影响阻尼式降噪板压装质量因素分析

胡俊波 高利勇 史文豪

摘 要：国内高速动车组采用两种降噪方式，一种为降噪块方式降噪，一种为降噪板方式降噪。其中降噪板降噪是通过滚压方式将阻尼胶粘贴于车轮辐板表面，后续质量检测时，由于降噪板的粘结性能检测成本高、周期长，批量生产过程中，须通过压装工艺保证压装质量，本文分析了影响降噪板压装质量的主要因素。

关键词：阻尼式降噪板;降噪板压装;因素

中图分类号：U270.16 文献标识码：A

0 引言

（1）结构分析。列车线路试验研究表明[1]：普速、时速160公里和时速250公里列车噪声源以轮轨噪声为主，时速350公里列车噪声源以轮轨噪声、空气动力噪声和集电系统噪声为主;列车速度为191 m/h～295 m/h时，采用降噪板降噪方式，沿线总噪声级别降低4.0 dB（A）～5.2 dB（A）。

降噪板具有耐空气老化性能、耐水性能，通过试验表面，安装降噪板的车轮放置3年后，进行试验，粘合强度和剪切强度均满足要求。置于水中浸泡90天，强度仍然满足要求。

阻尼式降噪板结构如图1所示[2]，降噪板的粘合强度不低于0.9 MPa，拉伸剪切强度不低于0.7 MPa。

降噪板降噪工作原理：轮轨噪声通过车轮传递降噪板，由降噪板的阻尼胶产生形变而发生耗散，从而起到减振降噪效果。

降噪板的典型失效模式：开裂或脱落，通过目视检查即可判断。

（2）粘接原理。首先是接触和压合，通过外加压力使胶带丙烯酸材料与金属材料充分接觸，形成部分的分子间力和色散力，建立初始粘接力。随着时间变化，胶带中的丙烯酸树脂缓慢流动，更多渗透到金属表面微观上凹凸不平的角落，既增加了接触面积有增加了机械卡扣，由于更多分子的接触和浸润，分子间力和色散力也进一步增强，最终达到粘接完全。

1 压装工艺

降噪板的压装过程分为：金属表面清洗→涂抹促进剂→降噪板摆放→滚压→铝胶带粘贴。

1.1 金属表面清洗

车轮表面由于加工和防锈等措施会导致表面残留切削液和防锈剂，而污渍对胶的粘结性能影响很大，必须保证车轮表面清洁度，提高表面能，必要时可用清洁度仪确认。清洗过程分为：用清洗剂清洗车轮表面，最好选择水性清洗剂，表面残留基本无残留油渍，用吸水纸擦拭干净;用高浓度正庚烷擦拭车轮表面，利用有机溶剂的溶解性和快速挥发性原理，进一步清洗车轮表面。

注意事项：庚烷的挥发需要一定时间，可通过试验确定最少时间，否则不但清洗效果不佳，而且会引入新的杂质。

1.2 涂抹促进剂

促进剂提高了车轮表面的初始粘着性，增大阻尼胶附着力，有利于表面能的提高。3M公司生产的促进剂86A性能良好，能满足高要求工况。

1.3 降噪板摆放

将降噪板置于车轮辐板面，为保证降噪板和车轮毂孔同心，需用工装辅助摆放，工装示意图见图4。

如果不用工装或工装设计不当，会导致降噪板与毂孔偏心，主要后果有：①车轮静不平衡量增加，标准动车组车轮的静不平衡量为15 g.m;②降噪板边缘挤出的阻尼胶参差不齐，太多的阻尼胶会影响车轮喷漆，导致油漆与车轮有间隙，雨水和空气进入车轮，导致车轮生锈。

1.4 滚压

滚压设备要求：能够输出恒定的压力，在滚轮沿着降噪板移动过程中，始终保持不变。滚压力设定值为125±2.5 kN，滚压力能够促进阻尼胶的流动，使胶与金属充分接触，浸润车轮表面，达到机械紧固。

滚压顺序：从距降噪板内径一定尺寸为起始点，朝车轮中心方向滚压，以此固定降噪板初始位置，避免降噪板在滚压过程中移动，滚刀到达距降噪板内径2 mm～5 mm时，对此处持续滚压;随后再从滚压降噪板的起始点开始慢慢向外部滚压。

1.5 铝胶带粘贴

降噪板内圈需用铝胶带密封，4片铝胶带首尾连接，防止异物进入贴合面。铝胶带粘贴要均匀，中心与降噪板内圈重合，且重叠区域要控制在25 mm～30 mm内，同时径向错位不大于5 mm。铝胶带粘贴后，必须手工压实，使铝胶带充分粘贴于车轮表面和铝胶带上。

1.6 其它

由于阻尼胶的存在，需考虑降噪板的压装环境。温度太低时，阻尼胶的活性降低，性能下降，不利于粘接。湿度太高时，影响降噪板表面的清洁。庚烷挥发速度降低，空气中的水蒸气容易凝结到表面温度低于室温的车轮表面，影响降噪板粘贴。经验表明，降噪板压装不合格品率在夏季最高，说明湿度比温度对降噪板的压装影响更明显。

2 总结

本文介绍了降噪板车轮降噪效果以及降噪板的结构组成，描述了降噪板的滚压过程，得出车轮辐板表面的清洁度、压装环境、助粘剂的型号、以及滚压力等因素是影响降噪板压装的关键因素。

参考文献：

[1]雷晓燕，张鹏飞.阻尼车轮减振降噪的试验研究[J].中国铁道科学，2008，30（06）：60-64

[2]邹强，江波，刘友存等.阻尼车轮的降噪结构设计与应用[J].铁道车辆，2016，54（04）：6-8+4.

[3]毛昆朋，杨延峰，张澎湃，等.中国标准动车组约束阻尼降噪板的研制与应用[J].中国铁路，2019，58（01）：102-109.

[4]廖绍辉.阻尼降噪车轮的有限元分析与研究[J].机械工程师，2014，49（02）：145-147.