CN104088945A - 波纹结构阻尼减振器 - Google Patents

Abstract

波纹结构阻尼减振器，以使减振器在更小位移的情况下具有更好的减振效果。它包括至少一层金属板材制成骨架，骨架的板面呈连续形波纹或者锯齿形间隔波纹，波纹所形成的沟槽内设置具有弹性和阻尼特性的弹性填充物。

Description

波纹结构阻尼减振器

技术领域

本发明涉及阻尼减振器，特别涉及一种适用于支撑铁路钢轨、轨道板等的波纹结构阻尼减振器。

背景技术

橡胶减振元件，如橡胶关节、橡胶堆、橡胶垫、橡胶支座等，因其刚度容易调整、减振效果好、易获得较大弹性变形、重量轻、易保养等优点，在铁路车辆、轨道、建筑结构、桥梁等设备设施中得到了广泛应用，铁路轨道常用橡胶类减振元件有扣件系统的橡胶垫板、轨道板下橡胶垫板和轨道板下橡胶堆减振器等，主要用来衰减轮轨作用力，并均匀地传递给路基或桥隧等线下基础构筑物。目前，铁路扣件系统采用的橡胶垫板和轨道板下橡胶垫板减振方式比较单一，主要是通过其压缩弹性变形来达到储能并吸能的功能。德国克隆蛋型扣件系统通过橡胶弹性材料的剪切变提供弹性，垂向刚度低、动静刚度比小、减振性能较压缩变形方式更优越、能同时为钢轨提供垂向、横向、纵向三个方向的弹性支撑。韩国RMS公司设计的轨道板下橡胶减振器(HLRM)在充分利用橡胶弹性变形吸能减振这种方式的基础上，利用圆锥倾斜型橡胶界面之间的剪切摩擦作用，起到一个两重方式减振的作用。

从力学原理来看，轨道结构可视为质量-弹簧-阻尼系统，向上用来给列车运行提供一个平顺的运行支撑面，向下用来将轮轨动力作用衰减并传递至基础，因此，对轨道结构就有两种功能的要求，即良好的平顺性和减振性能，根据单自由度减振原理，系统要具有更优的减振性能，那么它的支撑刚度必须更低，但是，较低的支撑刚度将导致轨面位移过大，进而带来影响列车安全运行的隐患。因此研究一种能吸收更多振动能量，但又不引起过大位移的减振器，是铁路轨道减振面临的一个难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种波纹结构阻尼减振器，以使减振器在更小位移的情况下具有更好的减振效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的波纹结构阻尼减振器，其特征是：它包括至少一层金属板材制成骨架，骨架的板面呈连续形波纹或者锯齿形间隔波纹，波纹所形成的沟槽内设置具有弹性和阻尼特性的弹性填充物。

本发明的有益效果是，在外荷载的作用下，弹性填充物的压缩剪切变形耗能减振、弹性填充物与骨架之间摩擦耗能减振以及骨架在平面内的变形减振，使其具有三重减振方式，可使减振器以更小的位移就能实现更优好减振效果，而且具有较好的抗冲击特性，可以取代现有的轨下橡胶垫板；骨架波纹结构在承受铁轨的垂向力时产生横向挤兑形变，对垂向力进行一个缓冲，起到良好的减振效果；弹性减振物体由具有弹性和阻尼特性的材料构成，对于来自钢轨的垂向力有着明显的缓冲吸振作用，同时其在骨架中的形变，也有着较好的减振效果。

本发明非常适合应用在操作空间狭小、对负荷减振要求高的特殊环境中，相对于传统螺旋圆弹簧减振器，在相同的荷载条件下，本发明的压缩高度仅为螺旋圆弹簧减振器的30～50％，通过三重减振方式，可以实现在相同的轨道结构位移的前提下，使得采用本发明作为板下减振器的轨道结构获得5～10Hz的1阶固有频率，达到更优的减振效果。同理，采用本发明作为板下减振器的轨道结构与其他类型减振型轨道结构在保持相同固有频率的前提下，可以实现轨道结构的位移较其他减振型轨道结构的位移减小30～50％，提高列车的运行安全性和乘坐舒适性。

附图说明

本说明书包括如下6幅附图：

图1是本发明波纹结构阻尼减振器实施例1的俯视图；

图2是本发明波纹结构阻尼减振器实施例1的周向展开图；

图3是本发明波纹结构阻尼减振器实施例2的俯视图；

图4是本发明波纹结构阻尼减振器实施例2的主视图；

图5是本发明波纹结构阻尼减振器实施例3的俯视图；

图6是本发明波纹结构阻尼减振器实施例3的主视图；

图中示出构件名称及所对应的标记：骨架10、沟槽11，弹性填充物20。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1至图6，本发明的波纹结构阻尼减振器包括至少一层金属板材制成骨架10，骨架10的板面呈连续形波纹或者锯齿形间隔波纹，波纹所形成的沟槽11内设置具有弹性和阻尼特性的弹性填充物20。

在外荷载的作用下，弹性填充物20的压缩剪切变形耗能减振、弹性填充物20与骨架10之间摩擦耗能减振以及骨架10在平面内的变形减振，使其具有三重减振方式，可使减振器以更小的位移就能实现更优好减振效果，而且具有较好的抗冲击特性，可以取代现有的轨下橡胶垫板。除此之外，骨架10的波纹结构在承受铁轨的垂向力时产生横向挤兑形变，对垂向力进行一个缓冲，可起到良好的减振效果。弹性填充物20由具有弹性和阻尼特性的材料构成，对于来自钢轨的垂向力有着明显的缓冲吸振作用，同时其在骨架10中的形变，也有着较好的减振效果。

本发明非常适合应用在操作空间狭小、对负荷减振要求高的特殊环境中，相对于传统螺旋圆弹簧减振器，在相同的荷载条件下，本发明的压缩高度仅为螺旋圆弹簧减振器的30～50％，通过三重减振方式，可以实现在相同的轨道结构位移的前提下，使得采用本发明作为板下减振器的轨道结构获得5～10Hz的1阶固有频率，达到更优的减振效果。同理，采用本发明作为板下减振器的轨道结构与其他类型减振型轨道结构在保持相同固有频率的前提下，可以实现轨道结构的位移较其他减振型轨道结构的位移减小30～50％，提高列车的运行安全性和乘坐舒适性。

参照图1、图3和图5，为便于多层叠放，进一步增强其减振吸振的效率，所述骨架10板面正投影呈圆形或者多边形。所述骨架10可采用抗振能力较强的弹簧钢板材制成，弹性填充物20须具有弹性和阻尼特性，可以采用减振效果较好的天然橡胶、硫化橡胶，或者粘弹性聚氨酯材料、环氧树脂基体与碳纤维的复合填充物，还可在填充物内添加石墨、纤维等可增大弹性填充物20阻尼的材料。

本发明的波纹结构阻尼减振器可根据需要与扣压、位移调整等装置搭配使用，如与弹条和螺栓等扣压装置、规矩挡板、轨距块等位移调整装置一起，组成新型钢轨扣件系统；或与支座、套筒、调高螺杆、调高螺母和联结法兰等位移调整装置一起，组成新型轨道板减振系统。

以上所述只是用图解说明本发明的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (4)

1.波纹结构阻尼减振器，其特征是：它包括至少一层金属板材制成的骨架(10)，骨架(10)的板面呈连续形波纹或者锯齿形间隔波纹，波纹所形成的沟槽(11)内设置具有弹性和阻尼特性的弹性填充物(20)。

2.如权利要求1所述的波纹结构阻尼减振器，其特征是：所述骨架(10)板面正投影呈圆形或者多边形。

3.如权利要求1所述的波纹结构阻尼减振器，其特征是：所述骨架(10)采用弹簧钢板材制成。

4.如权利要求1所述的波纹结构阻尼减振器，其特征是：所述弹性填充物(20)采用天然橡胶、硫化橡胶，或者粘弹性聚氨酯、环氧树脂基体与碳纤维的复合填充物。