CN109385933A - 一种多层垫板的减振扣件系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多层垫板的减振扣件系统，所述减振扣件系统包括弹性层和垫板，所述弹性层包括轨下弹性垫(6)、第一弹性层(4)；所述垫板包括第一垫板(5)、第二垫板(3)，所述第一垫板(5)上设有与钢轨连接的钢轨连接件(5.1)，用于固定钢轨(8)；所述弹性层包括第二弹性层(2)；所述减振扣件系统由上至下依次包括轨下弹性垫、第一垫板(5)、第一弹性层(4)、第二垫板(3)、第二弹性层；本发明提出一种基于压缩型的高等减振扣件，采用垫板与弹性层间隔设置方式，使得弹性层形成串联形式，获得较低的垂向刚度，从而达到较高的减振效果；同时，钢轨可直接落于地面，保证使用安全性，利用市场接受推广。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通领域，涉及一种多层垫板的减振扣件系统。
背景技术
轨道和钢轨振动引起的环境问题是影响城市轨道交通发展的主要问题之一，轨道减振器是目前轨道系统采用的主要减振措施之一。扣件的垂向刚度越低时，其起到的隔振效果越好，当下轨道交通工况日趋多样性，且人们对于环境的要求也越来越高，普通减振扣件(垂向刚度40-200kN/mm)，甚至于中等减振扣件(15-40KN/mm)都已无法满足特殊地段，或高减振量(10-15dB)要求。因此低垂向刚度的钢轨扣件近年来受到越来越多的关注。
目前普通减振扣件和中等减振扣件发展迅速，应用广泛，涵盖多种形式，普通减振扣件通常采用单层垫板形式，通过轨下弹性垫，或者轨道弹性垫和板下弹性垫共同提供弹性，垫板通过道钉固定在轨枕或道床上。这种扣件的问题是在实际线路安装时，施工者为保证线路安全往往将道钉拧得很紧，使得板下弹性垫失去弹性，大大降低减振功能，同时道钉的横向剪切力较大。中等减振扣件中目前最为常用的是双层非线性减振扣件，其由双层垫板和双层弹性垫组成，可保证中间弹性垫充分发挥功能，同时扣件底部设置耦合板，可大大降低道钉横向剪切力。同属中等减振的还有粘接剪切型扣件，通过弹性层将两层垫板硫化粘接，但是粘接性扣件极易因弹性层老化造成扣件脱开，安全性较低。此外还有防脱性粘接型扣件等多种形式。但这些扣件均不能满足高减振量的需求。
国内外现有的高等减振扣件仅为英国潘德路公司生产的先锋扣件(WO2005009817)，以及洛阳双瑞橡塑科技有限公司的浮轨扣件(201110351159.4)。这两篇专利中均采用了将钢轨从轨腰处进行支撑，使得钢轨悬浮于轨道上方，从而获得较低的垂向刚度。但是轨腰支撑的方式会使得钢轨更易发生偏转，且钢轨悬浮的支撑方式从目测角度来看，在发生断轨情况时安全性无法保证，因此在市场的接受程度较低。
现有常用的双层垫板的减振扣件(CN2630303Y，CN205134109U，CN203755094U)等虽然也是采用弹性层与垫板间隔设置的减振方式，但轨下弹性层的刚度通常要达到50kN/mm以上(保证弹条变形安全性)，中间弹性层的刚度也不可能无限降低(变形过大会导致弹性层老化疲劳加快，寿命无法达到要求)，因此只能达到中等减振效果。
通过以上分析，可以看出当前常用的普通减振扣件、中等减振扣件虽然应用广泛、结构多样，但无法实现高等减振的要求，往往要通过采用道床减振垫、钢弹簧浮置板等高成本长工期的减振方式；而高等减振扣件目前只有悬浮式支撑这一种形式，但由于市场接受程度低，应用受到大大的限制。
有鉴于此，提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多层垫板的减振扣件系统，以解决上述问题。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种多层垫板的减振扣件系统，所述减振扣件系统包括弹性层和垫板，所述弹性层包括轨下弹性垫、第一弹性层；所述垫板包括第一垫板、第二垫板，所述第一垫板上设有与钢轨连接的钢轨连接件，用于固定钢轨；所述弹性层包括第二弹性层；所述减振扣件系统由上至下依次包括轨下弹性垫、第一垫板、第一弹性层、第二垫板、第二弹性层。
优选的，所述第二垫板在垂向的位移不受约束。
优选的，所述弹性层表面上设有或凸钉或立柱或凹槽结构的弹性结构。
优选的，所述第一弹性层、第二垫板和第二弹性层通过粘接方式预先耦合在一起，或者通过机械方式连接在一起。
优选的，所述第二垫板为连续的整体板状结构。
优选的，所述第二垫板为多块不连续的板。
优选的，所述第二弹性层下侧设有第三垫板。
优选的，所述第三垫板为连续的整体板状结构，其上设有通孔或盲孔，所述第二弹性层至少部分放置于通孔或盲孔内。
优选的，所述第三垫板包括相间分布的多块不连续的板，所述第三垫板各板块之间的间隔区域形成凹陷区，所述第二弹性层至少部分放置于凹陷区内。
优选的，所述垫板的材料硬度、密度均大于弹性层所采用材料的硬度、密度。
有益效果
本发明所提出的一种新型结构高等减振扣件，并没有采用已有的悬浮支撑结构，通过多层弹性层耦合的方式获得较低的垂向刚度，从而获得良好的减振隔振效果，同时大大提高线路安全性。
本发明提出一种基于压缩型的高等减振扣件，采用垫板与弹性层间隔设置方式，使得弹性层形成串联形式，获得较低的垂向刚度，从而达到较高的减振效果，同时，钢轨可直接落于地面，保证使用安全性，利用市场接受推广。
本发明中，虽然增设了一层弹性层(一层垫板和一层弹性层)，安装高度相对于普通减振扣件会有所增加，可能引起横向稳定性降低，但扣件可通过机械连接方式，设置挡肩等方式消除这一影响。同时垫板数量和弹性层数量并非越多越好，考虑到轨道安装高度要求，三层垫板和三层弹性层的设置方式是在满足轨道安装高度要求情况下能达到的最大串联效果。
本发明相对于传统扣件具有新的技术效果，第二垫板在垂向方向上下均有弹性层设置，故第二垫板可作为质量块，其垂向、横向均有一定的刚度，可视为弹簧-质量系统，可作为单独的谐振系统；第二垫板可以为连续的一块板，也可分为不连续的多块板，用以谐振不同的频率段。这一技术效果是当前普通减振与中等减振扣件都不具有的。
附图说明
图1是减振扣件系统整体结构示意图；
图2(a)是本发明扣件系统的第一垫板一种形式的结构示意图；
图2(b)是本发明扣件系统的第一垫板另一种形式的结构示意图；
图3(a)是本发明扣件系统的钉柱式弹性层的结构示意图；
图3(b)是本发明扣件系统的沟槽式弹性层结构示意图；
图3(c)是本发明扣件系统的立柱式弹性层结构示意图；
图4(a)是本发明扣件系统的一种形式的工作原理示意图；
图4(b)是本发明扣件系统的另一种形式的工作原理示意图；
图5(a)是本发明扣件系统的一种形式的结构示意图；
图5(b)是本发明扣件系统的另一种形式的结构示意图；
图6是本发明扣件系统的第二垫板与相邻弹性层粘接的示意图；
图7(a)是本发明扣件系统的另一种形式的结构示意图；
图7(b)是本发明扣件系统的另一种形式的结构示意图；
图7(c)是本发明扣件系统的另一种形式的结构示意图；
图7(d)是本发明扣件系统的另一种形式的结构示意图；
图7(e)是本发明扣件系统的另一种形式的结构示意图。
附图标记说明
为进一步清楚的说明本发明的结构和各部件之间的连接关系，给出了以下附图标记，并加以说明。
第三垫板1，第二弹性层2，第二垫板3，第一弹性层4，第一垫板5，钢轨连接件5.1，轨下弹性垫6，钢轨8，道床9。
通过上述附图标记说明，结合本发明的实施例，可以更加清楚的理解和说明本发明的技术方案。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明加以说明：
如图1所示，一种多层垫板的减振扣件系统，所述多层垫板的减振扣件系统包括弹性层和垫板，所述弹性层包括轨下弹性垫6、第一弹性层4及第二弹性层2；所述垫板包括第一垫板5、第二垫板3。所述弹性层采用橡胶、聚氨酯弹性材料制备；所述垫板可采用金属、非金属材料生产；所述垫板选用材料的硬度、密度均大于弹性层所采用材料的相应属性。所述轨下弹性垫6、第一垫板5、第一弹性层4、第二垫板3、第二弹性层2由上至下依次相邻设置，从而使弹性层与垫板间隔排布。所述第一垫板5上设有与钢轨连接的钢轨连接件5.1，如图2(a)和2(b)所示，所述钢轨连接件5.1根据线路要求进行设计，以适用各类型弹条，如“e”型弹条，“w”型弹条等，从而固定钢轨8，所述钢轨8轨脚与轨下弹性垫6接触。如图3(a)-图3(c)所示，所述弹性层形状与垫板形状相匹配，其表面上设有凸钉、立柱、凹槽结构的弹性结构，在加工弹性层时，可通过调节弹性结构的尺寸和位置实现对弹性层刚度的控制。所述弹性层上根据扣件系统的结构需要可设置定位结构和相应的避让垫板上所设置结构的通孔，以确保弹性层与垫板在平铺方向上相匹配，及弹性层与垫板于平铺方向的相对位置固定，避免在扣件系统使用过程中两者之间发生错位，从而造成扣件失效。本发明相对于传统扣件带来了新的技术效果，第二垫板3在垂向方向上下均有弹性层设置，故第二垫板3可作为质量块，其垂向、横向均有一定的刚度，可视为弹簧-质量系统，可作为单独的谐振系统；第二垫板3可以为连续的一块板，也可分为不连续的多块板，用以谐振不同的频率段。这一技术效果是当前普通减振与中等减振扣件都不具有的。
如图4(a)和4(b)所示，扣件系统安装于道床9上，所述扣件系统的垫板和弹性层由上至下依次相邻设置，在垂向方向形成串联系统，从而使扣件系统获得较低的垂向刚度。第二垫板3在垂向方向的位移不受约束，作为单独的谐振系统，吸收振动能量，从而减振减噪。如图4(a)所示，所述第二垫板3设置为连续的一整体板状；如图4(b)，所述第二垫板3设置为多个不连续的板块构成；优选的，所述第二垫板3设置为多个不连续的板块构成时，第二弹性层2与第一弹性层4在第二垫板3板块相间隔的区域连为一体；第二垫板3的多样化设置，用以谐振不同的频率段。从而提高了扣件系统的实用性。如图5(a)和5(b)所示，根据扣件系统设计需要对第二垫板3的质量、数量进行调节，以适应不同的需要。如图6所示，所述第一弹性层4、第二垫板3和第二弹性层2通过粘接方式预先耦合在一起，或者通过机械方式连接在一起。
优选的，如图7(a)-7(e)所示，所述第二弹性层2下侧设有第三垫板1。
优选的，如图7(a)-7(c)所示，所述第三垫板1为连续的一整体板状；如图7(d)-图7(e)所示，所述第三垫板1上设有通孔或盲孔，相应地，第二弹性层2上设置有与通孔或盲孔形状相匹配的凸起，第二弹性层2部分落入通孔或盲孔内，从而降低的扣件系统的整体高度。
优选的，所述第三垫板1为多块不连续的板块，所述第三垫板1各板块相间分布，其各板块之间的间隔区域形成凹陷区，所述第二弹性层2上设置有与凹陷区相相匹配的凸起，第二弹性层2部分落入凹陷区内，从而降低的扣件系统的整体高度。
本发明中的垫板与弹性层通过常规扣件中的上锁或下锁式等的方式连接为一个整体。
本发明所提出一种基于压缩型的高等减振扣件，采用垫板与弹性层间隔设置方式，使得弹性层形成串联形式，获得较低的垂向刚度，从而达到较高的减振效果，同时，钢轨可直接落于地面，保证使用安全性，利用市场接受推广。
本发明中，虽然增设了一层弹性层(一层垫板和一层弹性层)，安装高度相对于普通减振扣件会有所增加，可能引起横向稳定性降低，但扣件可通过机械连接方式，设置挡肩等方式消除这一影响。同时垫板数量和弹性层数量并非越多越好，考虑到轨道安装高度要求，三层垫板和三层弹性层的设置方式是在满足轨道安装高度要求情况下能达到的最大串联效果。
本发明相对于传统扣件具有新的技术效果，第二垫板在垂向方向上下均有弹性层设置，故第二垫板可作为质量块，其垂向、横向均有一定的刚度，可视为弹簧-质量系统，可作为单独的谐振系统；第二垫板可以为连续的一块板，也可分为不连续的多块板，用以谐振不同的频率段。这一技术效果是当前普通减振与中等减振扣件都不具有的。
应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种多层垫板的减振扣件系统，所述减振扣件系统包括弹性层和垫板，所述弹性层包括轨下弹性垫(6)、第一弹性层(4)；所述垫板包括第一垫板(5)、第二垫板(3)，所述第一垫板(5)上设有与钢轨连接的钢轨连接件(5.1)，用于固定钢轨(8)；其特征在于：所述弹性层包括第二弹性层(2)；所述减振扣件系统由上至下依次包括轨下弹性垫(6)、第一垫板(5)、第一弹性层(4)、第二垫板(3)、第二弹性层(2)。
2.根据权利要求1所述的一种多层垫板的减振扣件系统，其特征在于：所述第二垫板(3)在垂向的位移不受约束。
3.根据权利要求2所述的一种多层垫板的减振扣件系统，其特征在于：所述弹性层表面上设有或凸钉或立柱或凹槽结构的弹性结构。
4.根据权利要求1所述的一种多层垫板的减振扣件系统，其特征在于：所述第一弹性层(4)、第二垫板(3)和第二弹性层(2)通过粘接方式预先耦合在一起，或者通过机械方式连接在一起。
5.根据权利要求1所述的一种多层垫板的减振扣件系统，其特征在于：所述第二垫板(3)为连续的整体板状结构。
6.根据权利要求1所述的一种多层垫板的减振扣件系统，其特征在于：所述第二垫板(3)为多块不连续的板。
7.根据权利要求1-6其中一项所述的一种多层垫板的减振扣件系统，其特征在于：所述第二弹性层(2)下侧设有第三垫板(1)。
8.根据权利要求7所述的一种多层垫板的减振扣件系统，其特征在于：所述第三垫板(1)为连续的整体板状结构，其上设有通孔或盲孔，所述第二弹性层(2)至少部分放置于通孔或盲孔内。
9.根据权利要求7所述的一种多层垫板的减振扣件系统，其特征在于：所述第三垫板(1)包括相间分布的多块不连续的板，所述第三垫板(1)各板块之间的间隔区域形成凹陷区，所述第二弹性层(2)至少部分放置于凹陷区内。
10.根据权利要求1所述的一种多层垫板的减振扣件系统，其特征在于：所述垫板的材料硬度、密度均大于弹性层所采用材料的硬度、密度。
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