CN109058378B - 用于高速列车地板的碟型橡胶弹簧准零刚度隔振器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于高速列车地板的碟型橡胶弹簧准零刚度隔振器，包括隔振器上端安装座(1)、隔振器下端安装座(3)，以及设置在隔振器上端安装座(1)和隔振器下端安装座(3)之间的碟形橡胶弹簧(2)，所述碟形橡胶弹簧(2)的上端内侧与隔振器上端安装座(1)侧壁外侧固定连接，所述碟形橡胶弹簧(2)的下端外侧与隔振器下端安装座(3)侧壁内侧固定连接。与现有技术相比，本发明结构紧凑，占用空间小，隔振性能好，可以有效隔离低频振动，提高高速列车乘坐舒适性。

Description

用于高速列车地板的碟型橡胶弹簧准零刚度隔振器
技术领域
本发明涉及一种隔振器，尤其是涉及一种用于高速列车地板的碟型橡胶弹簧准零刚度隔振器。
背景技术
随着高速列车速度的提高，车体振动加大，为了进一步提高高速列车乘坐舒适性，需在地板下安装隔振器。准零刚度隔振器具有良好的低频隔振性能，能有效隔离低频振动。但普通钢制碟形弹簧弹性模量高，刚度大，有效准零刚度工作区间小，且几乎无阻尼，难以直接用于地板隔振。
中国专利CN201310330360.3公布了一种碟形橡胶准零刚度隔振器，包括底座、上盖和承载接头，所述上盖内壁连接有碟形橡胶，所述碟形橡胶与所述承载接头和所述上盖固定连接在一起组成具有负刚度的弹性元件，所述蝶形橡胶内设有加强筋，所述承载接头通过压盖与具有正刚度的轴向橡胶连接，所述轴向橡胶通过调整套连接在所述底座上。该发明结构较复杂，占用空间大，难以用于地板的隔振。
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用于高速列车地板的碟型橡胶弹簧准零刚度隔振器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于高速列车地板的碟型橡胶弹簧准零刚度隔振器，包括隔振器上端安装座、隔振器下端安装座，以及设置在隔振器上端安装座和隔振器下端安装座之间的碟形橡胶弹簧。
进一步的，所述碟形橡胶弹簧的上端内侧与隔振器上端安装座侧壁外侧固定连接，所述碟形橡胶弹簧的下端外侧与隔振器下端安装座的侧壁内侧固定连接。
进一步的，所述碟形橡胶弹簧的自由高度与厚度的比为
Figure BDA0001746561000000011
进一步的，所述隔振器上端安装座和隔振器下端安装座均为圆筒形。
进一步的，所述隔振器上端安装座的高度大于碟形橡胶弹簧的自由高度与厚度之和。
进一步的，所述隔振器下端安装座的高度大于碟形橡胶弹簧的自由高度与厚度之和。
进一步的，所述碟形橡胶弹簧为剪切型橡胶弹簧。
进一步的，所述碟形橡胶弹簧设置有一个或多个的组合形式。
作为优选的技术方案，所述的用于高速列车地板的碟型橡胶弹簧准零刚度隔振器安装于高速列车地板与车体之间。
作为优选的技术方案，所述的用于高速列车地板的碟型橡胶弹簧准零刚度隔振器安装于高速列车座椅与地板之间。
本发明的工作原理为：
碟形弹簧根据高厚比不同，会出现不同的力学特性，当其高厚比等于
Figure BDA0001746561000000021
时，会出现一段刚度约等于零的受力特性(准零刚度特性)，本发明采用橡胶弹簧作为碟形弹簧的制作材料，以降低刚度，增加阻尼，用于地板隔振。
参数设计具体步骤如下：其设计步骤为：首先，设计碟形橡胶弹簧的高度、厚度、内径、外径等参数，使其垂向刚度在额定载客工况下的静挠度与常用地板减振器橡胶静挠度相当，且在工作点附近具有准零刚度特性；然后，设计上端安装座、下端安装座，使其高度大于碟形橡胶弹簧的高度与厚度之和。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)采用碟形橡胶弹簧，动刚度小，阻尼大，在工作点具有准零刚度特性，可以实现地板低频隔振，该隔振器可有效降低车体至地板的振动，提高乘客的乘坐舒适性；
(2)装置可直接安装在地板与车体之间、地板与座椅之间，无需对车体、地板、座椅进行改造，可用性高，适用性广；
(3)装置结构紧凑、占用空间小、隔振起始频率低、隔振效果好；
(4)采用橡胶弹簧作为碟形弹簧的制作材料，降低刚度，增加阻尼，同时，还对碟形橡胶弹簧的高厚比、隔振器上端安装座和隔振器下端安装座的高度等进行限定，进而大大扩宽了碟形弹簧的有效准零刚度工作区间范围，进而更加适合于地板隔振。
附图说明
图1为本发明实施例1的隔振器的结构示意图；
图2为本发明实施例1的碟形弹簧截面示意图；
图中标号所示：
1、隔振器上端安装座，2、碟形橡胶弹簧，3、隔振器下端安装座。
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。
实施例
一种用于高速列车地板的碟型橡胶弹簧准零刚度隔振器，如图1所示，包括隔振器上端安装座1、隔振器下端安装座3，以及设置在隔振器上端安装座1和隔振器下端安装座3之间的碟形橡胶弹簧2。碟形橡胶弹簧2的上端内侧与隔振器上端安装座1侧壁外侧固定连接，碟形橡胶弹簧2的下端外侧与隔振器下端安装座3侧壁内侧固定连接。碟形橡胶弹簧2的结构如图2所示，自由高度与厚度的比为
Figure BDA0001746561000000031
隔振器上端安装座1和隔振器下端安装座3均为圆筒形。隔振器上端安装座1的高度大于碟形橡胶弹簧2的自由高度与厚度之和，隔振器下端安装座3的高度大于碟形橡胶弹簧2的自由高度与厚度之和。碟形橡胶弹簧2为剪切型橡胶弹簧，碟形橡胶弹簧2设置有一个或多个的组合形式。隔振器安装于高速列车地板与车体之间、座椅与地板之间或餐桌与地板之间。
参数设计具体步骤如下：首先，设计碟形橡胶弹簧2，使其垂向刚度在承载重量下的静挠度与常用橡胶静挠度相当，且在工作点附近具有准零刚度特性；然后，设计隔振器上端安装座1、隔振器下端安装座3，使其高度大于碟形橡胶弹簧2的高度与厚度之和。
分别检测上述实施例制得的碟型橡胶弹簧和现有钢制碟形弹簧的有效准零刚度工作区间，发现本实施例的有效准零刚度工作区间范围相比于传统钢制碟形弹簧要大的多，这表示，本实施例的碟形橡胶弹簧更加适合于对地板等进行低频隔振，进而提高乘客的乘坐舒适性。
本实施例的工作原理为：
碟形橡胶弹簧2根据高厚比不同，会出现不同的力学特性，当其高厚比等于
Figure BDA0001746561000000032
时，会出现一段刚度约等于零的受力特性(准零刚度特性)，本发明采用橡胶弹簧作为碟形弹簧的制作材料，能够降低刚度，增加阻尼，用于地板隔振。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.用于高速列车地板的碟型橡胶弹簧准零刚度隔振器，其特征在于，包括隔振器上端安装座(1)、隔振器下端安装座(3)，以及设置在隔振器上端安装座(1)和隔振器下端安装座(3)之间的碟形橡胶弹簧(2)；
所述碟形橡胶弹簧(2)的自由高度与厚度的比为
Figure FDA0002202513740000011
所述隔振器上端安装座(1)的高度大于碟形橡胶弹簧(2)的自由高度与厚度之和；
所述隔振器下端安装座(3)的高度大于碟形橡胶弹簧(2)的自由高度与厚度之和。
2.根据权利要求1所述的用于高速列车地板的碟型橡胶弹簧准零刚度隔振器，其特征在于，所述碟形橡胶弹簧(2)的上端内侧与隔振器上端安装座(1)侧壁外侧固定连接，所述碟形橡胶弹簧(2)的下端外侧与隔振器下端安装座(3)侧壁内侧固定连接。
3.根据权利要求1所述的用于高速列车地板的碟型橡胶弹簧准零刚度隔振器，其特征在于，所述隔振器上端安装座(1)和隔振器下端安装座(3)均为圆筒形。
4.根据权利要求1所述的用于高速列车地板的碟型橡胶弹簧准零刚度隔振器，其特征在于，所述碟形橡胶弹簧(2)为剪切型橡胶弹簧。
5.根据权利要求1所述的用于高速列车地板的碟型橡胶弹簧准零刚度隔振器，其特征在于，其安装于高速列车地板与车体之间、座椅与地板之间或餐桌与地板之间。
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