CN205800644U - 车轮用约束阻尼环 - Google Patents

Abstract

车轮用约束阻尼环。现有的车轮减振降噪技术没有考虑合理利用约束阻尼的机理来安全有效的降低高铁车轮的振动噪声，限制了车轮减振降噪技术的应用。本实用新型的组成包括：约束阻尼环（1），所述的约束阻尼环包括两个半圆环（2）以及贴于两个半圆环表面的橡胶阻尼层（3），两个所述的半圆环通过中间销轴（4）、弹簧（5）连接在一起成为一个完整的圆形阻尼环主体，所述的约束阻尼环通过紧固螺栓（6）安装在高铁车轮（7）上。本实用新型用于车轮用约束阻尼环。

Description

车轮用约束阻尼环

技术领域：

本实用新型涉及一种车轮用约束阻尼环。

背景技术：

高速铁路由于具有速度高、运能大、能耗低、污染轻、占地少和安全性好等诸多技术经济优势而被世界各国所青睐。但随着列车运行速度的提高，列车辐射噪声也急剧增加。铁路噪声主要由轮轨噪声、空气动力噪声、结构物噪声等组成，而经研究发现轮轨噪声是铁路运输中的主要噪声源。

轮轨噪声主要由车轮经过钢轨接缝或其他不连续部位（如辙叉）及表面呈波纹磨损的钢轨时产生的冲击噪声、车轮踏面和钢轨顶面存在凹凸不平顺时引起钢轨与车轮间受迫振动而产生的滚动噪声以及列车沿曲线运行时由于挤压外轨产生的摩擦及车轮在钢轨上滑动而产生的尖叫噪声组成。轮轨噪声源主要由车轮和钢轨两大部分组成。其中车轮减振降噪主要从两方面入手。一方面通过优化车轮外形降低车轮噪声，但其因力学设计限制以及车轮形状已定型而很难推广。另一方面则是在车轮结构上附加减振降噪装置。如在腹板两侧安装声屏障或在转向架下方安装隔声裙，但其并未降低车轮振动，减振降噪效果有限。还有则是在车轮表面粘贴约束阻尼，虽然该方法有一定的减振降噪效果但车轮的高速旋转和复杂恶劣的行车环境会使粘贴层失效发生剥离。

综上，现有的车轮减振降噪技术没有考虑合理利用约束阻尼的机理来安全有效的降低高铁车轮的振动噪声，限制了车轮减振降噪技术的应用。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种车轮用约束阻尼环。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种车轮用约束阻尼环，其组成包括：约束阻尼环，所述的约束阻尼环包括两个半圆环以及贴于两个半圆环表面的橡胶阻尼层，两个所述的半圆环通过中间销轴、弹簧连接在一起成为一个完整的圆形阻尼环主体，所述的约束阻尼环通过紧固螺栓安装在高铁车轮上。

所述的车轮用约束阻尼环，两个所述的半圆环的截面与所述的约束阻尼环的轴线平行，截面形状为矩形，两个所述的半圆环完全对称。

所述的车轮用约束阻尼环，所述的半圆环上开有螺栓孔，所述的高铁车轮上开有燕尾槽，所述的约束阻尼环通过所述的紧固螺栓和所述的燕尾槽安装在高铁车轮轮缘内侧。

所述的车轮用约束阻尼环，所述的紧固螺栓沿圆周方向均匀布置，其数量为偶数个。

本实用新型的有益效果：

本实用新型根据高铁车轮的结构尺寸、材料特性、运行速度、运行过程中所承受的外界激励以及高铁车轮的实际运行工况等参数确定所针对的振动噪声的主要集中频率范围，然后根据橡胶阻尼的材料性质以及相关参数经过试验确定阻尼环主体以及最佳的橡胶阻尼层材料。高铁车轮相当于主结构而约束阻尼环通过紧固螺栓与车轮连接，运用约束阻尼层剪切变形的原理大大降低高铁车轮的振动噪声。

本实用新型约束阻尼环由两个矩形截面的半圆环构成，两个半圆环通过中间销轴以及弹簧等紧固件连接在一起成为一个完整的圆形阻尼环主体，一方面使得阻尼环的安装形式摆脱了传统的焊接等安装方式，使得阻尼环的安装更加方便安全，并能够做到拆装都无损车轮，并且两半圆环间的弹簧还能够调节紧固螺栓对于橡胶阻尼材料的损伤以及弥补橡胶阻尼材料本身的热胀冷缩效应，使得减振降噪效果更佳。由于其截面形状为矩形因而具有结构简单、加工简便、拆装简易、应用范围广泛以及可以长期稳定的应用在高铁车轮上等优点。

本实用新型解决现有车轮减振降噪技术没有考虑充分利用约束阻尼机理降低高铁车轮噪声的局限性，提供了一种利用约束阻尼原理提高车轮阻尼的约束阻尼环，约束阻尼环的宽度、外径、厚度取值及橡胶阻尼层的厚度和材料均经多次优化设计得到，橡胶阻尼材料具有极好的阻尼特性，并且其具有自粘性使得安装极为方便，配合紧固螺栓的使用，使得橡胶阻尼层能够充分的与车轮及约束阻尼环相粘合，最大程度上发挥约束阻尼环在其中所起的作用，有利于约束阻尼环在配合面内安全稳定工作并能够使橡胶阻尼层的利用率达到最大，降低了对阻尼环加工精度的要求，同时使得约束阻尼层的厚度更加适合于降低高铁车轮产生振动噪声的主要频段，使其约束阻尼效果最大发挥以得到最佳的减振降噪效果。

本实用新型能够保证车轮与阻尼环更好的相互适应，同时保证了阻尼环与高铁车轮之间的快速无损拆卸，突破了传统阻尼环仅利用阻尼环与高铁车轮之间摩擦阻尼的局限性，将约束阻尼的机理合理有效的应用于阻尼环以达到更有效降低高铁车轮振动噪声的目的。由于阻尼环与车轮之间的橡胶阻尼层承受剪切变形，而剪切变形能够比拉压变形以及摩擦阻尼消耗更多的能量，因而阻尼效果更好，对高铁车轮起到了明显的减振降噪效果，车轮噪声由96.8dB(A)降低到86.6 dB(A)，降低了10.2 dB(A)，减振降噪效果非常明显。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是本实用新型与高铁车轮的安装方式示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种车轮用约束阻尼环，其组成包括：约束阻尼环1，所述的约束阻尼环包括两个半圆环2以及贴于两个半圆环表面的橡胶阻尼层3，两个所述的半圆环通过中间销轴4、弹簧5连接在一起成为一个完整的圆形阻尼环主体，所述的约束阻尼环通过紧固螺栓6安装在高铁车轮7上。

实施例2：

根据实施例1所述的车轮用约束阻尼环，两个所述的半圆环的截面与所述的约束阻尼环的轴线平行，截面形状为矩形，两个所述的半圆环完全对称。

实施例3：

根据实施例1或2所述的车轮用约束阻尼环，所述的半圆环上开有螺栓孔，所述的高铁车轮上开有燕尾槽，所述的约束阻尼环通过所述的紧固螺栓和所述的燕尾槽安装在高铁车轮轮缘内侧。

实施例4：

根据实施例1或2所述的车轮用约束阻尼环，所述的紧固螺栓沿圆周方向均匀布置，其数量为偶数个。

Claims (4)

1.一种车轮用约束阻尼环，其组成包括：约束阻尼环，其特征是：所述的约束阻尼环包括两个半圆环以及贴于两个半圆环表面的橡胶阻尼层，两个所述的半圆环通过中间销轴、弹簧连接在一起成为一个完整的圆形阻尼环主体，所述的约束阻尼环通过紧固螺栓安装在高铁车轮上。

2.根据权利要求1所述的车轮用约束阻尼环，其特征是：两个所述的半圆环的截面与所述的约束阻尼环的轴线平行，截面形状为矩形，两个所述的半圆环完全对称。

3.根据权利要求1或2所述的车轮用约束阻尼环，其特征是：所述的半圆环上开有螺栓孔，所述的高铁车轮上开有燕尾槽，所述的约束阻尼环通过所述的紧固螺栓和所述的燕尾槽安装在高铁车轮轮缘内侧。

4.根据权利要求1或2所述的车轮用约束阻尼环，其特征是：所述的紧固螺栓沿圆周方向均匀布置，其数量为偶数个。