CN111197275B - 钢轨弹性支撑块及其套件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢轨弹性支撑块及其套件，属于轨道交通领域。该钢轨弹性支撑块包括半体，半体包括减振质量块、摩擦减振组块、与减振质量块连接的第一连接件以及包裹减振质量块、摩擦减振组块和第一连接件的弹性填充外壳，第一连接件远离减振质量块的一端设置有第一穿孔，摩擦减振组块上设置有与第一穿孔配合的第二穿孔，弹性填充外壳靠近摩擦减振组块的一面上设置有用于抵靠轨道板的第一抵靠部，弹性填充外壳靠近减振质量块的一面上设置有用于抵靠钢轨轨腰的第二抵靠部；位于第一抵靠部和第二抵靠部之间的弹性填充外壳上设置有用于抵靠钢轨轨底翼缘的第三抵靠部；弹性填充外壳上开设有与第一穿孔和第二穿孔配合的第三穿孔。

Description

钢轨弹性支撑块及其套件
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种钢轨弹性支撑块及其套件。
背景技术
近年来，随着我国铁路和城市轨道交通的发展，无砟轨道成为主要的轨道类型，整体式的轨道板结合扣件系统形成对钢轨的离散支撑的轨道结构，给列车运行提供了较大离散型的刚度支撑。该种形式的轨道结构减振性能不及有砟轨道，当轮对对钢轨的激励频率处于钢轨固有频率附近时，钢轨将发生强烈共振，导致了钢轨振动和噪声能量的急剧增加，从而使列车运行时的轮轨振动噪声增大、运行平稳性变差，甚至引起列车和轨道结构的破坏。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明旨在提供一种能够对无砟轨道中的钢轨减振降噪的钢轨弹性支撑块及其套件。
为了达到上述发明创造的目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种钢轨弹性支撑块，其包括半体，半体包括减振质量块、摩擦减振组块、与减振质量块连接的第一连接件以及包裹减振质量块、摩擦减振组块和第一连接件的弹性填充外壳，第一连接件远离减振质量块的一端设置有第一穿孔，摩擦减振组块上设置有与第一穿孔配合的第二穿孔，弹性填充外壳靠近摩擦减振组块的一面上设置有用于抵靠轨道板的第一抵靠部，弹性填充外壳靠近减振质量块的一面上设置有用于抵靠钢轨轨腰的第二抵靠部；位于第一抵靠部和第二抵靠部之间的弹性填充外壳上设置有用于抵靠钢轨轨底翼缘的第三抵靠部；弹性填充外壳上开设有与第一穿孔和第二穿孔配合的第三穿孔。
进一步地，位于同一弹性填充外壳内的减振质量块的数量大于1个，每个减振质量块上均连接有一第一连接件，所有减振质量块关于摩擦减振组块的一中垂面呈轴对称分布。
进一步地，减振质量块呈长方体形。
进一步地，摩擦减振组块包括多个依次抵靠的橡胶板。
进一步地，橡胶板侧面呈“<”型，且开口方向与第二抵靠部所在平面垂直。
进一步地，第一连接件呈弧形，且朝向第三抵靠部。
进一步地，弹性填充外壳的材质为橡胶。
另一方面，本方案还提供一种钢轨弹性支撑套件，其包括两个本方案提供的半体，两个半体之间通过与第一穿孔、第二穿孔和第三穿孔配合的第二连接件可拆卸连接。
进一步地，第二连接件包括贯穿第一穿孔、第二穿孔和第三穿孔的螺栓以及与螺栓配合的螺母。
进一步地，位于不同半体内的相对两个减振质量块之间的距离大于两个摩擦减振组块之间的距离。
本发明的有益效果为：
通过钢轨弹性支撑套件，将原有钢轨通过扣件实现的离散支撑转变为近似连续支撑。通过弹性填充外壳上第二抵靠部和第三抵靠部与钢轨的紧密贴合、以及第一抵靠部与轨道板的紧密贴合实现对钢轨的减振降噪。结合摩擦减振组块通过自身摩擦减振实现钢轨振动过程中的能量耗散，进一步增强了减振降噪效果。
第二连接件的设置提高了钢轨弹性支撑套件的可更换性的同时，又实现了第二抵靠部和第三抵靠部与钢轨的紧密贴合。
附图说明
图1为具体实施例中，钢轨弹性支撑块的结构示意图；
图2为图1的透视图；
图3为包含图1所示钢轨弹性支撑块的钢轨弹性支撑套件安装后的正视图；
图4为图3的俯视图；
图5为沿图4中A－A线的剖视图；
图6为图3另一视角的结构示意图。
其中，1、螺栓；2、钢轨；3、弹性填充外壳；4、减振质量块；5、第一连接件；6、摩擦减振组块；7、第二抵靠部；8、第三抵靠部；9、第一抵靠部。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式做详细说明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，下文所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。在不脱离所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，本领域普通技术人员在没有做出任何创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1和图2所示，该钢轨弹性支撑块包括半体，半体包括减振质量块4、摩擦减振组块6、与减振质量块4连接的第一连接件5以及包裹减振质量块4、摩擦减振组块6和第一连接件5的弹性填充外壳3，第一连接件5远离减振质量块4的一端设置有第一穿孔，摩擦减振组块6上设置有与第一穿孔配合的第二穿孔，弹性填充外壳3靠近摩擦减振组块6的一面上设置有用于抵靠轨道板的第一抵靠部9，弹性填充外壳3靠近减振质量块4的一面上设置有用于抵靠钢轨2轨腰的第二抵靠部7；位于第一抵靠部9和第二抵靠部7之间的弹性填充外壳3上设置有用于抵靠钢轨2轨底翼缘的第三抵靠部8；弹性填充外壳3上开设有与第一穿孔和第二穿孔配合的第三穿孔。其中第一穿孔、第二穿孔和第三穿孔一般为通孔。
实施时，本方案优选位于同一弹性填充外壳3内的减振质量块4的数量大于1个，每个减振质量块4上均连接有一第一连接件5，所有减振质量块4关于摩擦减振组块6的一中垂面呈轴对称分布，以实现均衡降噪减噪，从而达到更好的减振降噪效果。具体地，如图2所示，减振质量块4的数量为2个。同时第一连接件5呈弧形，且朝向第三抵靠部8，以增强第三抵靠部8与钢轨2的贴合度，从而进一步提高减振降噪效果。第一连接件5的材质为硬质合金或记忆合金。
如图2所示，减振质量块4呈长方体形，其材质为金属材料。具体地，其一面为正方形，一面为长方形，以此增加钢轨的辅助质量，调节钢轨振动频率，达到降低振动的目的。
如图2所示，摩擦减振组块6包括多个依次抵靠的橡胶板，橡胶板间接触表面存在相对较大的粗糙度，且摩擦减振组6自身也可发生相对较大的形变，以增大摩擦减振组块6自身摩擦减振效果，从而提高钢轨2振动过程中的能量耗散，进而实现更好的减振降噪效果。其中橡胶板侧面呈“<”型，两边之间的夹角为136°，且开口方向与第二抵靠部7所在平面垂直，以增强第三抵靠部8与钢轨2的贴合度，从而进一步提高减振降噪效果。
其中，弹性填充外壳3的材质为橡胶或阻尼材料。
如图3至图6所示，另一方面，本方案还提供一种钢轨弹性支撑套件，其包括两个本方案提供的半体，两个半体之间通过与第一穿孔、第二穿孔和第三穿孔配合的第二连接件可拆卸连接。
实施时，本方案优选第二连接件包括贯穿第一穿孔、第二穿孔和第三穿孔的螺栓1以及与螺栓1配合的螺母，以方便钢轨弹性支撑套件的拆装。
位于不同半体内的相对两个减振质量块4之间的距离大于两个摩擦减振组块6之间的距离，可以有效的借助第一连接件5与穿孔螺栓1的支撑力。
下面举证说明该钢轨弹性支撑套件的减振降噪效果。
Figure GDA0002449295250000051
其中，z—梁的垂向位移；φ—梁的扭转位移；ψy—绕z轴的截面转角；ψz—绕y轴的截面转角；zsr—钢轨下方轨道板的垂向位移；φsr—钢轨下方轨道板的扭转位移；zfill—填充材料等效质量的垂向位移；Kelas_v—支撑块垂向刚度；Celas_v—支撑块垂向阻尼；Kpv—弹性垫板垂向刚度；Cpv—弹性垫板垂向阻尼；Kφr—填充材料扭转剪切刚度；Cφr—填充材料扭转剪切阻尼；Fwrzj—钢轨在第j位车轮处受到的垂向荷载；MGj—钢轨在第j位车轮受到的力矩；ρ—钢轨的密度；Iz—梁截面相对z轴的惯性矩；G—钢轨的剪切模量；GK—钢轨的抗扭转刚度；A—钢轨的截面面积；κz—标准60轨截面的垂向剪切形状因子。
Figure GDA0002449295250000052
Figure GDA0002449295250000053
Figure GDA0002449295250000054
其中Melasi—第i块弹性体质量；
Figure GDA0002449295250000055
—第i块弹性体垂向加速度；Frevi—第i块弹性体与钢轨之间作用力；Fesvi—第i块弹性体与轨道板之间作用力；zraili—第i块弹性体对应的钢轨垂向位移；
Figure GDA0002449295250000061
—第i块弹性体对应的钢轨垂向速度；zei—第i块弹性体垂向位移；
Figure GDA0002449295250000062
—第i块弹性体垂向速度；zslabi—第i块弹性体对应的轨道板垂向位移；
Figure GDA0002449295250000063
—第i块弹性体对应的轨道板垂向速度；
表明在轮轨作用力一定的情况，在两轨枕间增加弹性支承块，可以有效地分担轮轨之间的作用力对轨枕间的弯曲作用，降低z—梁的垂向位移，同时提升了整个轨道的支撑刚度，且在两个轨枕间增加钢轨质量，调节钢轨振动频率，通过支承块自身的变形和内部摩擦，消耗振动能量，降低轮轨作用力向大地传播的过程，从而达到减振降噪的效果。

Claims (10)

1.钢轨弹性支撑块，其特征在于，包括半体，所述半体包括减振质量块(4)、摩擦减振组块(6)、与所述减振质量块(4)连接的第一连接件(5)以及包裹所述减振质量块(4)、摩擦减振组块(6)和第一连接件(5)的弹性填充外壳(3)，所述第一连接件(5)远离所述减振质量块(4)的一端设置有第一穿孔，所述摩擦减振组块(6)上设置有与所述第一穿孔配合的第二穿孔，所述弹性填充外壳(3)靠近摩擦减振组块(6)的一面上设置有用于抵靠轨道板的第一抵靠部(9)，所述弹性填充外壳(3)靠近减振质量块(4)的一面上设置有用于抵靠钢轨(2)轨腰的第二抵靠部(7)；位于第一抵靠部(9)和第二抵靠部(7)之间的弹性填充外壳(3)上设置有用于抵靠钢轨(2)轨底翼缘的第三抵靠部(8)；所述弹性填充外壳(3)上开设有与所述第一穿孔和第二穿孔配合的第三穿孔。
2.根据权利要求1所述的钢轨弹性支撑块，其特征在于，位于同一弹性填充外壳(3)内的所述减振质量块(4)的数量大于1个，每个减振质量块(4)上均连接有一所述第一连接件(5)，所有减振质量块(4)关于摩擦减振组块(6)的一中垂面呈轴对称分布。
3.根据权利要求1所述的钢轨弹性支撑块，其特征在于，所述减振质量块(4)呈长方体形。
4.根据权利要求1所述的钢轨弹性支撑块，其特征在于，所述摩擦减振组块(6)包括多个依次抵靠的橡胶板。
5.根据权利要求4所述的钢轨弹性支撑块，其特征在于，所述橡胶板侧面呈“<”型，且开口方向与第二抵靠部(7)所在平面垂直。
6.根据权利要求1所述的钢轨弹性支撑块，其特征在于，所述第一连接件(5)呈弧形，且朝向第三抵靠部(8)。
7.根据权利要求1-6任一所述的钢轨弹性支撑块，其特征在于，所述弹性填充外壳(3)的材质为橡胶。
8.钢轨弹性支撑套件，其特征在于，包括两个权利要求1-7任一所述半体，两个半体之间通过与第一穿孔、第二穿孔和第三穿孔配合的第二连接件可拆卸连接。
9.根据权利要求8所述的钢轨弹性支撑套件，其特征在于，所述第二连接件包括贯穿所述第一穿孔、第二穿孔和第三穿孔的螺栓(1)以及与所述螺栓(1)配合的螺母。
10.根据权利要求8或9所述的钢轨弹性支撑套件，其特征在于，位于不同半体内的相对两个减振质量块(4)之间的距离大于两个摩擦减振组块(6)之间的距离。
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