CN208717663U - 组合式钢轨调谐减振降噪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及组合式钢轨调谐减振降噪装置及调整其系统固有频率的方法，属于轨道交通的振动及噪声控制领域。本实用新型包括约束阻尼结构和调谐质量减振装置，所述约束阻尼结构包括约束板、阻尼层和连接板；所述调谐质量减振装置包括弹性材料制成的弹性体，弹性体内设置至少一个质量振子，所述调谐质量减振装置还包括均压板和调频弹簧夹具，弹性体的非贴合侧局部设置均压板，所述均压板的刚度大于弹性体的刚度，所述调频弹簧夹具包覆局部钢轨的轨底。本实用新型防止弹性体直接曝露在外部环境中，可以减轻外界环境对弹性体高分子材料物理性能的影响，避免弹性体被外部物体划伤损坏，有利于保证调谐质量减振装置的减振降噪性能，延长产品使用寿命。

Description

组合式钢轨调谐减振降噪装置

技术领域

本实用新型属于轨道交通的振动及噪声控制领域，尤其涉及一种设置于钢轨非工作表面、用于减轻轨道车辆运行过程中钢轨受迫产生的振动及噪声的减振装置。

背景技术

近年来，我国轨道交通飞速发展，给人们提供了快捷、安全的出行方式的同时，其产生的振动和噪声问题也严重影响了周边居民的生活质量，危及周边建筑安全，并且使轨道本身的稳定性、安全性和使用寿命也受到影响。

研究表明列车运营时形成的铁路噪声中，轮轨噪声占很高的比重，而其中钢轨振动辐射的中、高频噪声对最终噪声总量的贡献尤其明显，因此，进行钢轨的振动及噪声治理对城市轨道交通减振降噪具有重要意义。为控制钢轨的振动及噪声，工程人员研发了多种类型的减振降噪产品，其中调谐减振器较为常见，其利用质量——弹簧构成的调谐装置在钢轨振动时产生反作用力作功耗能使得钢轨的振动减小，例如专利申请号200480019707.1中公开的铁轨调谐减振器，此类产品可以实现一定的减振降噪效果。但是工程应用中发现，由于现有的此类技术方案中普遍利用橡胶等弹性材料制成弹性元件，然后在弹性元件中内置质量块，而轨道交通地域分布广阔，外界环境条件千差万别，长期直接曝露在外部环境中以后，橡胶等弹性材料的物理性能易受到外界环境的影响，也容易被外部物体划伤损坏，进而对调谐减振器的减振降噪性能和使用寿命造成不良影响。受结构和材料限制，此类轨道用调谐减振器的适用频率范围较小，例如，对于低频控制，需要弹性体具有很高的弹性，材料较软，容易蠕变或被撕裂；对于高频控制，需要弹性体具备较大的弹性模量和硬度，容易接触不均匀，需要较大的扣压力。市场上现有产品的固定件直接作用于弹性体，大的扣压力会导致扣压接触区弹性体局部下陷、蠕变或开裂，影响减振效果和使用寿命。再有，此类钢轨调谐减振器还普遍存在下列不足：(1)调谐减振器的固有频率是固定的，无法根据工程实际情况进行调节；(2)一旦材料开裂，内部会形成裂缝，弹性元件的刚度和调谐减振器的工作频率就发生变化；(3)弹性材料一旦开裂，TMD质量块会脱落，对列车运行带来安全隐患；(4)利用弹簧夹具从两侧夹持后，各方向扣压力平衡欠稳定，TMD容易翻出脱落。

综上可以看出，现有调谐减振器存在减振降噪效果有限，性能不稳定，适用频域窄，使用寿命短，安全性不足等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种减振降噪效果好、耐候性强、性能稳定、适用频域宽、使用安全、寿命长的组合式钢轨调谐减振降噪装置。

本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置是这样实现的，包括约束阻尼结构和调谐质量减振装置，所述约束阻尼结构包括约束板、阻尼层和连接板；所述调谐质量减振装置包括弹性材料制成的弹性体，弹性体内设置至少一个质量振子，弹性体的贴合侧与约束板或/和钢轨的非工作表面配合，弹性体贴合侧的形状与约束板或/和钢轨非工作表面的形状相对应，其特征在于所述调谐质量减振装置还包括均压板和调频弹簧夹具，弹性体的非贴合侧局部设置均压板，所述均压板的刚度大于弹性体的刚度，所述调频弹簧夹具包覆局部钢轨的轨底，工作时调频弹簧夹具扣压在均压板上，调频弹簧夹具与均压板配合从而将均压板连同弹性体一起压紧固定在钢轨表面，均压板与调频弹簧夹具配合对弹性体在钢轨垂向和横向同时施加预紧力。

其中，可以将均压板与弹性体设置成一体，以方便安装和增强对弹性体的保护作用。

此外，为了优化阻尼性能或者便于同时控制多个频率的振动，所述弹性体还可以至少包括不同刚度弹性材料制成的二个子弹性体。质量振子设置在二个子弹性体内，或者每个子弹性体中分别设置质量振子。

本实用新型中质量振子的具体形状可以多种多样，其可以是圆柱体、长方体、球体等各种形状，包括各种不规则形状；此外，质量振子还可以为颗粒状散料，所述颗粒状散料空间布置于弹性体中。一般来说，需要选择具有较大重量的颗粒状散料，以满足质量调谐减振的需求，例如铁砂、碎石、砂粒、重金属矿渣等。本实用新型中调频弹簧夹具的结构也可以多种多样，除了可以利用弹簧钢片或弹簧钢丝等材料一体化制成外，调频弹簧夹具还可以采用分体式结构。

另外，本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置中还可以包括防护连接板，所述防护连接板设置在弹性体的贴合侧，防护连接板与弹性体设置成一体，弹性体通过防护连接板与钢轨的非工作表面配合。作为一种特例，所述防护连接板还可以与约束板一体化设置。为了增加接触面积，提高阻尼效果，还可以在防护连接板与弹性体接触的一侧设置凸凹结构。

为了避免使用过程中调频弹簧夹具从均压板上滑脱或移位，调频弹簧夹具和均压板上还可以对应设置用于彼此限位的凸凹结构。此外，为了保证弹性体与约束板之间的相对稳定，约束板上也可以对应弹性体设置限位条。

所述均压板至少设置一块，均压板的宽度至少是调频弹簧夹具宽度的二倍，以便于安装和提高安装的可靠性。此外，均压板上还可以设置用于增加抗弯刚度的凸凹结构，所述凸凹结构的具体形式可以多种多样，例如，其可以是沿钢轨纵向在均压板表面水平连续设置的凸楞，或波浪状设置的凸楞等等。

本实用新型的第二个目的在于提供一种调整前述组合式钢轨调谐减振降噪装置的系统固有频率的方法，其通过改变所使用调频弹簧夹具的数量、或改变所使用调频弹簧夹具的尺寸、或改变所使用调频弹簧夹具的材质的方式实现调整系统固有频率的目的。

本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置中设置的约束阻尼结构的具体形式可以多种多样，其可以是平板结构的连接板和约束板夹持阻尼层构成的“三明治式”结构；也可以采用“迷宫式”的约束阻尼结构，该约束阻尼结构中，连接板和约束板上分别对应地间隔设置凸凹结构，阻尼层设置在连接板上凸凹结构与约束板上凸凹结构配合形成的曲折腔室内。

本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置通过同时设置约束阻尼结构和调谐质量减振装置，利用调谐质量减振装置可以有效抑制对钢轨振动能量贡献大的特定频率的振动，显著降低钢轨的振动和噪声水平，利用约束阻尼结构可以有效阻隔钢轨表面的噪声辐射，从而在运营过程中实现显著的减振降噪效果。

与现有技术相比，本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置通过在调谐质量减振装置中弹性体的非贴合侧局部设置均压板，可以实现如下有益技术效果：

(1)利用均压板对弹性体及质量块形成有效的保护，防止弹性体直接曝露在外部环境中，可以减轻外界环境对弹性体高分子材料物理性能的影响，避免弹性体被外部物体划伤损坏，有利于保证调谐质量减振装置的减振降噪性能，延长产品使用寿命；

(2)利用调频弹簧夹具扣压装夹后，除了质量调谐减振外，当质量振子和均压板大于一个模态频率的1/2波长时，质量振子和均压板会对弹性体产生约束作用，二者之间的相对变形会剪切二者之间的阻尼材料，实现额外的剪切变形耗能，因此减振效果更显著；

(3)利用调频弹簧夹具安装固定后，调频弹簧夹具扣压均压板为弹性体提供一个均匀的预压力，一方面，可以降低接触区的压强，有效防止弹性体材料局部蠕变或开裂，其阻尼性能更加稳定，系统固有频率也更加稳定，因此本实用新型中弹性体的选材更宽泛，适用频率范围更大，产品减振性能更加稳定，安全性更佳；

(4)各向扣压力平衡，不易脱落；

(5)与现有技术相比，本实用新型最大的技术优势在于，通过改变调频弹簧夹具的弹性，就可以实现改变本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的系统固有频率，调整弹性有很多方法：包括：1)改变所使用调频弹簧夹的个数；2)改变所使用调频弹簧夹的材质；3)改变所使用调频弹簧夹具的尺寸，等等。调频弹簧夹具本身通过数量、材质或尺寸的变化能够形成不同的刚度，与均压板、调谐质量减振装置配合后，就可以改变调谐质量减振装置的固有频率，进而改变整个本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的系统固有频率，而且在出厂前和现场都可以调整，给生产和现场精调带来极大的方便。尤其在现场，可以根据钢轨实测频率，对本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的系统固有频率进行现场调整，使系统固有频率与待控制振动频率更加接近或一致，从而大大提升调谐减振性能；

(6)由于增设了均压板，调频弹簧夹具施加的扣压力可以均匀地转化为对弹性体的预紧力，调谐质量减振装置中弹性体的弹性基本随调频弹簧夹具刚度的变化呈线性变化，比较规律和稳定，使利用调频弹簧夹具的刚度变化调整系统固有频率成为可能，并且不会对弹性体造成破坏。相比之下传统技术中，当弹性夹具刚度较大时，与弹性体直接配合后，大的扣压力会导致扣压接触区弹性体局部下陷、蠕变或开裂，影响减振效果和使用寿命，此外，弹性体的弹性与弹性夹具的刚度之间呈非线性的变化，无法对系统固有频率进行准确调控。

综上所述，本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的结构简单，性能稳定，适用频域范围更广，使用寿命长，减振降噪效果好，性价比十分优越；本实用新型调整组合式钢轨调谐减振降噪装置的系统固有频率的方法，简单易行，操作方便，可以广泛应用于控制轨道交通运营过程中钢轨的振动及噪声，其市场应用前景十分广阔。

附图说明

图1为本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的结构示意图之一。

图2为本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的结构示意图之二。

图3为本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的结构示意图之三。

图4为本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的结构示意图之四。

图5为本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的结构示意图之五。

图6为本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的结构示意图之六。

图7为本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的结构示意图之七。

图8为本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的结构示意图之八。

图9为本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的结构示意图之九。

图10为图9的右视图。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置，包括约束阻尼结构和调谐质量减振装置，所述约束阻尼结构包括约束板23、阻尼层22和连接板21；所述调谐质量减振装置包括弹性材料制成的弹性体2，弹性体2内设置一个质量振子3，弹性体2的贴合侧与约束板23及钢轨1的翼板处非工作表面配合，弹性体2贴合侧的形状与约束板及钢轨非工作表面的形状相对应，此外，还包括均压板4和调频弹簧夹具5，弹性体的非贴合侧局部设置均压板4，所述均压板4的刚度大于弹性体2的刚度，均压板4与弹性体2沿钢轨纵向的长度基本相同，所述调频弹簧夹具5包覆局部钢轨1的轨底，工作时调频弹簧夹具5扣压在均压板4上，调频弹簧夹具5与均压板4配合从而将均压板4连同弹性体2一起压紧固定在钢轨1表面，并且均压板4与调频弹簧夹具5配合对弹性体2在钢轨垂向和横向同时施加预紧力。其中，弹性体2具体由弹性橡胶材料制成，质量振子3由铸铁材料制成，均压板4由碳纤维材料制成，调频弹簧夹具5由弹簧钢丝制成，本例中调频弹簧夹具5共设置二个，分别对应设置在调谐质量减振装置的两侧端部。约束阻尼结构具体为平板结构的连接板21和约束板23夹持阻尼层22构成的“三明治式”结构。

应用时，将连接板21、阻尼层22和约束板23构成的约束阻尼结构分别贴合在轨腰处，然后将弹性体2连同质量振子3一起分别摆放在约束阻尼结构两侧，再将均压板4放置在弹性体2相应的非贴合侧，最后利用调频弹簧夹具5将均压板4连同弹性体2和约束阻尼结构一起压紧固定在钢轨1表面。

本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置通过同时设置约束阻尼结构和调谐质量减振装置，利用调谐质量减振装置可以有效抑制对钢轨振动能量贡献大的特定频率的振动，显著降低钢轨的振动和噪声水平，利用约束阻尼结构可以有效阻隔钢轨表面的噪声辐射，从而在运营过程中实现显著的减振降噪效果。本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置通过在弹性体的非贴合侧局部设置均压板，可以实现如下有益技术效果：

(1)利用均压板对弹性体及质量块形成有效的保护，防止弹性体直接曝露在外部环境中，可以减轻外界环境对弹性体高分子材料物理性能的影响，避免弹性体被外部物体划伤损坏，有利于保证调谐质量减振装置的减振降噪性能，延长产品使用寿命；

(2)利用调频弹簧夹具扣压装夹后，除了质量调谐减振外，当质量振子和均压板大于一个模态频率的1/2波长时，质量振子和均压板会对弹性体产生约束作用，二者之间的相对变形会剪切二者之间的阻尼材料，实现额外的剪切变形耗能，因此减振效果更显著；

(3)利用调频弹簧夹具安装固定后，调频弹簧夹具扣压均压板为弹性体提供一个均匀的预压力，可以降低接触区的压强，有效防止弹性体材料局部蠕变或开裂，其阻尼性能更加稳定，系统固有频率也更加稳定，因此本实用新型中弹性体的选材更宽泛，适用频率范围更大，产品减振性能更加稳定，安全性更佳；

(4)均压板与调频弹簧夹具配合对弹性体在钢轨垂向和横向同时施加预紧力，各向扣压力平衡，不易脱落；

(5)与现有技术相比，本实用新型最大的技术优势在于，通过改变调频弹簧夹具的弹性，就可以实现改变本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的系统固有频率，调整弹性有很多方法：包括：1)改变所使用调频弹簧夹的个数；2)改变所使用调频弹簧夹的材质；3)改变所使用调频弹簧夹具的尺寸，等等。调频弹簧夹具本身通过数量、材质或尺寸的变化能够形成不同的刚度，与均压板、调谐质量减振装置配合后，就可以改变调谐质量减振装置的固有频率，进而改变整个本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的系统固有频率，而且在出厂前和现场都可以调整，给生产和现场精调带来极大的方便。尤其在现场，可以根据钢轨实测频率，对本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的系统固有频率进行现场调整，使系统固有频率与待控制振动频率更加接近或一致，从而大大提升调谐减振性能；

(6)由于增设了均压板，调频弹簧夹具施加的扣压力可以均匀地转化为对弹性体的预紧力，调谐质量减振装置中弹性体的弹性基本随调频弹簧夹具刚度的变化呈线性变化，比较规律和稳定，使利用调频弹簧夹具的刚度变化调整系统固有频率成为可能，并且不会对弹性体造成破坏。相比之下传统技术中，当弹性夹具刚度较大时，与弹性体直接配合后，大的扣压力会导致扣压接触区弹性体局部下陷、蠕变或开裂，影响减振效果和使用寿命，此外，弹性体的弹性与弹性夹具的刚度之间呈非线性的变化，无法对系统固有频率进行准确调控。

在实际应用中，由于施工误差、线路改造、车辆换代等多种原因的存在，轨道线路的实际工况经常会与设计工况发生偏差。本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置解决了现有同类产品系统固有频率出场时已经固定，一旦出现实际工况与设计工况不符的情况，无法根据工程实际情况进行调节，导致减振性能大幅下降的难题。当实际工况与设计工况不符时，只需要更换不同弹性的调频弹簧夹具，就可以改变本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的系统固有频率，实现与轨道线路的实际工况相对应，不需要全部更换新的组合式钢轨调谐减振降噪装置，有效避免了浪费，减振降噪效果更加有保障，经济性和实用性更佳。综上，调整本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的系统固有频率的方法包括：1)改变所使用调频弹簧夹的数量；2)改变所使用调频弹簧夹的材质；3)改变所使用调频弹簧夹具的尺寸，等等，通过这些操作都可以实现改变调频弹簧夹具的弹性，进而很好地实现调整系统固有频率的技术效果，在工程应用时可以根据实际需要选择适宜的方法。本例所述调整本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的系统固有频率的方法可以适用于本实用新型的所有实施例，在此一并给予说明，后面实施例中不再重复，都在本实用新型要求的保护范围之中。

需要指出的是，基于本实用新型所述技术原理，本实用新型中的弹性体也可以采用橡胶以外的其他弹性材料制成，例如还可以采用弹性聚氨酯等弹性材料；此外，本实用新型中质量振子的具体形状和材料可以多种多样，其可以是圆柱体、长方体、球体以及非规则形状等各种形状，也可以采用钢铁等金属材料或石材、重凝混土等非金属材料制成，质量振子的形状及数量，可以根据工程需要进行选取和设计；另外，本实用新型中的均压板取材也可以多种多样，其可以采用钢铁、铝合金、不锈钢等金属材料，也可以采用塑料、碳纤维材料、玻璃钢、木塑等非金属材料，实践中可以根据需要选择。以上说明同样适用于本实用新型的其他实施例，都能实现相似的技术效果，都在本实用新型要求的保护范围之中。

综上所述，本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的结构简单，性能稳定，适用频域范围更广，使用寿命长，减振降噪效果好，性价比十分优越；本实用新型调整组合式钢轨调谐减振降噪装置的系统固有频率的方法，简单易行，操作方便，可以广泛应用于控制轨道交通运营过程中钢轨的振动及噪声，其市场应用前景十分广阔。

实施例二

如图2所示，本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置，与实施例一的区别在于，所述弹性体包括二个子弹性体，具体为第一子弹性体6和第二子弹性体7，其中，第一子弹性体6由弹性橡胶材料构成，第二子弹性体7由弹性聚氨酯材料构成，第二子弹性体7设置在第一子弹性体6与质量振子3之间，第一子弹性体6和第二子弹性体7共同包裹着质量振子3，第二子弹性体7的材料刚度小于第一子弹性体6的刚度；此外，均压板4由铝合金材料制成，并且均压板4与第一子弹性体6预先硫化固连成一体；另外，调频弹簧夹具5采用弹簧钢片制成，本例中调频弹簧夹具5共设置三个，分别对应设置在调谐质量减振装置的中间和两侧端部。

本例所述技术方案具备实施例一的全部优点，在此不再重复。应用时与实施例一的区别在于，为了方便进行组装，可以将约束阻尼结构粘贴固定在钢轨1轨腰的两侧，其余步骤相同。与实施例一相比，本例中，弹性体包括二个子弹性体，通过不同材料和不同刚度的子弹性体组合，一方面，有利于优化弹性体的整体阻尼性能，可以实现更宽范围的频率控制，例如，可以采用很软的弹性材料构成第二子弹性体，由于有第一子弹性体的防护和均压板的约束，第二子弹性体也不会出现被撕裂的问题，可以很好地实现对低频振动的控制；另一方面，增加了阻尼材料的选材范围，有利于降低产品成本。此外，本例中，均压板覆盖弹性体非贴合侧的面积更大，与调频弹簧夹具配合时对弹性体的均压效果更好，尤其是均压板与弹性体设置成一体，均压板对弹性体的保护效果更好，而且，不仅安装更加简单，日常的存储和运输等环节也更加方便。当然，根据均压板和弹性体的具体材料不同，均压板与弹性体除了可以利用硫化的方式固连成一体外，还可以利用粘接、热融、嵌扣等其他方式连成一体，这些都是基于本例技术原理的简单变化，都在本实用新型要求的保护范围之中。

本例所述本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置利用调频弹簧夹具调整系统固有频率的方法与实施例一相同，在此不再重复。此外，基于本例和实施例一的技术原理，调频弹簧夹具的数量可以根据需要进行选择，其可以设置一个、二个、三个、甚至更多个，只要能实现可靠的夹持固定效果，都可以适用于本实用新型中，在此一并给予说明。

实施例三

如图3所示，本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置，与实施例二的区别在于，所述约束阻尼结构采用“迷宫式”的结构形式，该约束阻尼结构中，连接板21和约束板23上分别对应地间隔设置凸凹结构，阻尼层22设置在连接板上凸凹结构与约束板上凸凹结构配合形成的曲折腔室内；此外，所述弹性体2由弹性发泡聚氨酯材料制成，均压板4与弹性体2粘接固连成一体；另外，质量振子设置多个，具体包括第一质量振子8、第二质量振子9、第三质量振子10和第四质量振子11。

与实施例二相比，本例所述技术方案中，约束阻尼结构采用了“迷宫式”的结构形式，其剪切阻尼层实现耗能的有效工作面积更大，振动发生时耗能减振能力更强，减振降噪的效果也更好。此外，质量振子设置了四个，不同质量振子与弹性体构成控制不同频率振动的质量调谐系统，其可以同时对应控制四个振动能量贡献大的频率，减振耗能效果更好。当然，基于本例的技术原理，质量振子也可以设置二个、三个、五个甚至更多个，这些都基于本实用新型技术原理的简单变化，都在本实用新型要求的保护范围之中。

实施例四

如图4所示，本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置，与实施例二的区别在于，所述约束阻尼结构采用“迷宫式”的结构形式，该约束阻尼结构中，连接板21和约束板23上分别对应地间隔设置凸凹结构，阻尼层22设置在连接板上凸凹结构与约束板上凸凹结构配合形成的曲折腔室内；此外，质量振子设置三个，具体包括第一质量振子8、第二质量振子9和第三质量振子10；此外，所述弹性体包括三个子弹性体，具体为第一子弹性体6、第二子弹性体7和第三子弹性体12，其中，第一质量振子8设置在第二子阴尼体7内，第二质量振子9设置在第三弹性体12中，第三质量振子10、第二子弹性体7和第三子弹性体12分别设置在第一子弹性体6中。所述第一子弹性体6、第二子弹性体7和第三子弹性体12分别采用不同刚度的橡胶材料制成，其中，第二子弹性体7的刚度最小，第三子弹性体12的刚度最大。

与实施例二相比，本例所述技术方案中，约束阻尼结构采用了“迷宫式”的结构形式，其剪切阻尼层实现耗能的有效工作面积更大，振动发生时耗能减振能力更强，减振降噪的效果也更好。此外，由于设置了三个不同刚度弹性材料制成的子弹性体和三个质量振子，各子弹性体与质量振子分别构成质量调谐系统，可以对应衰减三个主要频率的振动能量，特别是，通过子弹性体之间不同刚度的组合，可以控制的振动频率范围更加广泛，例如，相比于第一子弹性体6，第二子弹性体7的刚度更小，其可以适用于控制更低频率的振动，第三子弹性体12的刚度更大，其可以适用于控制更高频率的振动，其实用性更强。

当然，基于本例和实施例二的技术原理，第三弹性体12所采用的弹性材料也可以与第二子弹性体7的相同；此外，也可以设置二个、四个、五个甚至更多个质量振子，相应的设置三个、五个、六个甚至更多个子弹性体，子弹性体之间可以部分采用相同刚度或/和相同材质的弹性材料制造，也可以完全采用不同刚度或/和不同材质的弹性材料制造，都是基于本实用新型技术原理的简单变化，也在本实用新型要求的保护范围之中。

实施例五

如图5所示，本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置，与实施例四的区别在于，所述质量振子设置二个，具体包括第一质量振子8和第二质量振子9；所述弹性体包括二个子弹性体，具体包括第一子弹性体6和第二子弹性体7，其中，第一质量振子8设置在第一子弹性体6中，第二质量振子9设置在第二子弹性体7中，第一子弹性体6和第二子弹性体7分别采用不同刚度的橡胶材料制成，并且第一子弹性体6和第二子弹性体7硫化固连成一体；此外，所述调频弹簧夹具采用分体式结构，其包括扣压段18和卡合段19，扣压段18和卡合段19通过连接通孔13利用紧固件14固定相连；另外，第一子弹性体6和第二子弹性体7与约束板23预先硫化固连成一体。

与实施例四相比，本例所述技术方案中，约束阻尼结构和调谐质量减振装置一体化设置，安装时更加简单方便。此外，子弹性体之间并列布置，不再采用彼此嵌套的设置方式，加工操作更加简单。另外，采用分体式的调频弹簧夹具，可以更好地适应弹性体的尺寸变化。例如，当图5中的弹性体尺寸增大时，可以更换相应长度的卡合段19与之配合，不需要全部更换调频弹簧夹具，有利于节约物料成本，避免浪费。

实施例六

如图6所示，本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置，与实施例三的不同之处在于，质量振子3采用颗粒状散料，所述颗粒状散料空间布置于弹性体2中，其中颗粒状散料具体为卵石；此外，还包括防护连接板15，所述防护连接板15设置在弹性体2的贴合侧，防护连接板15与弹性体2设置成一体，弹性体2通过防护连接板15与钢轨1的翼板表面配合；另外，为了保证弹性体2与约束板23之间的位置相对稳定，约束板23上对应弹性体2沿钢轨纵向设置限位条24。

与实施例三相比，本例所述技术方案中的质量振子更容易获取，价格也更加便宜，其也可以实现良好的减振效果。需要指出的是，一般来说，本实用新型中需要选择具有较大重量的颗粒状散料作为质量振子使用，以满足质量调谐减振的需求，例如铁砂、碎石、卵石、砂粒、重金属矿渣等。此外，由于增设了防护连接板15，一方面，可以更好地保护弹性体免受外力损伤；另一方面，防护连接板的选材更加广泛，可以根据需要选择可焊接材料、绝缘材料、耐腐蚀材料等不同性能的材料以满足不同的工程需求，有利于进一步提高产品的适用性和使用寿命；第三还可以配合均压板增强对弹性体的约束，提高剪切弹性体耗能的能力，增强减振耗能效果；第四，由于在约束板上增设了限位条，约束阻尼结构和调谐质量减振装置之间的连接和定位更容易实现，安装操作更加简单。

实施例七

如图7所示，本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置，与实施例六的不同之处在于，所述防护连接板15上设有凸凹结构，所述凸凹结构具体为防护连接板15与弹性体2配合一侧设置的多个楞条16；此外，调频弹簧夹具5和均压板4上还对应设置用于彼此限位的凸凹结构，所述凸凹结构具体为弹簧夹具5上设置的定位销17以及均压板4上对应设置的定位孔；另外，钢轨1的轨底处还同时设有第二弹性体7、第二质量振子9和第二均压板20构成的另一组质量调谐系统，其中，第二弹性体7由弹性聚氨酯材料制成，铝合金制成的第二均压板20与第二弹性体7粘接固连成一体；第四，所述约束阻尼结构可以仅部分遮蔽轨腰表面，具体如图7中所示，避让轨头下部空间，以满足捣固作业、日常维护或其他作业的空间要求。

与实施例六相比，本例所述技术方案中，由于在轨底也增设了质量调谐系统，减振耗能作用更加显著。此外，由于防护连接板15上增设了凸凹结构与弹性体2配合，二者接触面积更大，工作时剪切弹性体耗能的作用更加明显，有利于进一步提升耗能减振能力。另外，调频弹簧夹具5和均压板4上对应设置用于彼此限位的凸凹结构，可以有效避免使用过程中调频弹簧夹具从均压板上滑脱或移位，更加安全可靠，当然，基于本例的技术原理，所述凸凹结构的具体形式可以多种多样，除已提到的孔销配合外，也可以是凸起和凹槽配合等其他限位结构形式，而且，也可以在均压板上设置定位销，对应的在调频弹簧夹具5上设置定位孔，也都能实现同样的技术效果，都是基于本实用新型技术原理的简单变化，都在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例八

如图8所示，本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置，与实施例七的不同之处在于，所述防护连接板15与约束板23一体化设置，其与橡胶材料制成的弹性体2预先硫化固定成一体。

与实施例七相比，本例所述技术方案中，涉及的零部件更少，约束阻尼结构和调谐质量减振装置一体化设置，安装时更加简单方便。

实施例九

如图9和图10所示，本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置，与图3所示技术方案的不同之处在于，均压板4的内表面上设置有用于增加抗弯刚度的凸凹结构，所述凸凹结构具体为沿钢轨纵向布置的多条凸楞25，弹性体2由弹性橡胶材料制成，均压板4与弹性体2硫化连接成一体；此外，如图10中所示，本例中，每个弹性体2对应设置二块均压板4，二块均压板4并列地间隔设置在弹性体的非贴合侧，每块均压板4对应设置二个调频弹簧夹具5，从而将均压板4连同弹性体2一起压紧固定在钢轨1表面。

与图3所示的技术方案相比，本例所述的技术方案中，由于均压板上设置了凸楞25，其板体抗弯刚度显著提高，调频弹簧夹具施加的扣压力通过均压板可以更均匀地作用于整个弹性体2的相应配合表面，均压效果更好；此外，本例中均压板设置了二块，二块均压板分别与调频弹簧夹具配合将弹性体压紧固定在钢轨表面，二块均压板可以采用不同刚度的调频弹簧夹具，从而增加本实用新型组合式钢轨调谐减振降噪装置的系统固有频率的可调整范围。

基于本例的技术原理，均压板上所述凸凹结构的设置方式可以多种多样，例如，可以是沿钢轨纵向连续设置的长凸楞，也可以是沿钢轨纵向平行并且交错设置的短凸楞，还可以是由上至下倾斜设置的凸楞，或者是正弦波状连续设置等等，只要能有效提高均压板的抗弯刚度，都可以应用于本实用新型之中，优选的，所述凸凹结构沿钢轨纵向设置；此外，除了可以象前述实施例中记载的设置一块或二块均压板外，根据本实用新型中调谐质量减振装置的长度不同，均压板也可以设置成三块、四块甚至更多块，但是为了保证夹持固定的可靠性和均压作用的稳定性，一般来说，均压板的宽度至少是调频弹簧夹具宽度的二倍，这些技术说明和技术方案都是基于本实用新型技术原理的简单变化，同样适用于本实用新型的其他实施例，在此仅以文字给予说明，不再另外附图，都在本实用新型要求的保护范围之中。

本实用新型的实施例主要是为了方便理解本实用新型的技术原理，并不局限于上述实施例记载的内容，上述实施例记载的技术内容也可以进行交叉使用，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之中。

Claims (14)

1.一种组合式钢轨调谐减振降噪装置，包括约束阻尼结构和调谐质量减振装置，所述约束阻尼结构包括约束板、阻尼层和连接板；所述调谐质量减振装置包括弹性材料制成的弹性体，弹性体内设置至少一个质量振子，弹性体的贴合侧与约束板或/和钢轨的非工作表面配合，弹性体贴合侧的形状与约束板或/和钢轨非工作表面的形状相对应，其特征在于，所述调谐质量减振装置还包括均压板和调频弹簧夹具，弹性体的非贴合侧局部设置均压板，所述均压板的刚度大于弹性体的刚度，所述调频弹簧夹具包覆局部钢轨的轨底，工作时调频弹簧夹具扣压在均压板上，调频弹簧夹具与均压板配合从而将均压板连同弹性体一起压紧固定在钢轨表面，均压板与调频弹簧夹具配合对弹性体在钢轨垂向和横向同时施加预紧力。

2.根据权利要求1所述的组合式钢轨调谐减振降噪装置，其特征在于，均压板与弹性体设置成一体。

3.根据权利要求1所述的组合式钢轨调谐减振降噪装置，其特征在于，弹性体至少包括不同刚度弹性材料制成的二个子弹性体。

4.根据权利要求3所述的组合式钢轨调谐减振降噪装置，其特征在于，子弹性体中分别设置质量振子。

5.根据权利要求1所述的组合式钢轨调谐减振降噪装置，其特征在于，质量振子为颗粒状散料，所述颗粒状散料空间布置于弹性体中。

6.根据权利要求1所述的组合式钢轨调谐减振降噪装置，其特征在于，调频弹簧夹具采用分体式结构。

7.根据权利要求1所述的组合式钢轨调谐减振降噪装置，其特征在于，所述组合式钢轨调谐减振降噪装置还包括防护连接板，所述防护连接板设置在弹性体的贴合侧，防护连接板与弹性体设置成一体，弹性体通过防护连接板与钢轨的非工作表面配合。

8.根据权利要求7所述的组合式钢轨调谐减振降噪装置，其特征在于，防护连接板与弹性体接触的一侧设置凸凹结构。

9.根据权利要求7所述的组合式钢轨调谐减振降噪装置，其特征在于，防护连接板与约束板一体化设置。

10.根据权利要求1所述的组合式钢轨调谐减振降噪装置，其特征在于，均压板至少设置一块，均压板的宽度至少是调频弹簧夹具宽度的二倍。

11.根据权利要求1所述的组合式钢轨调谐减振降噪装置，其特征在于，均压板上设置用于增加抗弯刚度的凸凹结构。

12.根据权利要求1所述的组合式钢轨调谐减振降噪装置，其特征在于，调频弹簧夹具和均压板上对应设置用于彼此限位的凸凹结构。

13.根据权利要求1所述的组合式钢轨调谐减振降噪装置，其特征在于，所述约束阻尼结构中，连接板和约束板上分别对应地间隔设置凸凹结构，阻尼层设置在连接板上的凸凹结构与约束板上的凸凹结构配合形成的曲折腔室内。

14.根据权利要求1所述的组合式钢轨调谐减振降噪装置，其特征在于，约束板上对应弹性体设置限位条。