CN1317453C - 弹性垫板 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铁路轨道附件,尤其涉及一种置于钢轨下的弹性垫板。它包括弹性板体,在弹性板体内设置阻尼体。本发明由于在弹性垫板中增加了阻尼体,阻尼体产生变形,将轨道传递的振动能量转化为热能,从而极大地提高了弹性垫板的减振、隔振、降噪性能,提高了列车行使时的舒适性,由于设置了加强件,提高了垫板的寿命。

Description

弹性垫板
                           技术领域
本发明属于铁路轨道附件,尤其涉及一种置于钢轨下的弹性垫板。
                           背景技术
目前,在铁路、城轨交通领域,大都采用钢筋混凝土枕支撑钢轨,为了缓冲,需要在钢轨与混凝土枕之间设置缓冲弹性垫板。
现有技术中的弹性垫板,由橡胶制成的较为常见,它具有较高的承载能力,又具有一定的弹性,一般能够缓冲钢轨的振动。但是,由于橡胶本身硬度大,阻尼比很小,因此其隔振吸噪效果不是很理想。
                           发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷,提供一种具有更好隔振吸噪效果的弹性垫板。
本发明是这样实现的,它包括弹性板体,在弹性板体内设置阻尼体。
其具体方案如下:
一种是阻尼体为设置在弹性板体内部的阻尼材料,阻尼材料为固体阻尼材料或者液体阻尼材料;其中固体阻尼材料呈层状或条状设置在弹性板体的内部;
另一种是阻尼体为设置在弹性板体内部的阻尼结构体,该阻尼结构体包括阻尼材料和加强件,其中阻尼材料为固体阻尼材料或者液体阻尼材料;其具体结构又包括:
加强件的上下表面附着阻尼材料,形成阻尼结构体;
或者,上述加强件可以为至少两层,其相邻层之间设置阻尼材料,形成阻尼结构体;
上述加强件可以是抗拉抗压强度较大的材料制成,其可以是金属材料或者非金属材料。其中金属材料可以是金属板或者变形能力较大的金属碟簧、金属波纹簧等,非金属材料可以是板、网格、带孔的板、膜、纤维布等。
为提高弹性垫板的弹性,在上述弹性板体的上下表面设置多个圆滑过渡的V型槽。
上述弹性板体、固体阻尼材料、加强件相互之间采用自粘、它粘、化学粘结或者物理粘结等方式联结。
上述弹性板体本身还可以为具有弹性的固体阻尼材料。
本发明所说的阻尼材料,包括任何具有较高材料阻尼比、能够提供足够阻尼的非金属材料,分固体阻尼材料和液体阻尼材料两大类,固体阻尼材料有粘弹性和粘塑性的高分子材料,如高阻尼的橡胶、超塑性硅氧橡胶,沥青橡胶、高阻尼聚氨酯、及工作温度下呈固态的改性沥青等;液体阻尼材料有高粘度的粘滞液体,例如硅油、以及工作温度下呈粘滞状态的改性沥青等。本发明的阻尼材料还包括以上述阻尼材料为基体、添加有其它物质的阻尼材料,如添加碳纤维、玻璃纤维,云母粉等可增大阻尼材料的内在阻尼,而添加橡胶粉可增大阻尼材料的弹性。
本发明由于在弹性垫板中增加了阻尼体,轨道的振动传递给弹性垫板,弹性垫板强迫阻尼体产生变形,阻尼体由于其阻尼特性产生与变形方向相反的阻力,将轨道传递的振动能量转化为热能,有效地降低了轨道所产生的水平及垂直方向的振动,由于振动为噪声之源,噪声也大幅降低,尤其是一般方法很难消除的一次噪声,减轻了列车运行过程中对周围建筑物及居民的影响。同时,本发明具有抗拉力性能高的特点,从而延长了使用寿命。
                           附图说明
图1是本发明实施例1结构示意图;
图2是本发明实施例2结构示意图;
图3是本发明实施例3结构示意图;
图4是本发明实施例4结构示意图;
图5是本发明实施例5结构示意图;
图6是本发明实施例6结构示意图;
图7是本发明实施例7结构示意图;
图8是本发明实施例8结构示意图;
图9是本发明实施例9结构示意图;
图10是图9沿A-A的剖视图;
图11是本发明实施例10结构示意图;
图12是图11沿B-B的剖视图;
图13是本发明实施例11结构示意图;
图14是图13沿C-C的剖视图;
图15是本发明实施例12结构示意图;
图16是本发明实施例13结构示意图;
图17是本发明实施例14结构示意图;
图18是本发明实施例15结构示意图;
图19是本发明实施例16结构示意图;
图20是本发明实施例17结构示意图;
图21是本发明实施例18结构示意图;
图22是本发明实施例19结构示意图。
                        具体实施方式
实施例1
如图1所示,本发明包括弹性板体,弹性板体由弹性较好的固体阻尼材料2制作而成,固体阻尼材料2为沥青橡胶,它不仅具有很好的阻尼特性,同时也有较高的弹性。
本发明在使用时,其放置在钢轨与混凝土枕或整体道床之间,轨道的振动传递给弹性垫板,以阻尼材料制成的弹性板体将产生变形,其将轨道传递的振动能量转化为热能,有效地降低了轨道所产生的水平及垂直方向的振动。
实施例2
如图2所示,本发明包括弹性板体,弹性板体是由橡胶材料1制作而成,中间夹层为阻尼体,其是固体阻尼材料2。它既有较好的弹性,也具有较好的阻尼。
本发明在使用时,轨道的振动传递给弹性垫板,由于弹性垫板中的橡胶材料夹持或者包容阻尼材料,使得阻尼材料产生变形,将轨道传递的振动能量转化为热能。
实施例3
如图3所示,弹性板体由橡胶材料1制作而成,其中间的阻尼体是两块层状设置的固体阻尼材料2,其可以是高阻尼聚氨酯。
实施例4
如图4所示,弹性板体由固体阻尼材料2制作而成,其中间设置钢板3,形成夹层。
与实施例1相比较,这种结构不仅具有较高的阻尼特性,同时由于钢板的存在,可有效地防止弹性板体的横向变形,大大提高弹性垫板的使用寿命。
实施例5
如图5所示,弹性板体由橡胶材料1制作而成,其中间设置钢板3,钢板3的两面附着固体阻尼材料2,形成阻尼结构体,该阻尼结构体周围被橡胶材料1的弹性板体全部密封包裹。
在实际制作中,作为阻尼结构体的夹层可以是六面全部被包裹在弹性板体内,也可以是两面甚至四面暴露在外,其均具有良好的阻尼效果。相对而言,全包裹的形式,其性能更佳。
实施例6
如图6所示,弹性板体由橡胶材料1制成,其中间的阻尼结构体为:至少一层固体阻尼材料和夹持该固体阻尼材料的两层钢板3,其中钢板3与橡胶1、阻尼材料2硫化为一体。
这种结构既有较大的承载能力,又有较好的隔振性能,而且具有很好的阻尼效果。由于钢板3的热传导性能好,被转化了的热能通过钢板3导向外侧,降低弹性垫板中央部位的热集中,延长了弹性垫板的寿命。
实施例7
如图7所示,弹性板体本身是橡胶材料1,弹性板体的中间带有钢板3,钢板3的上下表面附设阻尼材料2;弹性板体1的上下表面设置多条圆滑过渡的V型槽4,其宽度不等,这些V型槽4在受力时形成自由侧面,从而增强了弹性垫板的弹性和阻尼效果。为了使尽量大的载荷范围的振动都能有效地减振,V型槽最好是大小间隔设置。由于受力时,弹性垫板的应力大多集中在中心部位,为了使应力分散,在弹性板体的上下表面中心位置设置圆形凹槽9,该凹槽9还在生产过程中使钢板3更容易定位。
实施例8
如图8所示,与实施例7相比较,圆滑过渡的V型槽4内填充固体阻尼材料2。
相对实施例7而言,更加充分的加强了弹性垫板的阻尼效果。
实施例9
如图9、图10所示,从俯视图来看,若干固体阻尼材料2呈条状间隔地嵌入橡胶材料1的弹性板体中。本实施例阻尼材料2的高度是与弹性板体是等高的,其上下表面暴露在外。
在实践中也可以是阻尼材料2全部被橡胶材料1包围起来,阻尼材料2在竖直方向也可以是被分割成若干部分,这些扩展方案都在本发明保护范围之内。
实施例10
如图11、12所示,从剖视图上看,橡胶材料1与阻尼材料2由外向内相互间隔形成回字型,阻尼材料2全部被橡胶材料1包围起来。
在实践中也可以是阻尼材料2的高度是与弹性板体等高的,其侧面暴露在外。阻尼材料2在竖直方向也可以是被分割成若干部分,这些扩展方案都在本发明保护范围之内。
实施例11
如图13、14所示,从俯视图上看,橡胶材料1呈“田”字形,中间的空腔内填充阻尼材料2。与实施例9类似,阻尼材料2的高度是与弹性板体1等高的。
在实践中也可以是阻尼材料2全部被橡胶材料1包围起来,阻尼材料2在竖直方向也可以是被分割成若干部分,这些扩展方案都在本发明保护范围之内。
实施例12
如图15所示,与实施例3相比较,夹层的阻尼材料2是被密封起来液体阻尼材料5,其为硅油。
实施例13
如图16所示,与实施例5相比较,钢板3上下的阻尼材料是液体阻尼材料5。
固体阻尼材料和液体阻尼材料相比较,同为阻尼材料,但是两者用于弹性垫板内钢板的阻尼效果是有差异的,具体表现为:液体阻尼材料具有不可压缩性,其与钢的弹性梯度更大,对振动传递的阻抗更大,减振吸噪效果更好。
实施例14
如图17所示,与实施例6相比较,阻尼材料为被分割成若干部分的、被密封起来的液体阻尼材料5。
实施例15
如图18所示,与实施例7相比较,阻尼材料为被密封起来的液体阻尼材料5。
实施例16
如图19所示,弹性板体1为中空式,一片碟簧6嵌入弹性板体1的空腔内,其外表面与弹性板体硫化为一体,其内表面附着固体阻尼材料2,为防止碟簧6变形对弹性垫板及混凝土枕造成破坏,在碟簧6的底部设置衬板8。
相对钢板而言,采用碟簧,可以在保证弹性垫板弹性的前提下,增加竖向承载能力;同时,中空式的弹性板体,可以充分发挥碟簧的变形,从而极大地提高弹性垫板的隔振吸噪效果。
实施例17
如图20所示,与实施例16相比较,弹性板体1为实心式,它具有两片碟簧6,簧片之间夹持阻尼材料2,在碟簧6的底部设置衬板8。碟簧6变形产生压缩剪切阻尼作用,达到减振吸噪效果。
实施例18
如图21所示,与实施例17相比较,两片碟簧6背向设置,簧片之间形成的截面为三角形的区域内设置固体阻尼材料2,在碟簧6的底部设置衬板8。
实施例19
如图22所示,与实施例6相比较,它是用波纹簧7代替钢板3,进一步增强了弹性垫板的弹性和强度。波纹簧7变形产生压缩剪切阻尼作用,达到减振吸噪效果。

Claims (6)

1.一种弹性垫板,它包括弹性板体,在弹性板体内设置阻尼体,阻尼体为设置在弹性板体内部的阻尼结构体,其特征在于阻尼结构体由阻尼材料和加强件构成,加强件的表面附着阻尼材料,阻尼材料为固体阻尼材料或者液体阻尼材料。
2.根据权利要求1所述的弹性垫板,其特征在于阻尼结构体是由至少两层加强件和阻尼材料构成,阻尼材料位于两相邻加强件之间。
3.根据权利要求1所述的弹性垫板,其特征在于阻尼材料附着在加强件的上、下表面。
4.根据权利要求1或2所述的弹性垫板,其特征在于加强件为抗拉抗压强度较大的材料制成,其可以是变形能力较大的金属材料的板、碟簧、波纹簧,或者是非金属材料的板、网格、带孔的板、膜、纤维布。
5.根据权利要求1或2所述的弹性垫板,其特征在于弹性板体、固体阻尼材料、加强件相互之间采用粘结方式联结。
6.根据权利要求1或2所述的弹性垫板,其特征在于在弹性板体的上下表面设置多个圆滑过渡的V型槽。
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