改性PA在轨道车辆及电务系统中的应用

关键词：改性PA；轨道车辆；

电务系统；铁路；

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根据2020年12月22日国新办发布的《中国交通的可持续发展》白皮书，截至2019年底，全国铁路营业里程13.9万公里，其中高铁达到3.5万公里。据相关信息披露，2020年轨道交通全产业链产值突破1100亿元大关。

目前我国铁路配套用尼龙工程塑料量为7吨/km以上，按2020年全国铁路新增运营里程超过4800 km计算，则一年新增尼龙工程塑料的需求量为33600吨以上。

改性PA在铁路车辆中的应用

随着我国高铁列车向着高速化、安全化、轻量化的方向发展，为了满足高速列车运行的要求，列车必须自重小、性能好、结构简单、耐腐蚀性能好等。高分子复合材料被大量应用于铁路车辆中，列车用材料和制造工艺有很大改进。

1. 滚动轴承保持架

改性PA具有高弹性、自润滑性、耐磨性、耐冲击性、耐腐蚀性、易加工、质轻等特点，能达到轴承所要求的性能，对铁路运输安全、高速、重载起到了关键作用。这种轴承保持架采用玻纤增强和石墨或二硫化钼作润滑剂，密度小，质量轻。

图 左|圆柱尼龙轴承保持架；右|圆锥尼龙轴承保持架

俄罗斯自1986年在货车轴承上开始装用尼龙保持架。这种尼龙保持架在温升、磨损和油脂亲和等方面具有优良特性，对提高轴承负荷能力和寿命，特别是润滑作用对延缓轴承事故、保证行车安全有显著特点。

2. 转向架心盘磨耗盘

转向架是列车结构中最为重要的部件之一，起着支撑车体、保证车辆安全运行的重要作用。心盘磨耗盘是转向架的关键配件之一，安装在货车转向架摇枕的中间，和旁承一起支撑整个车体。

图 左|转向架心盘磨耗盘；右|旁承磨耗板

聚酰胺材料及其它改性材料具有良好耐磨性和自润滑性，能够在少油或无油的条件下安全运行。德国货车一般采用PA66制作心盘衬垫，美国多用超高相对分子质量的聚乙烯，我国则选用增韧PA66做心盘衬垫。

改性PA在铁路电务系统中的应用

铁路通讯信号是整个铁路运输系统的神经中枢。轨道电路是铁路信号设备自动控制的远程操 作的重要组成部分。改性PA可适用于传输较高频率信息的轨道电路，保障通讯信号的畅通，减少行车故障和提高行车安全。

1. 轨道绝缘器材

钢轨绝缘是轨道电路的基本组成部分之一。由于受气候、环境的不良影响及列车运行交变载荷的连续作用，钢轨绝缘较易损坏。它是钢轨最薄弱的环节。轨道绝缘的材料采用PA6、PA66、PA1010、MC尼龙等，主要产品为槽型绝缘、绝缘管垫、绝缘垫圈、轨端绝缘等。

2. 绝缘轨距杆

铁路钢轨绝缘轨距杆是用于铁路轨道电路区段保持钢轨距离和加固线路的设备。采用玻纤增强PA66做绝缘体，与金属拉杆及其它部件组成绝缘轨距杆，既能满足拉杆机械强度的要求，又具良好的绝缘性，保证了轨道电路的正常工作。

从轨道交通用尼龙生产企业来看，国外朗盛、杜邦、帝斯曼、罗地亚、巴斯夫等开发的轨道交通用尼龙材料均实现了工业化生产。国内的金发科技、株洲时代新材、南京聚隆、神马华威等企业已布局轨道交通扣件系统PA66市场。近期，株洲时代新材线路市场斩获高铁扣件系统非金属部件亿元级订单，这也是该公司近年来线路市场单笔金额最大的订单，为“十四五”高质量开局奠定了良好基础。