CN204780482U - 一种用于横向低频谐振的高扭抗钢轨减振扣件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于轨道交通技术领域，提出一种用于横向低频谐振的高扭抗减振扣件。提出的一种用于横向低频谐振的高扭抗减振扣件包括有非金属弹性元件和支架；非金属弹性元件中沿钢轨铺设的纵向嵌布有质量块；质量块的截面为弧形板状结构，且弧形板状结构的弯曲方向和质量块所在非金属弹性元件与钢轨接触面的弯曲方向一致；或，质量块的截面为由至少两个面连接而成具有折角的板状结构，且折角的开口方向和质量块所在非金属弹性元件与钢轨接触面的弯曲方向一致；构成质量块截面的其中一个面为由钢轨轨腰向外并向下倾斜的斜面。本实用新型实现了动力吸振与低刚度扣件相结合，延长了钢轨使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于轨道交通技术领域，具体涉及一种用于横向低频谐振的高扭抗钢轨减振扣件。
背景技术
随着城市轨道交通的快速发展，轨道车辆的车速不断提高，轨道结构日趋复杂和多样化，铁路引发的噪声问题引起人们的广泛关注。作为其主要诱因之一，钢轨异常波浪形磨耗（简称：波磨）问题也越来越受到重视。严重波磨不但引起噪声，还会加剧轮轨磨损，减少钢轨与车轮的使用寿命，发展严重时会导致轨道扣件失效，危及行车安全。
波磨形成过程可看作是一个介于瞬态的轮轨结构动力学和接触力学与材料长期磨耗的循环过程。其成因在不同的工况下有一定的区别，但绝大多数都是由于轨道或车辆在某特定频率下发生共振，从而引起波磨现象。因此为有效抑制波磨产生，或缓解其发展，可采用谐振装置，即在钢轨上附加与波磨引发频率对应的弹簧-质量系统，以此来吸收或抵消钢轨振动的能量，达到减少波磨的效果。
目前已知的技术是在钢轨外侧设置质量单元，调整质量单元的质量使其在特定频率下振动，降低钢轨的振动能量，例如专利CN201210184887.5等。
在现代铁路建设中，钢轨的固定通常依靠钢轨扣件实现，钢轨扣件具有扣压力稳定、轨距保持能力好、维护检修方便的特点，能够有效保证行车安全，被广泛使用。将弹簧-质量系统与钢轨扣件结合，既可以满足吸振的作用又可解决了已有产品增加轨道系统部件，安装复杂的问题。
常见的短波波磨波长在25～80mm之间。在严重的波磨地段，波峰及波谷清晰可见，其幅值能达到50～100微米，根据列车车速和波磨的波长，可以根据公式（1）计算出引发波磨的频率f
f=v/λ（1）
地铁常见车速为50-80km/h，由公式（1）计算可知波磨频率在200-900Hz之间，这个范围与钢轨横向pined-pined峰值的范围接近，且波磨往往见于弯道处，即横向力较大的地方，因此弹簧-质量系统应在此频率范围能有较明显的横向振动。
现有的安装条件下，质量单元在低阶频率（500Hz以下）主要是垂向模态，若要使得横向模态位于低阶频率，往往需要将质量单元的质量设定很大，基于专利CN202298381U，与扣件相结合时，扣件内部质量单元的位置有限，且在此特定夹持方式下，质量单元的低阶模态（前10-12阶）主要为垂向振动模态和垂向转动模态，横向振动模态主要分布在高阶。
在专利CN202298381U中，内部质量块数量多于1个，虽然在开始3-6阶以内质量块会共同运动，但低阶模态主要为垂向振动，而在高阶横向振动模态产生时，多个质量块自由振动，产生横向振动的有效质量有限，甚至于当质量块之间发生相反运动时，质量单元的谐振效果会部分抵消，且扣件内部的空间也有限，质量块如果再分散的数量较多，则在低阶较难达到良好的横向谐振效果。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提出一种用于横向低频谐振的高扭抗钢轨减振扣件。
本实用新型为完成上述目的采用如下技术方案：
一种用于横向低频谐振的高扭抗钢轨减振扣件，所述的高扭抗钢轨减振扣件包括有非金属弹性元件和支架；所述的非金属弹性元件设置在每一根钢轨的两侧并沿钢轨的纵向布置，所述的非金属弹性元件与钢轨接触面的轮廓与钢轨外表面一致；所述非金属弹性元件中沿钢轨铺设的纵向嵌布有质量块；所述质量块的截面为弧形板状结构，且弧形板状结构的弯曲方向和质量块所在非金属弹性元件与钢轨接触面的弯曲方向一致；或，所述质量块的截面为由至少两个面连接而成具有折角的板状结构，且折角的开口方向和质量块所在非金属弹性元件与钢轨接触面的弯曲方向一致；构成质量块截面的其中一个面为由钢轨轨腰向外并向下倾斜的斜面，且所述斜面的上端与钢轨轨腰之间的距离为质量块与钢轨轨腰之间的最小距离；质量块与钢轨轨腰之间的最小距离不小于5mm。
所述的质量块由弹性模量大于非金属弹性元件的材料构成，为保证谐振效果，质量块的密度应尽可能大。
本实用新型提出的一种用于横向低频谐振的高扭抗钢轨减振扣件，质量块的截面采用弧形或采用由至少两个面连接而成具有折角的板状结构，其中一个面为由钢轨轨腰向外并向下倾斜的斜面，使得质量块在做垂向振动时具有较大的横向分量，使得弹性体具有低频横向振动和低垂向刚度，缓解了200-900Hz范围内地铁轨道波磨现象，本实用新型在不增加轨道系统现有部件的基础上，实现了动力吸振与低刚度扣件相结合，在获得良好隔振效果的同时起到了吸振的效果；在原有安装夹持方式下，获得质量块较低的横向振动频率（即波磨的主要产生频率），适用范围广，延长了钢轨使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的立体图。
图3、图4、图5为本实用新型中非金属弹性元件的结构示意图。
图中，1、非金属弹性元件，2、质量块，3、支架，,4、锁紧调距块，5、底座，6、钢轨。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明：
如图1、图2所示，一种用于横向低频谐振的高扭抗钢轨减振扣件，所述的高扭抗钢轨减振扣件包括有非金属弹性元件1和支架3；所述的非金属弹性元件1设置在每一根钢轨的两侧并沿钢轨的纵向布置，所述的非金属弹性元件1与钢轨接触面的轮廓与钢轨外表面一致；所述的非金属弹性元件1中沿钢轨铺设的纵向嵌布有质量块2；如图3或图4所示，该实施例中，所述质量块2的截面为由两个面连接而成具有折角的板状结构，且折角的开口方向和质量块所在非金属弹性元件与钢轨接触面的弯曲方向一致；构成质量块截面的其中一个面为由钢轨轨腰向外并向下倾斜的斜面，且所述斜面的上端与钢轨轨腰之间的距离为质量块与钢轨轨腰之间的最小距离；质量块与钢轨轨腰之间的最小距离不小于5mm；所述非金属弹性元件1的表面也可具有若干凸起或凹槽，用以调节刚度。非金属弹性元件1所用的弹性材料为橡胶、弹性聚氨酯中的至少一种构成；所述的刚度调节块2的材料是弹性模量大于非金属弹性单元的材料构成，为保证谐振效果，质量块的密度应尽可能大，可以是金属，如铁板、铸钢等，或非金属材料，如尼龙、纤维增强复合材料等。
如图5所示，所述质量块2的截面为弧形板状结构，且弧形板状结构的弯曲方向和质量块所在非金属弹性元件与钢轨接触面的弯曲方向一致。
Claims (1)
1.一种用于横向低频谐振的高扭抗钢轨减振扣件，所述的高扭抗钢轨减振扣件包括有非金属弹性元件和支架；所述的非金属弹性元件设置在每一根钢轨的两侧并沿钢轨的纵向布置，所述的非金属弹性元件与钢轨接触面的轮廓与钢轨外表面一致；所述的非金属弹性元件中沿钢轨铺设的纵向嵌布有质量块；其特征在于：所述质量块的截面为弧形板状结构，且弧形板状结构的弯曲方向和质量块所在非金属弹性元件与钢轨接触面的弯曲方向一致；或，所述质量块的截面为由至少两个面连接而成具有折角的板状结构，且折角的开口方向和质量块所在非金属弹性元件与钢轨接触面的弯曲方向一致；构成质量块截面的其中一个面为由钢轨轨腰向外并向下倾斜的斜面，且所述斜面的上端与钢轨轨腰之间的距离为质量块与钢轨轨腰之间的最小距离；质量块与钢轨轨腰之间的最小距离不小于5mm。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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| CN204780482U true CN204780482U (zh) | 2015-11-18 |
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| CN201520404244.6U Active CN204780482U (zh) | 2015-06-12 | 2015-06-12 | 一种用于横向低频谐振的高扭抗钢轨减振扣件 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN204780482U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107254814A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-10-17 | 上海工程技术大学 | 一种多阶剪切型钢轨动力阻尼吸振器 |
| CN111197275A (zh) * | 2020-03-03 | 2020-05-26 | 西南交通大学 | 钢轨弹性支撑块及其套件 |
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2015
- 2015-06-12 CN CN201520404244.6U patent/CN204780482U/zh active Active
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| CN107254814A (zh) * | 2017-03-14 | 2017-10-17 | 上海工程技术大学 | 一种多阶剪切型钢轨动力阻尼吸振器 |
| CN107254814B (zh) * | 2017-03-14 | 2023-08-29 | 上海工程技术大学 | 一种多阶剪切型钢轨动力阻尼吸振器 |
| CN111197275A (zh) * | 2020-03-03 | 2020-05-26 | 西南交通大学 | 钢轨弹性支撑块及其套件 |
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