CN204199124U - 一种适用于中低速磁浮车f轨的动力吸振装置及f轨结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轨道交通的振动及振动控制技术领域，特别是一种适用于中低速磁浮车F轨的动力吸振装置及F轨结构。动力吸振装置，包括连接座和钢条，钢条的一端与连接座固定，钢条的另一端为自由端，钢条与连接座的安装面之间存在高度差，钢条上贴附阻尼橡胶材料。F轨结构，包括F轨本体和动力吸振装置，动力吸振装置的连接座固定在F轨本体的悬臂部分的下表面。本实用新型的有益效果是：结构简单可靠，方便安装和拆卸，性价比优越，能有效降低F轨在有磁浮车经过时产生的振动和噪声，并能延长F轨寿命，其在工程实际应用中有着广泛的前景。

Description

一种适用于中低速磁浮车F轨的动力吸振装置及F轨结构

技术领域

本实用新型涉及轨道交通的振动及振动控制技术领域，特别是一种适用于中低速磁浮车F轨的动力吸振装置及F轨结构。

背景技术

相对于轮轨列车和高速磁浮列车，中低速磁浮列车具有安全、安静、绿色、经济四大显著特点。其每公里造价和运行维修成本均低于地铁和轻轨。这说明中低速磁浮在城市轨道交通中有着明显的优势和广阔的前景。目前我国有三条中低速磁浮线路正在建设和规划中。

中低速磁浮列车所用轨道是其特有的F形钢轨(又称为F轨)，磁浮列车通过安装在列车上且在F轨下方的电磁铁励磁与F轨产生吸力进行悬浮。悬浮力是通过悬浮控制系统控制，悬浮控制系统中的间隙传感器将测得电磁铁与F轨的间隙和列车垂向加速度反馈给悬浮控制系统，使其产生相应的悬浮力。列车在悬浮和行进过程中，悬浮力的大小是不稳定的，使得列车和轨道相互作用下，容易引起共振，使轨道产生不必要的振动和噪声，造成的后果是影响车辆的安全运行、引起F轨的疲劳影响其寿命、产生噪声污染影响周边居民日常生活。

在这种情况下，抑制F轨的振动和噪声是十分有必要的，可以采取安装减振器的来减小其振动。但是F轨上空间有限，且轨道是架在轨枕上，一般的减振器无法直接安装，须采用辅助装置。如果整条磁浮线路每根F轨两端均采用减振器的话，庞大的数量需求对于单个价格不菲的减振器而言这种做法显然是不合适的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种结构简单，稳定性好的，适用频域宽，安全且寿命长的适用于中低速磁浮车F轨的动力吸振装置，解决中低速磁浮列车所用F轨产生过大振动及噪声问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于中低速磁浮车F轨的动力吸振装置，包括连接座和钢条，钢条的一端与连接座固定，钢条的另一端为自由端，钢条与连接座的安装面之间存在高度差，钢条上贴附阻尼橡胶材料。

本动力吸振装置的钢条可通过尺寸的改变来控制吸振器的固有频率，当激振力的固有频率和吸振器固有频率接近时，F轨的振幅会大大降低；本动力吸振装置的阻尼橡胶材料通过厚度的改变来达到最优的阻尼系数，从而可以吸收较大频率带宽下的激振力，达到降振减噪的效果。和现有技术相比结构简单，可以以较低的成本减少F轨产生的振动及噪声。

进一步限定，钢条通过钢条座固定在连接座上，钢条与钢条座为一体结构。

进一步限定，钢条座与连接座通过螺栓固定。

进一步限定，阻尼橡胶材料贴附在钢条的正反两面。

进一步限定，钢条沿其长度方向厚度均匀。

一种F轨结构，包括F轨本体和动力吸振装置，动力吸振装置的连接座固定在F轨本体的悬臂部分的下表面。

进一步限定，连接座固定在F轨本体的悬臂部分的下表面的端部。

进一步限定，动力吸振装置的钢条的延伸方向与F轨本体的延伸方向一致。

进一步限定，连接座与F轨本体的悬臂部分焊接连接。

本实用新型的有益效果是：结构简单可靠，方便安装和拆卸，性价比优越，能有效降低F轨在有磁浮车经过时产生的振动和噪声，并能延长F轨寿命，其在工程实际应用中有着广泛的前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明；

图1是本实用新型的系统振动模型图；

图2是F轨受激振力下的频幅函数图；

图3是本实用新型的F轨结构的结构示意图；

图4是本实用新型的动力吸振装置的结构示意图；

图中，2.F轨本体，3.悬臂部分，4.连接座，5.钢条，6.阻尼橡胶材料，7.钢条座，8.螺栓。

具体实施方式

如图4所示，一种适用于中低速磁浮车F轨的动力吸振装置，包括连接座4和钢条5，连接座4的顶面为安装面，连接座4的底面钻有均匀分布螺栓孔，钢条5的一端具有与钢带5为一体结构的钢条座7,钢条5由钢条座7的中心延伸出，并且钢条5沿其长度方向厚度均匀，钢条座7与连接座4通过螺栓8固定，钢条5的另一端为自由端，钢条5的正反两面均贴附与钢条5面积相同的阻尼橡胶材料6。

如图3所示，一种F轨结构，包括F轨本体2和上述结构的动力吸振装置，动力吸振装置的连接座4固定在F轨本体2的悬臂部分3的下表面的端部。钢条5的延伸方向与F轨本体2的延伸方向一致。连接座4与F轨本体2的悬臂部分3焊接连接。

本实用新型的动力吸振装置的形状类似于悬臂梁，可以看成一个简单的弹簧—质量系统，调节钢条5的尺寸来改变钢条5的固有频率，当钢条5的固有频率接近F轨本体2受到的激励频率时可以大幅降低F轨的振幅，使整个大系统的固有频率远离车轨耦合引起的激励频率。

在钢条5的正反两面的阻尼橡胶材料6，起到阻尼器的作用，调节阻尼橡胶材料6的厚度可以改变其阻尼系数，将其阻尼系数调节至最优值可以使F轨本体2受到较大频率范围的激励时，振幅得到有效的抑制，振动能力被阻尼橡胶材料6所吸收，振动引起的噪声也随之降低。

钢条5和阻尼橡胶材料6分别起到调整整个动力吸振装置的刚度和阻尼的作用，其形状皆可根据具体使用情况的改变做出相应的调整和变化，使得整个吸振器装置达到隔振减噪的效果。

本实用新型的工作原理和过程如下：

当中低速磁浮列车静止或运行在轨道上时，由于列车与F轨本体2会产生相互作用的吸力，F轨本体2会由于磁浮列车对它的这种在一定频率范围下的激振力产生过大的振动和噪声。当每根F轨本体2的端部都安装了本实用新型的动力吸振装置时，动力吸振装置会随F轨本体2一起振动。

如图1所示，可以将F轨本体2和动力吸振装置看成整个自由度的振动系统，建立如下运动微分方程：

假设其解的形式为

x_j(t)＝X_je^iωt，j＝1,2

代入两式后可以求出稳态解的振幅为

$X_1=\frac{(k_2-m_2{\mathrm{\ω}}^2+i{c}_2\mathrm{\ω})F_0}{[(k_1-m_1{\mathrm{\ω}}^2)(k_2-m_2{\mathrm{\ω}}^2)-m_2{k}_2{\mathrm{\ω}}^2]+{\mathrm{i\ωc}}_2(k_1-m_1{\mathrm{\ω}}^2-m_2{\mathrm{\ω}}^2)}$

$X_2=\frac{X_1(k_2+\mathrm{i\ω}{c}_2)}{(k_2-m_2{\mathrm{\ω}}^2+\mathrm{i\ω}{c}_2)}$

引入以下符号：

μ＝m₂/m₁——质量比＝吸振器质量/系统质量

δ_st＝F₀/k₁——系统静变形

——吸振器固有频率的平方

——系统固有频率的平方

f＝ω_a/ω_n——固有频率比

g＝ω/ω_n——激励频率比

c_c＝2m₂ω_n——临界阻尼系数

——阻尼比

X₁和X₂的大小可表示为

上面两式表明，F轨本体2的振幅是μ质量比，f固有频率比，g激励频率比，ζ阻尼比的函数。

如图2所示，根据F轨本体2受激振力下的频幅函数图可以发现，如果阻尼为零，则共振发生在系统的两个无阻尼频率处。如果阻尼无穷大，那么其实就是将动力吸振装置固结在F轨上，系统的本质就是多加了一部分质量。但当阻尼为0.1时，原来两个新增的共振频率的峰值得到了很好的抑制，说明含有钢条5和阻尼橡胶材料6对系统的共振起到了明显的抑制作用。

Claims (9)

1.一种适用于中低速磁浮车F轨的动力吸振装置，其特征是：包括连接座(4)和钢条(5)，钢条(5)的一端与连接座(4)固定，钢条(5)的另一端为自由端，钢条(5)与连接座(4)的安装面之间存在高度差，钢条(5)上贴附阻尼橡胶材料(6)。

2.根据权利要求1所述的适用于中低速磁浮车F轨的动力吸振装置，其特征是：所述的钢条(5)通过钢条座(7)固定在连接座(4)上，钢条(5)与钢条座(7)为一体结构。

3.根据权利要求2所述的适用于中低速磁浮车F轨的动力吸振装置，其特征是：所述的钢条座(7)与连接座(4)通过螺栓(8)固定。

4.根据权利要求1所述的适用于中低速磁浮车F轨的动力吸振装置，其特征是：所述的阻尼橡胶材料(6)贴附在钢条(5)的正反两面。

5.根据权利要求1所述的适用于中低速磁浮车F轨的动力吸振装置，其特征是：所述的钢条(5)沿其长度方向厚度均匀。

6.一种F轨结构，其特征是：包括F轨本体(2)和权利要求1、2、3、4或5的动力吸振装置，所述的动力吸振装置的连接座(4)固定在F轨本体(2)的悬臂部分(3)的下表面。

7.根据权利要求6所述的F轨结构，其特征是：所述的连接座(4)固定在F轨本体(2)的悬臂部分(3)的下表面的端部。

8.根据权利要求6所述的F轨结构，其特征是：所述的动力吸振装置的钢条(5)的延伸方向与F轨本体(2)的延伸方向一致。

9.根据权利要求6所述的F轨结构，其特征是：所述的连接座(4)与F轨本体(2)的悬臂部分(3)焊接连接。