CN108916298A - 一种钢弹簧隔振器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢弹簧隔振器，包括的外套筒、盖板、钢弹簧和阻尼器。其中，阻尼器布置在外套筒内，钢弹簧套设在阻尼器上。盖板布置在外套筒的顶部，钢弹簧的两端分别与外套筒的底部和盖板的底部连接。阻尼器上远离外套筒的一端与盖板连接。能够避免钢弹簧与阻尼剂直接作用而导致阻尼剂被带出外泄。

Description

一种钢弹簧隔振器

技术领域

本发明属于轨道减振工程技术领域，具体涉及一种钢弹簧隔振器。

背景技术

对于目前用于城市轨道交通的钢弹簧隔振器来说，其原理均为通过弹簧与阻尼器的并联使用达到支撑和减振的目的。在现有隔振器的阻尼设计方面，基本以弹簧与阻尼剂的相互作用为主，通过弹簧的变形位移带动阻尼剂，从而产生阻尼。但是，由于隔振器中所用的阻尼剂的动态粘滞系数较大，如不对弹簧与阻尼剂的相互作用进行限制，阻尼剂会在长期使用后被弹簧带出内套筒。这不但具有泄漏的风险，而且会造成内套筒阻尼剂量减少、分布不均匀，进而降低隔振器的阻尼性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够避免钢弹簧与阻尼剂直接作用而导致阻尼剂被带出外泄的钢弹簧隔振器。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种钢弹簧隔振器，包括的外套筒、盖板、钢弹簧和阻尼器。其中，阻尼器布置在外套筒内，钢弹簧套设在阻尼器上。盖板布置在外套筒的顶部，钢弹簧的两端分别与外套筒的底部和盖板的底部连接。阻尼器上远离外套筒的一端与盖板连接。

根据本发明的钢弹簧隔振器通过内置钢弹簧提供竖向刚度，通过钢弹簧中间的阻尼器提供阻尼，起到耗能作用。降低轮轨相互作用的能量向浮置板基础进行传递，减少对周围环境的影响。根据本发明的钢弹簧隔振器将钢弹簧与阻尼器进行了分离式设计，避免了现有隔振器中钢弹簧与内筒中的阻尼剂直接作用而导致的阻尼剂被带出外泄和造成阻尼剂分布不均匀的问题，因此阻尼性能更加可靠。另外，这种钢弹簧与阻尼器分离的新型结构形式相比现有技术结构更加简单、装配更加方便。并且，根据本发明的钢弹簧隔振器中的钢弹簧和阻尼器可以单独更换，因此能够降低整个隔振器的维护成本。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

具体地，在一个优选的实施方式中，阻尼器包括内套筒、密封板、阻尼剂和活塞。其中，内套筒布置在外套筒上，阻尼剂布置在内套筒内。密封板布置在内套筒顶部，活塞布置在内套筒内穿过密封板与盖板连接，并且活塞上位于内套筒内的一端为自由端。

具体地，根据本发明的钢弹簧隔振器，其中阻尼器由密封的内套筒与活塞及密封板组成，在隔振器发生竖向振动时，通过活塞与密封于内套筒的阻尼剂之间的相互作用提供阻尼，可以通过改变活塞的尺寸在不改变其他零件尺寸的条件下便捷地实现阻尼能力的改变。在正常使用条件下，由于对阻尼剂进行了独立密封，在活塞与阻尼剂相互作用的过程中，阻尼剂不易发生泄漏，且通过密封板使得阻尼剂上下表面均受到限制，与现有隔振器阻尼剂上表面是自由面不同，本发明中的隔振器能够保证活塞在向上和向下变形的过程中，隔振器提供的阻尼系数能够保持一致，且密封板对活塞横向位移具有限制作用。

进一步地，在一个优选的实施方式中，外套筒底部设有连接座，内套筒布置在连接座上。

通过在外套筒底部设置连接座，一方面能够使得阻尼器的安装定位方便快捷，另一方面可以对钢弹簧起到定位及变形起到导向作用，同时可增强隔振器的横向限位能力。

具体地，在一个优选的实施方式中，内套筒的内侧表面构造为圆弧形。

具体地，在另一个优选的实施方式中，内套筒的内侧表面构造为椭圆形。

具体地，在另一个优选的实施方式中，内套筒的内侧表面构造为双曲线形。

为保证隔振器在工作的过程中实现变刚度和变阻尼，根据活塞与阻尼剂的几何及物理分布关系，当活塞结构一定时，针对内套筒进行特殊形状设计，通过将内套筒的内表面设计成圆弧形、椭圆形和双曲线形等，在活塞发生上下位移时，活塞上位于内套筒内端部与内套筒的内侧表面间隙同样也会发生变化，这样阻尼剂在二者之间的流动就会发生明显的变化，导致隔振器的刚度与阻尼也会发生变化，其趋势为，越靠近上下端面，二者间隙越小，阻尼剂通过的阻力越大，隔振器相应的刚度与阻尼亦越大。保证了在系统发生过大位移时，能够有效保持系统稳定，能够利用阻尼来耗散更多的能量。

进一步地，在一个优选的实施方式中，密封板上设有安装孔。在密封板上设置安装孔，可以使得密封板与内套筒的安装简单便捷。

进一步地，在一个优选的实施方式中，盖板底部设有能够与钢弹簧形成接触的凸台。通过在盖板底部设置凸台，一方面可以进一步对钢弹簧起到定位及变形起到导向作用，同时可增强隔振器的横向限位能力。

进一步地，在一个优选的实施方式中，外套筒的底部设有水平定位销。在外套筒底部设置水平定位销，可以确保整个隔振器的安装定位稳定可靠。

进一步地，在一个优选的实施方式中，上盖板与外套筒通过连接部件连接。通过连接部件固定上盖板与外套筒，能够增加整个钢弹簧隔振器的结构稳定性。

与现有技术相比，本发明的优点在于：能够避免钢弹簧与阻尼剂直接作用而导致阻尼剂被带出外泄。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本发明实施例的钢弹簧隔振器的整体剖面结构；

图2示意性显示了本发明实施例的盖板的剖面结构；

图3示意性显示了本发明实施例的外套筒的剖面结构；

图4示意性显示了本发明实施例的阻尼器的剖面结构；

图5示意性显示了本发明实施例的内套筒的剖面结构；

图6示意性显示了本发明实施例的密封板的整体结构；

图7示意性显示了本发明实施例的密封板的剖面结构。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

图1示意性显示了本发明实施例的钢弹簧隔振器10的整体剖面结构。图2示意性显示了本发明实施例的盖板2的剖面结构。图3示意性显示了本发明实施例的外套筒1的剖面结构。图4示意性显示了本发明实施例的阻尼器4的剖面结构。图5示意性显示了本发明实施例的内套筒41的剖面结构。图6示意性显示了本发明实施例的密封板42的整体结构。图7示意性显示了本发明实施例的密封板42的剖面结构。

如图1所示，本发明实施例的钢弹簧隔振器10包括外套筒1、盖板2、钢弹簧3和阻尼器4。其中，阻尼器4布置在外套筒1内，钢弹簧3套设在阻尼器4上。盖板2布置在外套筒1的顶部，钢弹簧3的两端分别与外套筒1的底部和盖板2的底部连接。阻尼器4上远离外套筒1的一端与盖板2连接。钢弹簧3优选为螺旋形。根据本发明实施例的钢弹簧隔振器通过内置钢弹簧提供竖向刚度，通过钢弹簧中间的阻尼器提供阻尼，起到耗能作用。降低轮轨相互作用的能量向浮置板基础进行传递，减少对周围环境的影响。根据本发明的钢弹簧隔振器将钢弹簧与阻尼器进行了分离式设计，避免了现有隔振器中钢弹簧与内筒中的阻尼剂直接作用而导致的阻尼剂被带出外泄和造成阻尼剂分布不均匀的问题，因此阻尼性能更加可靠。另外，这种钢弹簧与阻尼器分离的新型结构形式相比现有技术结构更加简单、装配更加方便。并且，根据本发明的钢弹簧隔振器中的钢弹簧和阻尼器可以单独更换，因此能够降低整个隔振器的维护成本。

进一步地，在一个优选的实施方式中，外套筒1的底部设有水平定位销6。在外套筒底部设置水平定位销，可以确保整个隔振器的安装定位稳定可靠。进一步地，在一个优选的实施方式中，盖板2与外套筒1通过连接部件7连接。通过连接部件固定上盖板与外套筒，能够增加整个钢弹簧隔振器的结构稳定性。优选地，连接部件7为密封喉箍，由于密封喉箍锁紧力大，咬合精确，因此特别适用于隔振器中盖板与外套筒的固定安装。

具体地，如图1和图4所示，在一个优选的实施方式中，阻尼器4包括内套筒41、密封板42、阻尼剂43和活塞44。其中，内套筒41布置在外套筒1上，阻尼剂43布置在内套筒41内。密封板42布置在内套筒41顶部，活塞44布置在内套筒41内穿过密封板42与盖板2连接，并且活塞44上位于内套筒41内的一端为自由端。根据本发明实施例的钢弹簧隔振器，其中阻尼器由密封的内套筒与活塞及密封板组成，在隔振器发生竖向振动时，通过活塞与密封于内套筒的阻尼剂之间的相互作用提供阻尼，可以通过改变活塞的尺寸在不改变其他零件尺寸的条件下便捷地实现阻尼能力的改变。在正常使用条件下，由于对阻尼剂进行了独立密封，在活塞与阻尼剂相互作用的过程中，阻尼剂不易发生泄漏，且通过密封板使得阻尼剂上下表面均受到限制，与现有隔振器阻尼剂上表面是自由面不同，本发明中的隔振器能够保证活塞在向上和向下变形的过程中，隔振器提供的阻尼系数能够保持一致，且密封板对活塞横向位移具有限制作用。优选地，活塞44包括活塞头441和活塞杆442，活塞头441位于内套筒41中，活塞杆442垂直于活塞头441布置。其中，活塞杆442上远离活塞头441的一端穿过密封板42与盖板2通过螺栓8连接。盖板2上设有沉头螺栓孔22，活塞杆442上远离活塞头441的一端设有与螺栓8形成配合的螺纹孔4421。这种螺栓连接的方式使得弹簧和阻尼器的安装和拆卸过程非常便捷。

进一步地，如图1和图3所示，在一个优选的实施方式中，外套筒1底部设有连接座11，内套筒41布置在连接座11上。通过在外套筒底部设置连接座，一方面能够使得阻尼器的安装定位方便快捷，另一方面可以对钢弹簧起到定位及变形起到导向作用，同时可增强隔振器的横向限位能力。如图1和图2所示，进一步地，在一个优选的实施方式中，盖板2底部设有能够与钢弹簧3形成接触的凸台21。通过在盖板底部设置凸台，一方面可以进一步对钢弹簧起到定位及变形起到导向作用，同时可增强隔振器的横向限位能力。优选地，连接座11与内套筒41采用螺纹连接的方式进行连接，相应地，连接座11的内侧表面上设有内螺纹，内套筒41的外侧表面上设有与内螺纹形成配合的外螺纹，装配过程简便、易操作。

具体地，如图1、图4和图5所示，在一个优选的实施方式中，内套筒41的内侧表面构造为圆弧形。具体地，在另外两个未示出的实施方式中，内套筒41的内侧表面构造为椭圆形或双曲线形。为保证隔振器在工作的过程中实现刚度和阻尼的特定变化，根据活塞与阻尼剂的几何及物理分布关系，当活塞结构一定时，针对内套筒进行特殊形状设计，通过将内套筒的内表面设计成圆弧形、椭圆形和双曲线形等，在活塞发生上下位移时，活塞上位于内套筒内端部与内套筒的内侧表面间隙同样也会发生变化，这样阻尼剂在二者之间的流动就会发生明显的变化，导致隔振器的刚度与阻尼也会发生变化，其趋势为，越靠近上下端面，二者间隙越小，阻尼剂通过的阻力越大，隔振器相应的刚度与阻尼亦越大。保证了在系统发生过大位移时，能够有效保持系统稳定，能够利用阻尼来耗散更多的能量。

进一步地，如图6和图7所示，在一个优选的实施方式中，密封板42上设有安装孔5。由于密封板42与内套筒41采用螺纹连接的方式安装固定，因此，在密封板上设置安装孔，可以使得密封板与内套筒的安装更加便捷。

如图1所示，本发明实施例的钢弹簧隔振器10的工作原理如下：

当车辆经过激起浮置板振动后，钢弹簧隔振器随之产生竖向振动，此时螺旋形钢弹簧3主要起支撑及隔振的作用，而独立于螺旋形钢弹簧3设置的阻尼器4中的活塞44在盖板2的带动下同时产生竖向运动，进而使活塞头441与阻尼剂43发生相互作用，产生阻尼，起到耗能的作用。由于钢弹簧3与阻尼剂43不发生接触，在钢弹簧3变形过程中不会将阻尼剂43带出造成阻尼剂43分布不均匀和泄漏。由于阻尼剂43的密封设计，使得活塞头441在上下运动中所面临的阻尼剂43环境均为密封结构，不存在自由面，阻尼器4在振动变形过程中能够保持阻尼系数的一致性。

根据上述实施例，可见，本发明涉及的钢弹簧隔振器，能够避免钢弹簧与阻尼剂直接作用而导致阻尼剂被带出外泄。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种钢弹簧隔振器，其特征在于，包括外套筒、盖板、钢弹簧和阻尼器；其中，

所述阻尼器布置在所述外套筒内，所述钢弹簧套设在所述阻尼器上；

所述盖板布置在所述外套筒的顶部，所述钢弹簧的两端分别与所述外套筒的底部和所述盖板的底部连接；

所述阻尼器上远离所述外套筒的一端与所述盖板连接。

2.根据权利要求1所述的钢弹簧隔振器，其特征在于，所述阻尼器包括内套筒、密封板、阻尼剂和活塞；其中，

所述内套筒布置在所述外套筒上，所述阻尼剂布置在所述内套筒内；

所述密封板布置在所述内套筒顶部，所述活塞布置在所述内套筒内穿过所述密封板与所述盖板连接，并且所述活塞上位于所述内套筒内的一端为自由端。

3.根据权利要求2所述的钢弹簧隔振器，其特征在于，所述外套筒上设有连接座，所述内套筒布置在所述连接座上。

4.根据权利要求2或3所述的钢弹簧隔振器，其特征在于，所述内套筒的内侧表面构造为圆弧形。

5.根据权利要求2或3所述的钢弹簧隔振器，其特征在于，所述内套筒的内侧表面构造为椭圆形。

6.根据权利要求2或3所述的钢弹簧隔振器，其特征在于，所述内套筒的内侧表面构造为双曲线形。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的钢弹簧隔振器，其特征在于，所述密封板上设有安装孔。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的钢弹簧隔振器，其特征在于，所述盖板底部设有能够与所述钢弹簧形成接触的凸台。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的钢弹簧隔振器，其特征在于，所述外套筒的底部设有水平定位销。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的钢弹簧隔振器，其特征在于，所述盖板与所述外套筒通过连接部件连接。