CN206512528U - 约束阻尼减振降噪板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及约束阻尼减振降噪板，属于减振降噪技术领域。其解决了现有约束阻尼结构存在的减振降噪性能不高等问题。本实用新型包括连接板和约束板，连接板和约束板上分别设置凸凹结构，所述凸凹结构具体为连接板上或约束板上间隔设置的连续凸楞Ⅱ，连接板和约束板上的凸凹结构相互交错配合构成阻尼腔室，阻尼腔室中设置阻尼材料构成阻尼层，约束板的外侧设置配重安装接口，配重通过配重安装接口固定设置在约束板上，配重、约束板和阻尼层构成调谐质量减振装置。本实用新型通过在约束板上增设配重，使产品的减振降噪性能大大提高。本实用新型结构简单、减振降噪性能好、适用性强，可应用于工业设备、船舶设备和轨道交通等领域的减振工程中。

Description

约束阻尼减振降噪板

技术领域

本实用新型属于减振降噪领域，具体涉及为一种可以增大结构自身阻尼，实现良好减振降噪功能的约束阻尼装置。

背景技术

随着经济建设和交通基础设施建设的飞速发展，地铁、高架轻轨、普通铁路和高速铁路等轨道运输方式因其具有运载量大、方便快捷、安全可靠的优点在货运及客运领域发挥着日益重要的作用。如何减少轨道运输过程中的噪声污染，减轻运输过程中钢轨的振动和磨损从而延长轨道寿命、提高轨道运输的安全性和舒适性，成为与人民群众生产生活密切相关的一个难题而愈来愈被各国政府及科技工作者所关注。轨道运输过程中，轮轨噪声是列车在250km/h以下速度行驶时的主要声源，钢轨振动是产生噪声的主要原因，而运输车辆自重大、载重大、车速高更加剧了轨道的振动，所以引发的轨道及车轮的磨损及相关问题也十分严重。例如钢轨轨顶面的波纹状磨损，以及在车轮曲线段的轮沿和轮侧磨损，都给轨道运输埋下了安全隐患，频繁进行维护更是增加了运输的成本。目前所采用的减振降噪措施中，设置隔声屏由于受到方位和距离的限制，隔声和减振效果均较差。为缓解钢轨的振动及噪声，有研究人员研制出一些约束阻尼结构，将其设置在钢轨的非工作表面上，吸收钢轨的振动机械能并将其转化耗散掉，从而实现减弱钢轨噪声辐射能量的目的。目前工程应用的约束阻尼结构中效果比较突出、应用最为普遍的是专利号为ZL200610048318.2的中国发明专利所公开的减振轨道中的约束阻尼结构，其典型结构如图1所示，包括连接板1和约束板2，连接板和约束板上分别设置凸凹结构，连接板和约束板上的凸凹结构彼此相互交错配合，形成婉延曲折的阻尼腔室，阻尼腔室中设有阻尼材料构成的阻尼层3，组成最终迷宫式约束阻尼结构。由于该结构中设置了迷宫式结构的阻尼腔室，阻尼腔室中阻尼体承受剪切力的有效工作面积大大增加，减振降噪性能有较大提升。但是，在实际应用中发现，当前减振轨道的迷宫式约束阻尼结构中，从材料刚度和使用寿命等方面综合考虑，连接板与约束板均采用铝合金材料制成，约束板的刚度虽然较大，但质量有限，其无法与阻尼层实现良好的调谐质量作用，整体减振降噪性能无法实现更大的提高；此外，如果大幅增加约束板的厚度，产品的成本将大大提高，经济性较差。特别是单纯依靠增加约束板厚度的技术方案，无法在工程现场根据应用对象的主要振动频率准确地对自身固有频率进行调节，因而适用性也有所不足。另外，在船舶甲板和动力设备壳体等应用场所使用此类约束阻尼结构用于减振降噪时也存在同样的问题。

综上所述，市场迫切需要提供一种性价比更高、适用性更好、能够实现更好减振降噪效果的约束阻尼结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种减振降噪性能更佳，适用性和性价比都更好的约束阻尼减振降噪板。

本实用新型约束阻尼减振降噪板是这样实现的，包括连接板和约束板，连接板和约束板上分别设置凸凹结构，所述凸凹结构具体为连接板或约束板上间隔设置的连续凸楞，连接板和约束板上的凸凹结构相互交错配合构成阻尼腔室，阻尼腔室中设置阻尼材料构成阻尼层，约束板的外侧设置配重安装接口，配重通过配重安装接口固定设置在约束板上。

进一步地，所述配重安装接口的具体形式多种多样，包括约束板上设置的安装槽或者安装腔室等，所述配重设置在安装槽或安装腔室内。所述配重的具体形式同样可以多种多样，包括钢板、钢棒、砂石、矿渣、金属颗粒或混凝土等。考虑到实用性和价格因素，当采用钢板或钢棒作为配重时，可以利用多块薄钢板或多根细钢棒组合在一起使用，当钢板或钢棒设置多个时，可以通过水泥或粘接胶连接在一起，以提高整体性。另外，为了进一步提高减振降噪效果，所述配重、约束板和阻尼层还可以构成调谐质量减振装置，所述调谐质量减振装置的固有频率对应使用对象的主要振动频率设置；或者，配重为调谐质量减振装置，所述调谐质量减振装置的固有频率对应使用对象的主要振动频率设置。

本实用新型约束阻尼减振降噪板在约束板上增设配重的有益技术效果在于：(1)配重的刚度效应明显，其可以显著提高约束板的刚度，有利于提升约束板与连接板之间的相对变形和剪切耗能能力，例如钢板、钢棒或混凝土等材料构成的配重都可以实现这种技术效果；(2)配重的调谐效应明显，约束板增加配重后的整体质量大幅提高，由于阻尼层材料具有良好的弹性，约束板增加配重后与阻尼层构成的调谐质量系统中的参振质量更大，因而减振能力更加出色，降噪效果也更加理想，例如，钢板、钢棒、砂石、矿渣、金属颗粒或混凝土等材料构成的配重都可以实现这种技术效果。当然也可以直接利用调谐质量减振装置作为配重，其减振频带更宽，便于同时控制多个振动频率，提高减振降噪效果。

本实用新型约束阻尼减振降噪板通过在约束板上增设配重，使产品的减振降噪性能得到了大幅提高，又由于配重的取材范围广泛并且结构形式多样，有利于降低生产成本，提高产品的适用性。综上所述，本实用新型约束阻尼减振降噪板具有结构简单，使用方便，减振降噪性能好，适用性强，性价比高等优点，可以广泛应用于工业设备、船舶设备和轨道交通等领域的减振工程中。

附图说明

图1为现有钢轨约束阻尼降噪板的结构示意图。

图2为本实用新型约束阻尼减振降噪板的结构示意图之一及其应用示意图。

图3为本实用新型约束阻尼减振降噪板的结构示意图之二及其应用示意图。

图4为本实用新型约束阻尼减振降噪板的结构示意图之三及其应用示意图。

图5为本实用新型约束阻尼减振降噪板的结构示意图之四及其应用示意图。

图中：1、连接板；2、约束板；3、阻尼层；4、连续凸楞Ⅰ；5、钢轨；6、连续凸楞Ⅱ；7、配重；8、卡槽壁；9、安装腔侧壁；10、弹性夹；11、质量块；12、弹性体层。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实例，对本实用新型提出的约束阻尼减振降噪板进行进一步说明。

实施例一：

如图2所示，本实用新型所述的约束阻尼减振降噪板，包括连接板1和约束板2，连接板1和约束板2上分别设置凸凹结构，所述凸凹结构具体为连接板1上间隔设置的连续凸楞Ⅰ4和约束板2上间隔设置的连续凸楞Ⅱ6，连接板1和约束板2上的凸凹结构相互交错配合构成阻尼腔室，阻尼腔室中设置阻尼材料构成阻尼层3，连接板1和约束板2的两侧通过卡扣结构连接在一起，从而对阻尼层3的厚度进行精确控制；此外，约束板2的外侧设置配重7安装接口，配重7通过配重7安装接口固定设置在约束板2上，所述配重7安装接口具体为约束板2上设置的安装槽，所述安装槽由约束板2上设置的卡槽壁8围成，安装槽内设置配重7，其中配重7由钢板制成。

下面以本实用新型约束阻尼减振降噪板在钢轨5轨腰表面的应用为例进行说明，如图2所示，连接板1的形状与轨腰表面形状相对应，应用时，将本实用新型钢轨5约束阻尼减振降噪板粘贴固定在钢轨5的轨腰两侧非工作表面即可。

本例所述的技术方案中，在约束板2上利用安装槽增设了配重7，又由于阻尼层3具有良好的弹性，因此配重7和约束板2与阻尼层3共同构成一个调谐质量减振系统，其可以更好地消耗吸收钢轨5的振动，降低振动引发的噪声，减振降噪的效果更佳，在设计时可以将该调谐质量减振系统的固有频率对应使用对象的主要振动频率设置，以使调谐质量减振系统处于最佳工作状态。增设配重7的有益技术效果在于：(1)配重7的刚度效应明显，其可以显著提高约束板2的刚度，有利于提升剪切耗能能力；(2)配重7的调谐效应明显，约束板2增加配重7后的整体质量大幅提高，由于阻尼层3材料具有良好的弹性，约束板2增加配重7后与阻尼层3构成的调谐质量系统中的参振质量更大，因而减振能力更加出色，降噪效果也更加理想。

基于本例所述的技术原理，本实用新型中所述配重7的具体形式可以多种多样，包括钢板、钢棒或混凝土等，考虑到实用性和价格因素，当采用钢板或钢棒作为配重7时，可以利用多块薄钢板或多根细钢棒组合在一起使用，当钢板或钢棒设置多个时，可以通过水泥或粘接胶连接在一起，以提高整体性。以上技术方案都是基于本实用新型技术原理的简单变化，都可以起到很好的技术效果，都在本实用新型要求的保护范围之中。当然，基于本例的技术原理，本实用新型约束阻尼减振降噪板可以设置在钢轨5的任意非工作表面上，例如除轨腰表面外，还可以设置在轨翼或轨底，应用时可以根据实际工况布置。另外，本实用新型约束阻尼减振降噪板与钢轨5之间的固定装配方式除了粘贴固定以外，还可以是弹簧夹子夹持固定等其他固定装配方式，只要能够保证连接的强度及可靠性，都可以用于本实用新型，都在本实用新型要求的保护范围之中。上述说明同样适用于本实用新型的其他实施例，在此一并给予说明，后面不再重复。

本实用新型约束阻尼减振降噪板通过在约束板2上增设配重7，使产品的减振降噪性能得到了大幅提高，又由于配重7的取材范围广泛并且结构形式多样，有利于降低生产成本，提高产品的适用性。综上所述，本实用新型具有结构简单，使用方便，减振降噪性能好，适用性强，性价比高等优点，可以广泛应用于工业设备、船舶设备和轨道交通等领域的减振工程中。

实施例二：

如图3所示，本实用新型约束阻尼减振降噪板，与实施例一的区别在于，约束板2上设置配重7安装接口，所述配重7安装接口具体为约束板2上设置的多个安装槽，所述安装槽由约束板2上设置的卡槽壁8围成，安装槽内设置配重7，其中配重7由钢棒制成。

与实施例一相似，配重7、约束板2和阻尼层3构成调谐质量减振装置，如果将该调谐质量减振装置的固有频率对应使用对象的主要振动频率设置，将最大限度地发挥调谐质量减振装置的作用。本例中，对于配重7、约束板2和阻尼层3构成调谐质量减振装置，其中，配重7由多根钢棒构成，通过调整钢棒的数量或更换不同材质的配重7，就能够改变参振质量，可以达到调整该调谐质量减振装置的固有频率的目的，因此在应用时，可以现场对该调谐质量减振装置的固有频率进行准确调整，使其与使用对象的主要振动频率相对应，从而发挥最佳的减振降噪作用，大大提高了本实用新型约束阻尼减振降噪板的适用性。

实施例三：

如图4所示，本实用新型约束阻尼减振降噪板，与实施例一的区别在于，取消连接板1和约束板2的两侧的卡扣结构，连接板1与约束板2通过阻尼层3相连；此外，约束板2上设置配重7安装接口，所述配重7安装接口具体为约束板2外侧设置的安装腔侧壁9围成的安装腔室，安装腔室内设置配重7，其中配重7由重混凝土材料构成。

仍以在钢轨5轨腰表面的应用为例进行说明，如图4所示，连接板1的形状与轨腰表面形状相对应，应用时，将本实用新型钢轨5约束阻尼减振降噪板放置在钢轨5的轨腰两侧非工作表面，并利用弹性夹10夹装固定即可。为了提高安全性，也可以先将本实用新型钢轨5约束阻尼减振降噪板粘贴固定在轨腰处，再利用弹性夹10夹装进行二次加固固定。当然，根据应用对象的不同，本实用新型钢轨5约束阻尼减振降噪板的安装固定方式多种多样，可以根据实际工况选择具体的安装方式。

与实例一相比，本例中由于在约束板2上设置了安装腔室作为设置配重7的配重7安装接口，配重7的选材范围更加广泛，除了采用重混凝土外，还可以采用钢板、钢棒等金属材料，或者其他类型的混凝土，或者利用砂石、矿渣、金属颗粒与可凝固粘接胶混合后灌注填充，或者填充砂石、矿渣、金属颗粒等材料再将两端封闭等等技术方案，都可以起到很好的技术效果，都在本实用新型要求的保护范围之中。本例所述约束阻尼减振降噪板在约束板2上增设配重7的有益技术效果在于：(1)配重7的刚度效应明显，其可以显著提高约束板2的刚度，有利于提升约束板2与连接板1之间的相对变形和剪切耗能能力，例如钢板、钢棒或混凝土等材料构成的配重7都可以实现这种技术效果；(2)配重7的调谐效应明显，约束板2增加配重7后的整体质量大幅提高，由于阻尼层3材料具有良好的弹性，约束板2增加配重7后与阻尼层3构成的调谐质量系统中的参振质量更大，因而减振能力更加出色，降噪效果也更加理想，例如，钢板、钢棒、砂石、矿渣、金属颗粒或混凝土等材料构成的配重7都可以实现这种技术效果。此外，本例所述技术方案中，由于取消连接板1和约束板2的两侧的卡扣结构，连接板1与约束板2通过阻尼层3相连，其可以实现的有益技术效果包括：一方面，使刚性的连接板1和约束板2之间始终不发生直接接触，应用结构的振动传至连接板1后需要经过阻尼层3的阻隔才能传递至约束板2，由于阻尼层3材料均具有良好的阻尼特性，可以有效地阻隔振动传递，应用结构的振动不会经连接板1直接传递至约束板2进而向外部辐射噪声；另一方面，连接板1、约束板2及阻尼层3构成了纯粹的约束阻尼结构，克服了图1、图2和图3所示类型的约束阻尼结构中连接板1与约束板2在拼合处直接相连导致的局部减振功能损失，提高了实际参与减振耗能的有效工作面积；第三，约束板2不再受刚性卡扣结构的限制，振动时约束板2与连接板1之间的相对位移更大，耗能更多，减振能力大幅提升，基于上述原因，本实用新型约束阻尼降噪板的整体减振降噪效果更加出色，大量实验表明，其减振降噪性能可以提升30％甚至更多。

本例所述技术方案，由于配重7的取材范围更加广泛及结构组成形式更加多样，有利于降低生产成本，并方便通过对配重7总质量进行调控以实现对本实用新型约束阻尼减振降噪板的固有频率的精确调整，有利于进一步提高产品的性价比、适用性和实用性。

实施例四：

如图5所示，本实用新型约束阻尼减振降噪板，与实施例三的区别在于，约束板2外侧的安装腔室设置二个，安装腔室中配重7为调谐质量减振装置，所述调谐质量减振装置由弹性体层12及质量块11构成，调谐质量减振装置的固有频率对应使用对象的主要振动频率设置。

与实施例三相比，本例所述的技术方案中，配重7由调谐质量减振装置构成，其不仅具有实施例三中所述配重7的所有优点，其还可以单独起到调谐质量减振的作用，因此约束阻尼减振降噪板的减振降噪性能更强。本例中配重7由二个调谐质量减振装置构成，在实际应用中也可以设置一个、三个甚至更多。设置多个调谐质量减振装置的积极意义在于，如果将多个调谐质量减振装置的固有频率分别与使用对象上多个主要振动频率相对应，可以实现同时控制使用对象上多个频率的振动，其减振频带更宽，有利于进一步提高减振降噪效果，其适用性更强。

需要指出的是，为了便于说明，在实施例中，均以本实用新型约束阻尼减振降噪板在钢轨轨腰处的应用为例进行说明。但是，本实用新型约束阻尼减振降噪板同样适用于船舶主辅助机等工业动力设备的壳体、船舶甲板、船舶仓室等使用对象的振动控制，应用时，只需要根据实际应用对象的形状，将本实用新型约束阻尼减振降噪板的形状与其对应即可，都可以实现很好的减振降噪效果，在此仅以文字给予说明，不再一一附图说明。

本实用新型中的实施例仅为更好说明本实用新型的技术方案，并不应视为对本实用新型的限制，其中许多实施例中的技术特征也可以交叉使用，基于本实用新型技术原理，本领域技术人员可以对上述实施例所述技术方案重新进行组合或利用同类技术对其中某些元件进行简单替换，只要基于本实用新型的技术原理，都在本实用新型要求的保护范围中。

Claims (6)

1.一种约束阻尼减振降噪板，包括连接板(1)和约束板(2)，连接板(1)和约束板(2)上分别设置凸凹结构，所述凸凹结构具体为连接板(1)上间隔设置的连续凸楞Ⅰ(4)或约束板(2)上间隔设置的连续凸楞Ⅱ(6)，连接板(1)和约束板(2)上的凸凹结构相互交错配合构成阻尼腔室，阻尼腔室中设置阻尼材料构成阻尼层(3)，其特征在于约束板(2)的外侧设置配重(7)安装接口，配重(7)通过配重(7)安装接口固定设置在约束板(2)上。

2.根据权利要求1所述的约束阻尼减振降噪板，其特征在于所述配重(7)安装接口包括约束板(2)上设置的安装槽或者安装腔室，所述配重(7)设置在安装槽或安装腔室内。

3.根据权利要求1或2所述的约束阻尼减振降噪板，其特征在于所述配重(7)包括钢板、钢棒、砂石、矿渣金属颗粒或混凝土。

4.根据权利要求3所述的约束阻尼减振降噪板，其特征在于所述钢板或钢棒设置多个，并通过水泥或粘接胶连接在一起。

5.根据权利要求1或2所述的约束阻尼减振降噪板，其特征在于所述配重(7)、约束板(2)和阻尼层(3)构成调谐质量减振装置，所述调谐质量减振装置的固有频率对应使用对象的主要振动频率设置。

6.根据权利要求1或2所述的约束阻尼减振降噪板，其特征在于所述配重(7)为调谐质量减振装置，所述调谐质量减振装置的固有频率对应使用对象的主要振动频率设置。