CN105291693B - 一种轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器，包括同心设于车轮上的盘式壳体，所述盘式壳体上设有多个同心的环形密封槽，环形密封槽内填充有多个球状减振颗粒。与现有技术相比，本发明充分利用了现有的车轮结构，在保证车轮刚度和强度的基础上，设置了结构简单有效的减振器，具有附加质量小、制作成本低、减振效果好、可靠度高等优点。

Description

一种轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器
技术领域
本发明涉及轨道车辆减振领域，尤其是涉及一种轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器。
背景技术
颗粒阻尼减振器是基于颗粒阻尼技术的一种新兴减振器，其结构简单，具有成本低、免维护、阻尼效果明显、恶劣环境适宜能力强，应用范围日益广泛，主要应用于被动控制领域，特别是在一些恶劣工况条件下。
现有的刚性车轮，由于轮箍的滚动出现噪音和高频振动，这会通过轮心膜片作用强化，并以体噪声的形式传至车体，造成车轮乘坐舒适性降。并且车轮制动盘通过螺栓固定在车轮上，可能会因为振动导致安全问题。而目前国内外对颗粒阻尼器的研究主要是将颗粒作为振动体的填充物，应用在建筑土木领域。而在轨道车辆领域，由于刚性车轮振动频率广，范围大，时间长，可能会造成轮对的磨损加剧和寿命减短。
如何降低刚性车轮的振动与噪声，同时对车轮具有抑制温升的效果，这是设计动车轮对的一个难点。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、能减少轮对振动、抑制温升、可靠度高、阻尼效果好的轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器，用以改进现有轮对。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器，包括同心设于车轮上的盘式壳体，所述盘式壳体上设有多个同心的环形密封槽，环形密封槽内填充有多个球状减振颗粒。
所述多个球状减振颗粒的体积占环形密封槽的体积的50-80％。
每个球状减振颗粒的直径为0.1-5mm。
所述多个球状减振颗粒由塑料、橡胶或金属制作而成。
所述盘式壳体通过固定螺栓固定于车轮上，所述固定螺栓两侧的环形密封槽的数量相等。
所述环形密封槽至少为4个。
所述环形密封槽的内壁上设有耐磨橡胶隔层。
所述耐磨橡胶隔层与环形密封槽过盈配合。
所述环形密封槽内加入润滑油。
所述盘式壳体为两个，两个盘式壳体对称设于车轮上。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)借鉴动力吸振器的原理，利用颗粒阻尼技术对车轮进行减振降噪处理，在附加式减振器壳体内装有一定数量的球状减振颗粒，并且采用槽式结构，使颗粒位于不同内部腔体内，减少了颗粒随车轮旋转时的周向流动性，以及径向离心惯性力而导致的附加冲击力，最大限度保证了颗粒在对轨道随机激励的减振作用，并且槽式结构增加了颗粒的碰撞机率，具有最大能耗。
2)对减振器内部采用环形槽结构，可以最大限度提供阻尼，并且增加能量损耗和散热量。
3)对环形密封槽内壁设置耐磨橡胶隔层，减少颗粒与减振器内壁碰撞产生的噪音，提高阻尼效果。
4)环形密封槽内球状减振颗粒的种类、数量、大小等属性可以根据不同车辆实情放置，其种类包括塑料、橡胶、金属等，其占空腔体积的50-80％，其直径大小为0.1mm-5mm，且固定螺栓两侧的环形密封槽的数量相等，保证减振器的平衡性。
5)环形密封槽内加入润滑油，具有抑制温升、降噪和减少金属颗粒磨损的效果。
6)车轮轮辐两侧采用两片盘式壳体，在减振的同时，可以阻断噪声传播路径，达到降噪功能。
7)充分利用了现有的车轮结构，在保证车轮刚度和强度的基础上，设置了结构简单有效的减振器，附加质量小，制作成本低，减振效果好，可靠度高。
附图说明
图1为本发明结构的主视示意图；
图2为图1中A-A向剖视示意图；
图3为图2中B处局部放大示意图。
图中：1、车轮，2、盘式壳体，3、环形密封槽，4、球状减振颗粒，5、固定螺栓，6、耐磨橡胶隔层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
为了解决由于轮箍的滚动出现噪音和高频振动造成的刚性车轮1寿命降低以及乘坐舒适性的问题，本发明利用颗粒阻尼技术对车轮1进行研究分析，提出了一种轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器，如图1和图2所示，该减振器包括：
盘式壳体2，采用复合阻尼钢板制成，设有多个同心的环形密封槽3，其环形密封槽3数量至少为4个，例如4、6、8等，并均布在盘式壳体2，其内部采用分层结构，加工环形密封槽3时，先开设环形开口槽，同时采用拼焊工艺，在环形开口槽的开口侧焊接相匹配的复合阻尼钢板，形成密封槽；
耐磨橡胶隔层6，安装在环形密封槽3的内壁上，为过盈配合；
球状减振颗粒4，在环形开口槽内装入一定量球状减振颗粒4，球状减振颗粒4的种类、数量、大小等属性可以根据不同车辆实情放置，其种类包括塑料、橡胶、金属等，其总体积占空腔体积的50-80％，每个球状减振颗粒4的直径大小为0.1mm-5mm，通过颗粒之间和颗粒与内壁间的碰撞使振动衰减；
润滑油，在环形开口槽倒入少量润滑油，具有润滑和吸热的效果，使得球状减振颗粒4的磨损减少，同时在车轮1运动及球状减振颗粒4碰撞时具有吸热降温的效果。
上述减振器安装于刚性车轮1上，刚性车轮1采用现有的车轮1结构，在车轮1的轮辐上制作螺栓孔，减振器通过固定螺栓5固结在轮辐上，固定螺栓5两侧的环形密封槽3的数量相等，使其具有良好的减振、抑制温升等综合特性，优选地，盘式壳体2为两个，两个盘式壳体2对称设于车轮1上，最大限度提供阻尼，增加能量损耗和散热量，在减振的同时，可以阻断噪声传播路径，达到降噪功能。
针对轨道车辆车轮1轮箍的滚动出现噪音和高频振动的缺陷，本发明可以有效地衰减轨道随机激励造成的振动，提高车轮1寿命，具有减少轮对振动、抑制温升、降低噪声、结构简单、成本低、可靠度高、阻尼效果明显等优点。安装时要保证固定螺栓5达到防松要求，并且在车辆日常检修过程中，要注重对固定螺栓5的外观和松紧度检查。

Claims (8)

1.一种轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器，其特征在于，包括同心设于车轮(1)上的盘式壳体(2)，所述盘式壳体(2)上设有多个同心的环形密封槽(3)，环形密封槽(3)内填充有多个球状减振颗粒(4)，所述多个球状减振颗粒(4)的体积占环形密封槽(3)的体积的50-80％；
所述环形密封槽(3)的内壁上设有耐磨橡胶隔层(6)。
2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器，其特征在于，每个球状减振颗粒(4)的直径为0.1-5mm。
3.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器，其特征在于，所述多个球状减振颗粒(4)由塑料、橡胶或金属制作而成。
4.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器，其特征在于，所述盘式壳体(2)通过固定螺栓(5)固定于车轮(1)上，所述固定螺栓(5)两侧的环形密封槽(3)的数量相等。
5.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器，其特征在于，所述环形密封槽(3)至少为4个。
6.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器，其特征在于，所述耐磨橡胶隔层(6)与环形密封槽(3)过盈配合。
7.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器，其特征在于，所述环形密封槽(3)内加入润滑油。
8.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用车轮盘式颗粒阻尼减振器，其特征在于，所述盘式壳体(2)为两个，两个盘式壳体(2)对称设于车轮(1)上。
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