CN215370771U - 一种应用于地铁轨道的非线性隔振装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于地铁轨道的非线性隔振装置，由承载台、滑块、插销、横向弹簧、竖向弹簧、车轮、车轴和底座组成；本模型在总结前人研究的成果上，对准零刚度隔振器进行研究分析，竖向弹簧为正刚度弹簧，水平弹簧在运动过程中存在负刚度特性，正负刚度并联得到准零刚度，设计出一种应用于地铁轨道的非线性隔振器；所述承载台，与两个滑块连接；所述滑块与四根插销连接；所述插销与两根车轴连接；所述横向弹簧对称固定在两根车轴上；这种装置具有高静低动的特性，高的静态刚度保证高的静态负载能力和低的动态刚度增大了隔振频率范围，尤其在低频阶段，具有良好的隔振特性，可以有效减小车体振动，减少对周围建筑的振动影响。

Description

一种应用于地铁轨道的非线性隔振装置

技术领域

本实用新型涉及隔振领域，具体涉及一种应用于地铁轨道的非线性隔振装置。

背景技术

随着我国城市交通建设的快速发展，地下轨道交通的运行极大方便了城市居民的日常出行，但是随之而来的就是地铁运行引起的振动和噪声问题，尤为突出的主要问题则是振动问题。这不仅使周围的建筑物寿命受到影响，而且还会对建筑物内部的居民生活以及仪器的使用等造成不便，逐渐受到社会各界的广泛关注。线性隔振理论表明，只有隔振源的振动频率高于

倍固有频率时，系统才有隔振效果。这说明弹簧刚度越小，固有频率就会越低，隔振区间就会越大，隔振效果也就会越好。不过，低刚度可能会引起大的变形，隔振频率与变形之间的矛盾难以通过一般的刚度不变的结构来解决。因此在不影响轨道承载能力的前提下，构造出具有低频隔振效果的非线性隔振系统对解决地下轨道交通产生的振动带来的一系列问题意义非凡

基于这种问题，最好的解决方法是研制一种应用于地铁轨道的非线性隔振装置，放置于地铁轨道下工作。这种应用于地铁轨道的非线性隔振器，具有高静低动的特性，即高的静态刚度保证高的静态负载能力和低的动态刚度增大隔振频率范围，尤其在低频阶段，具有良好的隔振特性，可以有效减小车体振动，提高运行平稳性，减少了对周围建筑的振动影响，也减少了噪声污染。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

这种准零刚度非线性隔振器，具有高静低动的特性，即高的静态刚度保证静态负载能力和低的动态刚度增大隔振频率范围，尤其在低频阶段，具有良好的隔振特性，可以有效减小车体振动，提高运行平稳性，减少了对周围建筑的振动影响，也减少了噪声污染。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种地铁轨道隔振装置，操作具体如下：地铁在经过轨道时，放置于轨道下面的准零刚度隔振器开始工作，地铁传递给轨道的力经隔振装置的承载台传递给准零刚度隔振系统，承载台在受力后，与承载台连接的滑块随着承载台向下运动，竖向压缩弹簧提供了正刚度，滑块与插销连接，滑块向下运动时，插销开始转动，带动横向拉伸弹簧在水平方向上运动，横向拉伸弹簧对称放置于车轴，车轴与车轮连接，车轮放置于底座的凹槽中，横向拉伸弹簧提供了负刚度，正负刚度抵消实现了准零刚度，极大的提高了低频隔振性能，同时实现了高的静载承载能力；

所述承载台底部设有四根伸缩杆，用于竖直方向的固定及伸缩；所述承载台底面设有两个螺孔，与两个滑块连接；所述承载台底部固定有凸台，与竖向弹簧连接，实现竖直方向的压缩；所述承载台底部周围设置了凸槽，与底座周围的凹槽连接，实现竖直方向的固定及伸缩；

所述滑块顶部与承载台连接；所述滑块底部设有四个螺丝孔，与插销连接，承载台受载后随着竖向弹簧的压缩实现竖直方向的位移；

所述插销底部设有一个孔，与车轴连接，承载台受载后，实现横向位移；

所述竖向弹簧上端与承载台底部的凸台连接；所述竖向弹簧下端与底座顶部的凸台连接；

所述横向弹簧与两根车轴连接，对称水平放置在车轴上，用于产生负刚度与竖向压缩弹簧产生的正刚度相抵消，从而在平衡位置实现准零刚度达到低频隔振的效果；

所述车轴在水平方向上与车轮连接，承载台受载后，随着横向弹簧的拉伸，实现水平方向上的运动；

所述车轮左右对称放置在底座的凹槽中，且与车轴连接，用于水平方向上的运动；

所述底座顶部前后左右对称放置四根伸缩杆，用于竖直方向的固定及伸缩；所述底座固定有凸台，用于与竖向弹簧连接，实现竖直方向的压缩；所述底座顶部设置了凹槽，与承载台的凸槽连接，实现竖直方向的固定及伸缩。

作为优选，所述滑块数量为两个，且两个滑块呈对称分布；所述插销为四个，且四个插销呈对称分布。所述车轴数量为两根，且两根车轴对称分布；所述车轮数量为四个，且四个车轮对称分布。

作为优选，所述承载台在底部中心设置有凸台，便于和竖向弹簧连接；所述底座在顶部设置有凸台，便于和竖向弹簧连接。

作为优选，所述承载台底部和底座顶部设置有四根伸缩杆，便于竖直方向的固定及伸缩；所述承载台底部设有凸槽，底座顶部设有凹槽，便于竖直方向的固定及压缩。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种应用于地铁轨道的非线性隔振装置，具备以下有益效果：

1.该地铁轨道隔振装置，由承载台、滑块，插销、车轴、车轮、竖向压缩弹簧、横向拉伸弹簧、底座组成，承载台与两个滑块连接，两个滑块与四根插销连接，插销对称分布在车轴上，车轴与车轮连接，车轮对称分布在底座的凹槽中，实现了水平方向横向弹簧的拉伸，承载台在受力后，与承载台连接的滑块随着承载台向下运动，竖向压缩弹簧提供了正刚度，滑块与插销连接，滑块向下运动时，插销开始转动，带动横向拉伸弹簧在水平方向上运动，横向拉伸弹簧对称放置于车轴，车轴与车轮连接，横向拉伸弹簧提供了负刚度，正负刚度抵消实现了准零刚度，极大的提高了低频隔振性能，同时实现了高的静载承载能力，可以有效减小车体振动，提高运行平稳性，减少了对周围建筑的振动影响，也减少了噪声污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型的结构示意图；

图4为本实用新型的结构示意图。

图中：1承载台、2滑块、3插销、4竖向压缩弹簧、5横向拉伸弹簧、6车轴、7车轮、8底座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，一种应用于地铁轨道的非线性隔振装置，其特征在于：包括承载台(1)、滑块(2)、插销(3)、竖向弹簧(4)、水平弹簧(5)、车轴(6)、车轮(7)、底座(8)。

所述承载台(1)底部设有四根伸缩杆，呈对称分布，用于竖直方向的固定及伸缩；

所述承载台(1)底部设有两个螺孔，呈对称分布，用于与两个滑块(2)连接；

所述承载台(1)底部固定有凸台，用于与竖向弹簧(4)连接，实现竖直方向的压缩；

所述承载台(1)底部设置了凸槽，用于与底座(8)的凹槽连接，实现竖直方向的固定及伸缩；

所述滑块(2)顶部与承载台(1)连接；

所述滑块(2)底部设有四个螺孔，用于与插销(3)连接，承载台(1)受载后随着竖向弹簧的压缩实现竖直方向的位移；

所述插销(3)底部设有一个孔，用于与车轴(6)连接，承载台(1)受载后，插销(3)转动，车轴车轮水平运动，横向弹簧拉伸，在水平运动的过程中，横向拉伸弹簧提供了负刚度；

所述竖向压缩弹簧(4)上端与承载台(1)底部的凸台连接；所述竖向压缩弹簧(4)下端与底座(8)顶部的凸台连接；

所述横向拉伸弹簧(5)与两根车轴(6)连接，对称水平放置在车轴上，水平移动的过程中提供了负刚度与竖向压缩弹簧(4)产生的正刚度相抵消，从而在平衡位置实现准零刚度达到低频隔振的效果；

所述车轮(7)左右对称放置在底座(8)的凹槽中，且与车轴(6)连接，用于水平方向上的运动；

所述底座(8)顶部前后左右对称放置四根伸缩杆，用于竖直方向的固定及伸缩；所述底座(8)固定有凸台，用于与竖向压缩弹簧(8)连接，实现竖直方向的压缩；所述底座(8)顶部设置了凹槽，与承载台(1)的凸槽连接，实现竖直方向的固定及伸缩。

值得注意的是，所述滑块数量为两个，且两个滑块呈对称分布；所述插销数量为两个，且两个插销呈对称分布；所述横向拉伸弹簧数量为两个，且两个竖向拉伸弹簧呈对称分布；所述车轴数量为两根，且两根车轴呈对称分布；所述车轮数量为四个，且四个车轮呈对称分布。

值得注意的是，所述承载台在底部中心设置有凸台，便于和竖向压缩弹簧连接；所述承载台在整个底部设置有凸槽，便于竖直方向的固定和伸缩。

值得注意的是，所述底座在靠近顶端处预留凹槽，用于放置车轮，实现水平方向的运动；所述底座整个顶部设有凹槽，便于和承载台的凸槽连接，实现竖直方向的固定及伸缩；所述底座的底面设有凸台，便于和竖直方向的压缩弹簧连接。

值得注意的是，所述承载台的底部和底座的顶部设有四根伸缩杆，便于承载台和底座的连接，实现竖直方向的固定和伸缩。

综上所述，该应用于地铁轨道的非线性隔振装置，承载台(1)在受力后，与承载台连接的滑块(2)随着承载台向下运动，滑块(2)带动插销(3)转动，竖向弹簧(4)提供了正刚度，滑块(3)与插销(4)连接，滑块(3)向下运动时，插销(4)开始转动，带动横向拉伸弹簧(5)在水平方向上运动，横向弹簧(5)对称放置于车轴(6)，车轴(6)与车轮(7)连接，横向弹簧(5)在拉伸过程中提供了负刚度，正负刚度抵消实现了准零刚度，极大的提高了低频隔振性能，同时实现了高的静载承载能力，可以有效减小车体振动，提高运行平稳性，减少了对周围建筑的振动影响，也减少了噪声污染。

本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，在此不再详述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种应用于地铁轨道的非线性隔振装置，其特征是：包括承载台(1)，所述承载台(1)底部设有四根伸缩杆，呈对称分布，用于竖直方向的固定及伸缩；所述承载台(1)底部设有两个螺孔，呈对称分布，与两个滑块(2)的顶部连接；所述承载台(1)底部中心固定有凸台，与竖向压缩弹簧(4)连接，实现竖直方向的压缩；所述承载台(1)底部周围设置了凸槽，与底座(8)顶部周围的凹槽连接，实现竖直方向的固定及伸缩；

所述滑块(2)顶部与承载台(1)连接；所述滑块(2)底部设有四个螺孔，与插销(3)连接，承载台(1)受载后随着竖向压缩弹簧(4)的压缩实现竖直方向的位移；

所述插销(3)底部设有一个孔，与车轴(6)连接，承载台(1)受载后，插销(3)转动，横向弹簧(5)拉伸，车轴(6)车轮(7)在水平方向运动，在水平运动的过程中，横向拉伸弹簧提供了负刚度；

所述竖向压缩弹簧(4)上端与承载台(1)底部的凸台连接；所述竖向压缩弹簧(4)下端与底座(8)顶部的凸台连接；

所述横向弹簧(5)与两根车轴(6)连接，对称水平放置在车轴上，水平运动时提供负刚度与竖向压缩弹簧(4)产生的正刚度相抵消，从而在平衡位置实现准零刚度达到低频隔振的效果；

所述车轴(6)在水平方向上与车轮(7)连接，承载台(1)受载后，随着横向弹簧(5)的拉伸，实现水平方向上的运动；

所述车轮(7)左右对称放置在底座(8)的凹槽中，且与车轴(6)连接，用于水平方向上的运动；

所述底座(8)设有四根伸缩杆，呈对称分布，用于竖直方向的固定及伸缩；所述底座(8)固定有凸台，用于与竖向压缩弹簧(4)连接，实现竖直方向的压缩；所述底座(8)顶部周围设置了凹槽，与承载台(1)底部周围的凸槽连接，实现竖直方向的固定及伸缩。

2.如权利要求1所述的一种应用于地铁轨道的非线性隔振装置，其特征在于：所述承载台(1)数量为1个，承载台(1)底部有四根伸缩杆呈对称分布；承载台(1)底部设有两个螺孔，用于和滑块(2)连接，螺孔呈对称分布；承载台(1)底部中心固定有凸台，用于和竖向压缩弹簧(4)连接。

3.如权利要求1所述的一种应用于地铁轨道的非线性隔振装置，其特征在于：所述滑块(2)数量为两个，且两个滑块(2)呈对称分布。

4.如权利要求1所述的一种应用于地铁轨道的非线性隔振装置，其特征在于：所述插销(3)4个；所述竖向压缩弹簧(4)1个；所述横向弹簧(5)两个；所述车轴(6)两根；所述车轮(7)四个。

5.如权利要求1所述的一种应用于地铁轨道的非线性隔振装置，其特征在于：所述底座(8)数量为一个，底座(8)设有四根伸缩杆呈对称分布，便于和承载台连接，实现竖直方向的固定及伸缩；底座(8)上面有固定凸台与竖向压缩弹簧(4)连接；底座(8)靠近顶端左右对称设置了凹槽，用于放置车轮(7)；底座(8)顶部周围设置了凹槽，用于与承载台(1)的凸槽连接，实现竖直方向的固定及伸缩。

6.如权利要求1所述的一种应用于地铁轨道的非线性隔振装置，其特征在于：所述承载台(1)与滑块(2)和竖向压缩弹簧(4)连接连接，滑块(2)与插销(3)连接，插销(3)与车轴(6)连接，车轴(6)与车轮(7)连接，车轮(7)放置于底座(8)的凹槽中，底座(8)通过竖向压缩弹簧(4)与承载台(1)连接。

Images