CN107881861B - 一种电磁阻尼减震装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁阻尼减震装置，包括上基板装置，与上基板装置对应设置的下基板装置，上基板装置与下基板装置中间设置有弹性垫片装置，上基板装置与下基板装置中间同时设置有电磁阻尼装置。本发明利用电磁感应原理设计制造的电磁阻尼减震垫板，由上下两层基板，分别安装磁铁和铜管，两层基板之间为橡胶或类似的固液体材质的弹性垫板，通过电磁阻尼有效增大列车高速通过时扣件系统的双向阻尼，随着上下基板相对运动频率的增大阻尼不断增大，使扣件系统无固定的固有频率，从而减小轮轨振动幅度，避免轮轨、扣件系统形成共振，进而避免轮轨之间波磨现象的产生，延长轮轨和扣件系统的使用寿命同时提高乘乘坐客舒适性。

Description

一种电磁阻尼减震装置

技术领域

本发明涉及高铁、地铁等有轨机车的安全运行辅助设备领域，具体为一种电磁阻尼减震垫板。

背景技术

随着社会的不断发展，尤其是科学技术的不断进步，人们的生活水平得到了很大的改善与提高；电气化时代与信息化时代的到来，给交通事业的发展注入了腾飞的活力；为了满足社会大融合发展的需求，我国高铁事业取得了举世瞩目的成就，而许多成为了能够在有限的土地上进行最大规模的承载社会发展需求，地下地铁施工也都在如火如荼的进行着。

伴随者高铁、地铁等多项技术的突破，其速度也在进一步的提高，并且作为我国出口的招牌走出国门，而当高铁或地铁在高速运行的过程中，也出现了许多安全问题，其中包括轮轨共振，波磨等一系列问题；机械装置在工作过程中通常会产生振动，当振动过大时，振动力一方面作用于机械装置本身，影响机械装置本身的稳定性；另一方面作用于地面基础，影响地基的使用寿命和周围的工作环境。上述问题极大地增加了铁路的维护成本，加快扣件系统的损坏速度，影响车辆平稳性，增大安全隐患，降低了乘客的乘坐舒适性，也给国民经济带来了巨大的损失。

为了克服列车经过轨道时产生的轮轨共振、波磨等问题，现有技术中也提供了多种方案解决问题的方法，其中在轨道与轨枕之间安装弹性垫片，是现有技术中交叉常见的一种方法方式，这样的结构虽然可以起到一定的减震作用，但是效果甚微，并且随着时间的使用，裸漏在外部的弹性垫片的弹性会越来越差，弹性阻力越来越小，最终会失去弹性效果；并且由于是压在已经铺设好的轨道下方，更换十分麻烦，对于繁忙的铁路线路来说，频繁的更换弹性垫片而停运根本不现实。

而另外的则有气压阻尼器和滑轨阻尼器与双层隔震系统结合，存在着造成成本过高，制造工艺过程复杂和精度要求高等确定，不利于设备的普及应用。

专利公开号为：CN200949633公开的可调质量比双层隔震装置，优点是改变双层隔震装置在实际应用中的隔震性能参数固定不变、难以调整的问题，通过对中间质量块的质量进行动态调整，来改变其振动的固有频率，减少工作误差，使隔振装置的隔振特性调整到最佳工作状态，从而提高装置的使用范围，且缺点是存在颗粒与结构间的摩擦碰撞能够损耗过少的问题，减震效果不明显。

因此，改善现有的弹性垫片结构，以提供其使用寿命和弹性效果的装置，已经是一个值得研究的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种结构简单，基于电磁感应原理的电磁阻尼减震垫板。

本发明的目的是这样实现的：

一种电磁阻尼减震装置，包括上基板装置a，与对应上基板装置a对应设置的下基板装置c，上基板装置a与下基板装置b中间设置有弹性垫片装置b，所述的上基板装置a与下基板装置b中间同时设置有电磁阻尼装置；所述的电磁阻尼减震垫板是基于电磁感应原理设计而成。

所述的上基板装置a包括不锈钢金属材质的上基板1，以及设置在上基板1上的磁柱2和上基板安装孔7；

所述的弹性垫片装置b包括弹性材料的垫片3，设置在垫片3上的垫片安装孔8和磁柱穿过孔4；

所述的垫片安装孔8和磁柱穿过孔4分别与上基板安装孔7和磁柱2对应设置；且磁柱穿过孔4的内径大于磁柱2的外径；

所述的下基板装置b包括金属材质的下基板5，设置在下基板5上的金属管6，以及下基板安装孔9；

所述的金属材质的下基板5和金属管6为一体结构的铜质材料铸模而成；

所述的基板安装孔9与磁柱穿过孔4对应设置；金属管6的外径小于磁柱穿过孔4的内径，同时金属管6的内径大于磁柱2的外径；

所述的电磁阻尼装置包括设置在上基板1上的磁柱2，以及与上基板1对应设置的下基板5上的金属管6；随着弹性垫片3的收缩，磁柱2在金属管6内进行上下运动；

所述的一种电磁阻尼减震装置具有刚度变化的性能，即随着振动频率的增加，动刚度增大，阻尼不断增大，阻尼随振动频率增大而增大，装置无固定的固有频率。

所述的一种电磁阻尼减震装置的应用，主要应用于高铁领域，可以调整性能参数和变化结构形态，从而实现在包括铁路、建筑和机械设备多领域的运用。

积极有益效果：本发明利用电磁感应原理设计制造的电磁阻尼减震垫板，由上下两层基板，分别安装磁铁和铜管，两层基板之间为橡胶或类似的固液体材质的弹性垫板，通过电磁阻尼有效增大列车高速通过时扣件系统的双向阻尼（弹性垫板压缩和回弹时均有相同阻尼），并且随着上下基板相对运动频率的增大阻尼不断增大，使扣件系统无固定的固有频率，从而减小轮轨振动幅度，避免轮轨、扣件系统形成共振，进而避免轮轨之间波磨现象的产生，延长轮轨和扣件系统的使用寿命同时提高乘乘坐客舒适性。本发明主要应用于高铁，可以通过调整性能参数和变换结构形态在其他铁路、建筑、机械设备等多领域的运用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的分解结构示意图；

图3为本发明的上基板装置结构示意图；

图4为本发明的弹性垫片装置结构示意图；

图5为本发明的下基板装置结构示意图；

图中为：上基板装置a、弹性垫片装置b、下基板装置c、上基板1、磁柱2、垫片3、磁柱穿过孔4、下基板5、金属管6、上基板安装孔7、垫片安装孔8、下基板安装孔9。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步的说明：

如图1、图2所示，一种电磁阻尼减震装置，包括上基板装置a，与对应上基板装置a对应设置的下基板装置c，上基板装置a与下基板装置b中间设置有弹性垫片装置b，所述的上基板装置a与下基板装置b中间同时设置有电磁阻尼装置；所述的电磁阻尼减震垫板是基于电磁感应原理设计而成。

如图3所示，所述的上基板装置a包括不锈钢金属材质的上基板1，以及设置在上基板1上的磁柱2和上基板安装孔7；

如图4所示，所述的弹性垫片装置b包括弹性材料的垫片3，设置在垫片3上的垫片安装孔8和磁柱穿过孔4；垫片3提供弹性支撑，电磁阻尼可提供垫板压缩回弹两个方向的阻尼。

所述的垫片安装孔8和磁柱穿过孔4分别与上基板安装孔7和磁柱2对应设置；且磁柱穿过孔4的内径大于磁柱2的外径；

如图5所示，所述的下基板装置b包括金属材质的下基板5，设置在下基板5上的金属管6，以及下基板安装孔9；

所述的金属材质的下基板5和金属管6为一体结构的铜质材料铸模而成；

所述的基板安装孔9与磁柱穿过孔4对应设置；金属管6的外径小于磁柱穿过孔4的内径，同时金属管6的内径大于磁柱2的外径；

所述的电磁阻尼装置包括设置在上基板1上的磁柱2，以及与上基板1对应设置的下基板5上的金属管6；随着弹性垫片3的收缩，磁柱2在金属管6内进行上下运动。

使用时，将下基板放置在轨枕上，弹性材料的垫片上的磁柱穿过孔4对应好下基板安装孔9放置在下基板上，将上基板的上基板安装孔对应磁柱穿过孔后安装完成，电磁阻尼垫板上安装铁路扣件的铁垫板，铁垫板上安装轨枕，轨枕通过轨距挡板调整轨距，通过调高垫板调整轨面高度，通过弹条和螺旋道钉扣紧钢轨。本发明中电磁阻尼垫板主要用于替代目前铁路扣件系统中已经使用的弹性垫板，通过电磁感应原理，磁铁在铜管中相对运动，闭合导体与磁极发生相对运动时，铜管和磁柱之间会产生电磁阻力，阻碍相对运动，避免波磨的产生。

本发明中通过调整弹性垫板的橡胶配方来实现静刚度的调整，通过更换不同磁性级别的磁柱实现阻尼大小的调整，实现不同速度列车运行的平稳性。

所述的一种电磁阻尼减震装置具有刚度变化的性能，即随着振动频率的增加，动刚度增大，阻尼不断增大，阻尼随振动频率增大而增大，装置无固定的固有频率。

所述的一种电磁阻尼减震装置的应用，主要应用于高铁领域，可以调整性能参数和变化结构形态，从而实现在包括铁路、建筑和机械设备多领域的运用。

电磁阻尼减震垫板安装在铁路扣件系统的铁垫板下面，列车通过时轮轨振动，压缩垫板，上下基板之间产生相对运动，磁铁在铜管中相对运动，闭合导体与磁极发生相对运动时，金属材料的铜管和磁柱之间会产生电磁阻力，阻碍相对运动，效果相当于汽车的液压减震器，而弹性垫板相当于汽车的减震弹簧。伴随着振动频率的升高，电磁减震垫板的阻尼不断增大，阻碍振动的进一步发展，从而有效避免轮轨发生共振，避免波磨的产生，让列车内运行更为平稳。

以上实施案例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代及改进等，均应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种电磁阻尼减震装置，包括上基板装置，与对应上基板装置对应设置的下基板装置，上基板装置与下基板装置中间设置有弹性垫片装置，其特征在于：所述的上基板装置与下基板装置中间同时设置有电磁阻尼装置，电磁阻尼装置是基于电磁感应原理设计而成；所述的电磁阻尼装置包括设置在上基板上的磁柱，以及与上基板对应设置的下基板上的金属管；随着弹性垫片的收缩，磁柱在金属管内进行上下运动；所述的电磁阻尼减震装置具有刚度变化的性能，即随着振动频率的增加，动刚度增大，阻尼不断增大，阻尼随振动频率增大而增大，装置无固定的固有频率。

2.根据权利要求1所述的一种电磁阻尼减震装置，其特征在于：所述的上基板装置包括不锈钢金属材质的上基板，以及设置在上基板上的磁柱和上基板安装孔。

3.根据权利要求1所述的一种电磁阻尼减震装置，其特征在于：所述的弹性垫片装置包括弹性材料的垫片，设置在垫片上的垫片安装孔和磁柱穿过孔。

4.根据权利要求3所述的一种电磁阻尼减震装置，其特征在于：所述的垫片安装孔和磁柱穿过孔分别与上基板安装孔和磁柱对应设置；且磁柱穿过孔的内径大于磁柱的外径。

5.根据权利要求3所述的一种电磁阻尼减震装置，其特征在于：所述的下基板装置包括金属材质的下基板，设置在下基板上的金属管，以及下基板安装孔。

6.根据权利要求5所述的一种电磁阻尼减震装置，其特征在于：所述的金属材质的下基板和金属管为一体结构的铜质材料铸模而成。

7.根据权利要求5所述的一种电磁阻尼减震装置，其特征在于：所述的下基板安装孔与磁柱穿过孔对应设置；金属管的外径小于磁柱穿过孔的内径，同时金属管的内径大于磁柱的外径。

8.如权利要求1所述的一种电磁阻尼减震装置的应用，其特征在于：主要应用于高铁领域。

9.如权利要求1所述的一种电磁阻尼减震装置的应用，其特征在于：应用于调整性能参数和变化结构形态，从而实现在包括铁路、建筑和机械设备多领域的运用。