹凸台对称结构。使用时，只有凸台或凸条与水泥面接触，列车经过时其振动压力位于凸台或凸条上，经过多次振动挤压，会在与其接触的水泥面上形成凹坑或凹槽，当凸台与凸条陷入凹坑或凹槽，垫板失去其减振的作用。聚氨酯弹性垫板是以发泡的平面与水泥面接触，避免了上述情况，但因发泡过程降低了材料的质量，导致容易溃裂损坏，造成安全隐患，降低使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有立体多向增强体的弹性垫板，以克服上述缺陷。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有立体多向增强体的弹性垫板，包括立体多向增强体与填充基体，立体多向增强体裹覆于填充基体内，立体多向增强体包括增强层与增强筋，该增强层为平面多向增强层，增强筋设于增强层上，增强筋的延伸方向与增强层所在平面交叉，由平面多向增强层对弹性垫板进行横向增强，由增强筋对弹性垫板进行竖向增强；增强层设有至少两层，增强筋设有若干条，并位于相邻的增强层之间，各增强筋两端分别与相邻的增强层相连，在本专利技术的一个实施例中，增强层设有两层，分别位于弹性垫板的上表面与下表面，由增强层对弹性垫板进行横向增强，由增强筋对弹性垫板进行竖向增强，由于增强层为平面多向增强层，使弹性垫板的顶面和底面抗拉伸强度得到提升，避免出现溃裂现象；增强层与增强筋通过增强纤维编织成型，增强层中具有若干网孔，相邻增强筋的延伸方向相互交叉，由于增强层与增强筋为增强纤维编织成型，增强纤维之间具有较大空隙，这种编织增强层的延展性远胜普通经纬组织的增强层，可在一定范围内随填充基体一同伸缩，同时限制填充基体的伸缩范围，不易发生脱离分层或纤维断裂；在本专利技术的一个实施例中，增强纤维由尼龙纤维充任；填充基体由发泡聚氨酯充任，发泡聚氨酯充塞于增强层及增强筋的空隙内，将增强纤维裹覆，与增强纤维紧密结合，使弹性垫板兼具弹性与韧性；上述具有立体多向增强体的弹性垫板的制作方法包括以下步骤：(1)采用尼龙纤维编织形成具有增强层与增强筋的立体多向增强体，并裁切形成垫板形状；(2)将步骤(1)中裁切后的立体多向增强体置于模具内，向模具内注入液态聚氨酯，由液态聚氨酯充塞于增强层及增强筋的空隙内，将尼龙纤维裹覆；(3)将步骤(2)中浇注完成的模具送入烘箱，使聚氨酯进行交联反应并发泡，固化后出模，形成弹性垫板。本专利技术的优点在于：1.该弹性垫板采用立体多向织物作为增强体，由增强层对弹性垫板进行横向增强，由增强筋对弹性垫板进行竖向增强，由于增强层为平面多向增强层，使弹性垫板的顶面和底面抗拉伸强度得到提升，避免出现溃裂现象；2.增强层与增强筋为增强纤维编织成型，增强纤维之间具有较大空隙，这种编织增强层的延展性远胜普通经纬组织的增强层，可在一定范围内随填充基体一同伸缩，同时限制填充基体的伸缩范围，不易发生脱离分层或纤维断裂，有利于延长使用寿命；3.填充基体采用发泡聚氨酯，聚氨酯充塞于增强层及增强筋的空隙内，将尼龙纤维充分裹覆，在浇注完成之后发泡成型，发泡聚氨酯与尼龙纤维结合紧密，使弹性垫板兼具弹性与韧性。附图说明图1是热塑性弹性体材质的弹性垫板发生剪切破损的状态示意图，图中具体部位为该弹性垫板的定位孔；图2是带凸条结构的橡胶弹性垫板对水泥面造成的破损状态示意图；图3是带凸台结构的橡胶弹性垫板对水泥面造成的破损破状态示意图；图4是本专利技术提出的具有立体多向增强体的弹性垫板的剖面结构示意图；图5是增强层的俯视结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本专利技术。如图4、图5所示，本专利技术提出的具有立体多向增强体的弹性垫板包括立体多向增强体与填充基体，立体多向增强体裹覆于填充基体内，立体多向增强体包括增强层1与增强筋2，该增强层为平面多向增强层，增强筋设于增强层上，增强筋的延伸方向与增强层所在平面交叉，由平面多向增强层对弹性垫板进行横向增强，由增强筋对弹性垫板进行竖向增强；增强层设有至少两层，增强筋设有若干条，并位于相邻的增强层之间，各增强筋两端分别与相邻的增强层相连，在本实施例中，增强层设有两层，分别位于弹性垫板的上表面与下表面，由增强层对弹性垫板进行横向增强，由增强筋对弹性垫板进行竖向增强，由于增强层为平面多向增强层，使弹性垫板的顶面和底面抗拉伸强度得到提升，避免出现溃裂现象；增强层与增强筋通过增强纤维编织成型，增强层中具有若干网孔，相邻增强筋的延伸方向相互交叉，由于增强层与增强筋为增强纤维编织成型，增强纤维之间具有较大空隙，这种编织增强层的延展性远胜普通经纬组织的增强层，可在一定范围内随填充基体一同伸缩，同时限制填充基体的伸缩范围，不易发生脱离分层或纤维断裂；在本实施例中，增强纤维由尼龙纤维充任，填充基体3由发泡聚氨酯充任，发泡聚氨酯充塞于增强层及增强筋的空隙内，将增强纤维裹覆，与增强纤维紧密结合，使弹性垫板兼具弹性与韧性。实验表明，这种立体多向增强体的加入使得弹性垫板的抗拉伸强度得到大幅度提升，下表是本实施例中弹性垫板的定伸拉力测试数据：表1上述具有立体多向增强体的弹性垫板的制作方法包括：采用尼龙纤维编织形成具有增强层与增强筋的立体多向增强体，并裁切形成垫板形状；将裁切后的立体多向增强体置于模具内，向模具内注入液态聚氨酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有立体多向增强体的弹性垫板，包括立体多向增强体与填充基体，立体多向增强体裹覆于填充基体内，其特征在于：/n立体多向增强体包括增强层与增强筋，该增强层为平面多向增强层，增强筋设于增强层上，增强筋的延伸方向与增强层所在平面交叉。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有立体多向增强体的弹性垫板，包括立体多向增强体与填充基体，立体多向增强体裹覆于填充基体内，其特征在于：
立体多向增强体包括增强层与增强筋，该增强层为平面多向增强层，增强筋设于增强层上，增强筋的延伸方向与增强层所在平面交叉。


2.根据权利要求1所述的一种具有立体多向增强体的弹性垫板，其特征在于：
增强层设有至少两层，增强筋设有若干条，并位于相邻的增强层之间，各增强筋两端分别与相邻的增强层相连。


3.根据权利要求1或2所述的一种具有立体多向增强体的弹性垫板，其特征在于：
增强层与增强筋通过增强纤维编织成型，增强层中具有若干网孔，相邻增强筋的延伸方向相互交叉。


4.根据权利要求3所述的一种具有立体多向增强...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琴兰，
申请(专利权)人：王琴兰，
类型：发明
国别省市：浙江;33